JXTA-Overlay P2P Platform and Its Application for Robot Control

The design of an efficient collaborative multirobot framework that ensures the autonomy and the individualrequirements of the involved robots is a very challenging task. This requires designing an efficient platform for inter-robot communication. P2P is a good approach to achieve this goal. P2P aims at making the communication ubiquitous thereby crossing the communication boundary and has many attractive features to use it as a platform for collaborative multi-robot environments. In this work, we present the JXTA Overlay P2P system and its application for robot control. Since JXTAOverlay is able to overcome Firewalls, Routers and NATs, it is possible to control end-devices in a WAN without changing the network security policy. We used JXTA-Overlay for the control of robot motors. We evaluated the proposed system by many experiments and have shown that the proposed system has a good performance and can be used successfully for the control of robot.

Juego 2D para Android

El proyecto consistirá en diseñar desde cero un juego para smartphones que utilicen el sistema operativo Android. El objetivo del juego será sobrevivir a las oleadas de enemigos, que aparecerán en el extremo derecho de la pantalla y se dirigirán al lado opuesto, durante el tiempo suficiente para superar el nivel actual. Al mismo tiempo tendremos que tratar de esquivar los obstáculos y recoger los objetos que nos proporcionarán un bonus de puntos. En el juego habrá un número finito de niveles, cada uno más difícil que el anterior.

Designing a modular, open and expandable Bluetooth-platform

Lähitulevaisuudessa langattomien järjestelmien kaupalliset mahdollisuudet tulevat olemaan valtavia. Tutkiaksemme tulevia tarpeita, tässä diplomityössä esitellään kuinka voidaan suunnitella ja toteuttaa avoin langaton asiakas-palvelin järjestelmä. Järjestelmänä päätettiin käyttää Bluetooth:ia. Tutkituista langattomista standardeista Bluetooth sopii parhaiten akkukäyttöiselle laitteelle, jonka tulee olla monipuolinen. Lisäksi Bluetooth:iin on liitetty suuria kaupallisia odotuksia ja yksi työn tavoitteista olikin tutkia, ovatko nämä odotukset realistisia. Bluetooth:iin havaittiin liittyvän paljon ylimainontaa ja, sen todettiin olevan monimutkainen. Sillä on kuitenkin paljon ominaisuuksia ja erilaisten käyttöprofiilien avulla sitä voidaan käyttää monenlaisiin tehtäviin. Suunniteltu järjestelmä ajaa socket-palvelinta Bluetooth-yhteyden päällä. Tietyntyyppiseen liikenteeseen erikoistuneet socket:t tarjoavat vaaditun laajennattavuuden. Palvelin toteutetiin Linux-säikeenä ja se hallitsee Bluetooth protokollapinoa sekä sovelluksia, joita suoritetaan palvelimella. Näiden sovelluksien palvelut ovat muiden käytössä Bluetooth:n kautta.

Flexible multibody dynamics and intelligent control of a hydraulically driven hybrid redundant robot machine

The assembly and maintenance of the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) vacuum vessel (VV) is highly challenging since the tasks performed by the robot involve welding, material handling, and machine cutting from inside the VV. The VV is made of stainless steel, which has poor machinability and tends to work harden very rapidly, and all the machining operations need to be carried out from inside of the ITER VV. A general industrial robot cannot be used due to its poor stiffness in the heavy duty machining process, and this will cause many problems, such as poor surface quality, tool damage, low accuracy. Therefore, one of the most suitable options should be a light weight mobile robot which is able to move around inside of the VV and perform different machining tasks by replacing different cutting tools. Reducing the mass of the robot manipulators offers many advantages: reduced material costs, reduced power consumption, the possibility of using smaller actuators, and a higher payload-to-robot weight ratio. Offsetting these advantages, the lighter weight robot is more flexible, which makes it more difficult to control. To achieve good machining surface quality, the tracking of the end effector must be accurate, and an accurate model for a more flexible robot must be constructed. This thesis studies the dynamics and control of a 10 degree-of-freedom (DOF) redundant hybrid robot (4-DOF serial mechanism and 6-DOF 6-UPS hexapod parallel mechanisms) hydraulically driven with flexible rods under the influence of machining forces. Firstly, the flexibility of the bodies is described using the floating frame of reference method (FFRF). A finite element model (FEM) provided the Craig-Bampton (CB) modes needed for the FFRF. A dynamic model of the system of six closed loop mechanisms was assembled using the constrained Lagrange equations and the Lagrange multiplier method. Subsequently, the reaction forces between the parallel and serial parts were used to study the dynamics of the serial robot. A PID control based on position predictions was implemented independently to control the hydraulic cylinders of the robot. Secondly, in machining, to achieve greater end effector trajectory tracking accuracy for surface quality, a robust control of the actuators for the flexible link has to be deduced. This thesis investigates the intelligent control of a hydraulically driven parallel robot part based on the dynamic model and two schemes of intelligent control for a hydraulically driven parallel mechanism based on the dynamic model: (1) a fuzzy-PID self-tuning controller composed of the conventional PID control and with fuzzy logic, and (2) adaptive neuro-fuzzy inference system-PID (ANFIS-PID) self-tuning of the gains of the PID controller, which are implemented independently to control each hydraulic cylinder of the parallel mechanism based on rod length predictions. The serial component of the hybrid robot can be analyzed using the equilibrium of reaction forces at the universal joint connections of the hexa-element. To achieve precise positional control of the end effector for maximum precision machining, the hydraulic cylinder should be controlled to hold the hexa-element. Thirdly, a finite element approach of multibody systems using the Special Euclidean group SE(3) framework is presented for a parallel mechanism with flexible piston rods under the influence of machining forces. The flexibility of the bodies is described using the nonlinear interpolation method with an exponential map. The equations of motion take the form of a differential algebraic equation on a Lie group, which is solved using a Lie group time integration scheme. The method relies on the local description of motions, so that it provides a singularity-free formulation, and no parameterization of the nodal variables needs to be introduced. The flexible slider constraint is formulated using a Lie group and used for modeling a flexible rod sliding inside a cylinder. The dynamic model of the system of six closed loop mechanisms was assembled using Hamilton’s principle and the Lagrange multiplier method. A linearized hydraulic control system based on rod length predictions was implemented independently to control the hydraulic cylinders. Consequently, the results of the simulations demonstrating the behavior of the robot machine are presented for each case study. In conclusion, this thesis studies the dynamic analysis of a special hybrid (serialparallel) robot for the above-mentioned special task involving the ITER and investigates different control algorithms that can significantly improve machining performance. These analyses and results provide valuable insight into the design and control of the parallel robot with flexible rods.

Framework for middleware executed on mobile devices

Die ubiquitäre Datenverarbeitung ist ein attraktives Forschungsgebiet des vergangenen und aktuellen Jahrzehnts. Es handelt von unaufdringlicher Unterstützung von Menschen in ihren alltäglichen Aufgaben durch Rechner. Diese Unterstützung wird durch die Allgegenwärtigkeit von Rechnern ermöglicht die sich spontan zu verteilten Kommunikationsnetzwerken zusammen finden, um Informationen auszutauschen und zu verarbeiten. Umgebende Intelligenz ist eine Anwendung der ubiquitären Datenverarbeitung und eine strategische Forschungsrichtung der Information Society Technology der Europäischen Union. Das Ziel der umbebenden Intelligenz ist komfortableres und sichereres Leben. Verteilte Kommunikationsnetzwerke für die ubiquitäre Datenverarbeitung charakterisieren sich durch Heterogenität der verwendeten Rechner. Diese reichen von Kleinstrechnern, eingebettet in Gegenstände des täglichen Gebrauchs, bis hin zu leistungsfähigen Großrechnern. Die Rechner verbinden sich spontan über kabellose Netzwerktechnologien wie wireless local area networks (WLAN), Bluetooth, oder UMTS. Die Heterogenität verkompliziert die Entwicklung und den Aufbau von verteilten Kommunikationsnetzwerken. Middleware ist eine Software Technologie um Komplexität durch Abstraktion zu einer homogenen Schicht zu reduzieren. Middleware bietet eine einheitliche Sicht auf die durch sie abstrahierten Ressourcen, Funktionalitäten, und Rechner. Verteilte Kommunikationsnetzwerke für die ubiquitäre Datenverarbeitung sind durch die spontane Verbindung von Rechnern gekennzeichnet. Klassische Middleware geht davon aus, dass Rechner dauerhaft miteinander in Kommunikationsbeziehungen stehen. Das Konzept der dienstorienterten Architektur ermöglicht die Entwicklung von Middleware die auch spontane Verbindungen zwischen Rechnern erlaubt. Die Funktionalität von Middleware ist dabei durch Dienste realisiert, die unabhängige Software-Einheiten darstellen. Das Wireless World Research Forum beschreibt Dienste die zukünftige Middleware beinhalten sollte. Diese Dienste werden von einer Ausführungsumgebung beherbergt. Jedoch gibt es noch keine Definitionen wie sich eine solche Ausführungsumgebung ausprägen und welchen Funktionsumfang sie haben muss. Diese Arbeit trägt zu Aspekten der Middleware-Entwicklung für verteilte Kommunikationsnetzwerke in der ubiquitären Datenverarbeitung bei. Der Schwerpunkt liegt auf Middleware und Grundlagentechnologien. Die Beiträge liegen als Konzepte und Ideen für die Entwicklung von Middleware vor. Sie decken die Bereiche Dienstfindung, Dienstaktualisierung, sowie Verträge zwischen Diensten ab. Sie sind in einem Rahmenwerk bereit gestellt, welches auf die Entwicklung von Middleware optimiert ist. Dieses Rahmenwerk, Framework for Applications in Mobile Environments (FAME²) genannt, beinhaltet Richtlinien, eine Definition einer Ausführungsumgebung, sowie Unterstützung für verschiedene Zugriffskontrollmechanismen um Middleware vor unerlaubter Benutzung zu schützen. Das Leistungsspektrum der Ausführungsumgebung von FAME² umfasst: • minimale Ressourcenbenutzung, um auch auf Rechnern mit wenigen Ressourcen, wie z.B. Mobiltelefone und Kleinstrechnern, nutzbar zu sein • Unterstützung für die Anpassung von Middleware durch Änderung der enthaltenen Dienste während die Middleware ausgeführt wird • eine offene Schnittstelle um praktisch jede existierende Lösung für das Finden von Diensten zu verwenden • und eine Möglichkeit der Aktualisierung von Diensten zu deren Laufzeit um damit Fehlerbereinigende, optimierende, und anpassende Wartungsarbeiten an Diensten durchführen zu können Eine begleitende Arbeit ist das Extensible Constraint Framework (ECF), welches Design by Contract (DbC) im Rahmen von FAME² nutzbar macht. DbC ist eine Technologie um Verträge zwischen Diensten zu formulieren und damit die Qualität von Software zu erhöhen. ECF erlaubt das aushandeln sowie die Optimierung von solchen Verträgen.

Teaching an Old Robot New Tricks: Learning Novel Tasks via Interaction with People and Things

As AI has begun to reach out beyond its symbolic, objectivist roots into the embodied, experientialist realm, many projects are exploring different aspects of creating machines which interact with and respond to the world as humans do. Techniques for visual processing, object recognition, emotional response, gesture production and recognition, etc., are necessary components of a complete humanoid robot. However, most projects invariably concentrate on developing a few of these individual components, neglecting the issue of how all of these pieces would eventually fit together. The focus of the work in this dissertation is on creating a framework into which such specific competencies can be embedded, in a way that they can interact with each other and build layers of new functionality. To be of any practical value, such a framework must satisfy the real-world constraints of functioning in real-time with noisy sensors and actuators. The humanoid robot Cog provides an unapologetically adequate platform from which to take on such a challenge. This work makes three contributions to embodied AI. First, it offers a general-purpose architecture for developing behavior-based systems distributed over networks of PC's. Second, it provides a motor-control system that simulates several biological features which impact the development of motor behavior. Third, it develops a framework for a system which enables a robot to learn new behaviors via interacting with itself and the outside world. A few basic functional modules are built into this framework, enough to demonstrate the robot learning some very simple behaviors taught by a human trainer. A primary motivation for this project is the notion that it is practically impossible to build an "intelligent" machine unless it is designed partly to build itself. This work is a proof-of-concept of such an approach to integrating multiple perceptual and motor systems into a complete learning agent.

Nuevas tecnologías, nuevas formas de negocios: Smartphones y códigos QR en Chile

Hace varios años atrás el uso del celular era un bien que muy pocas personas tenían la oportunidad de adquirirlo. Por un lado esta adquisición era muy cara y además había muy poca oferta en el mercado. El uso de los celulares era estrictamente para llamadas urgentes y muy pocas personas podían tener este bien en sus manos. A medida que iban avanzando los años las personas generaban mas necesidades y las empresas hacían todo lo posible por satisfacer estas necesidades. Por esta misma razón las empresas empezaron a ir más allá que simplemente satisfacer estas necesidades. Por lo que empezaron a no solo crear un simple celular que sirviera para llamadas sino un celular que también incluyera cámara, video, mensajes de texto, mails, bluetooth, música, entre más funciones. Hoy en día un celular que no tenga este tipo de funciones es obsoleto y ahora las personas se vuelven cada vez más dependientes a un teléfono celular. Por eso es importante investigar si es verdaderamente importante y necesario tener toda la vida de las personas en el celular, si estas nuevas tecnologías son relevantes para la sustentabilidad de las empresas y también que beneficios trae la evolución de las nuevas tecnologías. En la actualidad se ha dado que para las personas es fundamental el uso de los smartphones, no solo en la vida personal sino también laboral. Por eso es relevante conocer qué tan importante es el Smartphone para las personas y también cómo se puede aprovechar esta tecnología. Para la sociedad en la que vivimos actualmente, estar en contacto con el mundo es fundamental y también ser parte de el, por lo que la aparición de estos smartphones ha permitido que ese acercamiento sea mas rápido y con mayor facilidad. En los últimos años, ha habido un boom en la oferta y demanda de este tipo de productos, en el cual las empresas han estado peleando por ofrecer tanto nuevos dispositivos y tecnologías, como también nuevos servicios en cuanto a conectividad y aplicaciones de estos.

Construcción y presentación a un concurso de un robot.

Trabajo no publicado

100 maths framework lessons : Year 1 : Scottish primary 2.

Recurso que ayuda a los profesores a vincular sus conocimientos a los aspectos clave del aprendizaje y del currículo. Está estructurado en cinco bloques que forman el marco principal renovado para Matemáticas. Cada uno de ellos consta de tres unidades que cubren un texto diferente dentro del bloque. Las unidades se enseñan en un número determinado de semanas que, a su vez, se dividen en días o lecciones. Una de las características principales del recurso es la flexibilidad de su estructura que permitirá a los profesores adaptarse a las necesidades de cada niño. Cuenta con un CD-ROM que incluye recursos multimedia como vídeo, audio, imágenes, actividades interactivas y páginas fotocopiables.

100 maths framework lessons : Year 2 : Scottish primary 3.

Recurso que ayuda a los profesores a vincular sus conocimientos a los aspectos clave del aprendizaje y del currículo. Está estructurado en cinco bloques que forman el marco principal renovado para Matemáticas. Cada uno de ellos consta de tres unidades que cubren un texto diferente dentro del bloque. Las unidades se enseñan en un número determinado de semanas que, a su vez, se dividen en días o lecciones. Una de las características principales del recurso es la flexibilidad de su estructura que permitirá a los profesores adaptarse a las necesidades de cada niño. Cuenta con un CD-ROM que incluye recursos multimedia como vídeo, audio, imágenes, actividades interactivas y páginas fotocopiables.

100 maths framework lessons : Year 3 : Scottish primary 4.

Recurso que ayuda a los profesores a vincular sus conocimientos a los aspectos clave del aprendizaje y del currículo. Está estructurado en cinco bloques que forman el marco principal renovado para Matemáticas. Cada uno de ellos consta de tres unidades que cubren un texto diferente dentro del bloque. Las unidades se enseñan en un número determinado de semanas que, a su vez, se dividen en días o lecciones. Una de las características principales del recurso es la flexibilidad de su estructura que permitirá a los profesores adaptarse a las necesidades de cada niño. Cuenta con un CD-ROM que incluye recursos multimedia como vídeo, audio, imágenes, actividades interactivas y páginas fotocopiables.

100 maths framework lessons : Year 4 : Scottish primary 5.

Recurso que ayuda a los profesores a vincular sus conocimientos a los aspectos clave del aprendizaje y del currículo. Está estructurado en cinco bloques que forman el marco principal renovado para Matemáticas. Cada uno de ellos consta de tres unidades que cubren un texto diferente dentro del bloque. Las unidades se enseñan en un número determinado de semanas que, a su vez, se dividen en días o lecciones. Una de las características principales del recurso es la flexibilidad de su estructura que permitirá a los profesores adaptarse a las necesidades de cada niño. Cuenta con un CD-ROM que incluye recursos multimedia como vídeo, audio, imágenes, actividades interactivas y páginas fotocopiables.

100 maths framework lessons : Year 5 : Scottish primary 6.

Recurso que ayuda a los profesores a vincular sus conocimientos a los aspectos clave del aprendizaje y del currículo. Está estructurado en cinco bloques que forman el marco principal renovado para Matemáticas. Cada uno de ellos consta de tres unidades que cubren un texto diferente dentro del bloque. Las unidades se enseñan en un número determinado de semanas que, a su vez, se dividen en días o lecciones. Una de las características principales del recurso es la flexibilidad de su estructura que permitirá a los profesores adaptarse a las necesidades de cada niño. Cuenta con un CD-ROM que incluye recursos multimedia como vídeo, audio, imágenes, actividades interactivas y páginas fotocopiables.

100 maths framework lessons : Year 6 : Scottish primary 7.

Recurso que ayuda a los profesores a vincular sus conocimientos a los aspectos clave del aprendizaje y del currículo. Está estructurado en cinco bloques que forman el marco principal renovado para Matemáticas. Cada uno de ellos consta de tres unidades que cubren un texto diferente dentro del bloque. Las unidades se enseñan en un número determinado de semanas que, a su vez, se dividen en días o lecciones. Una de las características principales del recurso es la flexibilidad de su estructura que permitirá a los profesores adaptarse a las necesidades de cada niño. Cuenta con un CD-ROM que incluye recursos multimedia como vídeo, audio, imágenes, actividades interactivas y páginas fotocopiables.

100 literacy framework lessons : year 4 : Scottish primary 5.

Recurso que ayuda a los maestros a vincular sus conocimientos a los aspectos clave del aprendizaje y del currículo en general. Está organizado en tres bloques: poesía, narrativa y no-ficción. Cada uno de ellos se divide en unidades que cubren un texto diferente dentro del bloque. Las unidades se enseñan en un número determinado de semanas que se dividen en días o lecciones. Una de las características principales es la flexibilidad en su estructura que permitirá a los profesores adaptarse a las necesidades de cada niño. Cuenta con un CD-ROM que incluye recursos multimedia como vídeo, audio, imágenes, actividades interactivas y páginas fotocopiables.