Conception mécanique d'un chien robot : GIPO

La conceció de GIPO té com a areferència el gos AIBO, desenvolupat per Sony. L'estudi per a la seva realització comprèn el desenvolupament de la part tecnològica. S'assumeix que la cinemàtica d'AIBO ha estat àmpliament provada i que és òptima.

Sistema de manteniment de l'equilibri per a un robot bípede

Dins el departament d’Electrònica, Informàtica i Automàtica de la Universitat de Girona s’han dissenyat i construït dues plataformes bípedes per a l’ús docent. La més evolucionada d’elles, finalitzada l’any 1999, està composada per dues cames d’alumini amb tres actuadors lineals cada una, simulant la funció del turmell, del genoll i del maluc. Els objectius que es pretenen aconseguir amb aquest projecte són molt concrets i tots ells estan destinats a millorar el funcionament del robot bípede. Aquests objectius són: (1) dissenyar dos graus de llibertat lineals en forma de pla XY per moure el pes que convingui per assegurar l’equilibri durant el moviment de la plataforma bípede, (2) dissenyar una placa amb una FPGA que generi senyals PWM pels vuit motors disponibles, que llegeixi els dos encoders dels motors del pla XY i que es comuniqui amb un PC equipat amb una tarja d’adquisició de dades específica, (3) dissenyar una placa de potència adequada pel control dels motors, (4) finalment realitzar un programa per comprovar el correcte funcionament de les plaques, dels actuadors i dels sensors utilitzats en la plataforma bípede

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.

Modelling stereoscopic vision systems for robotic applications

Aquesta tesi s'emmarca dins del projecte CICYT TAP 1999-0443-C05-01. L'objectiu d'aquest projecte és el disseny, implementació i avaluació de robots mòbils, amb un sistema de control distribuït, sistemes de sensorització i xarxa de comunicacions per realitzar tasques de vigilància. Els robots han de poder-se moure per un entorn reconeixent la posició i orientació dels diferents objectes que l'envolten. Aquesta informació ha de permetre al robot localitzar-se dins de l'entorn on es troba per poder-se moure evitant els possibles obstacles i dur a terme la tasca encomanada. El robot ha de generar un mapa dinàmic de l'entorn que serà utilitzat per localitzar la seva posició. L'objectiu principal d'aquest projecte és aconseguir que un robot explori i construeixi un mapa de l'entorn sense la necessitat de modificar el propi entorn. Aquesta tesi està enfocada en l'estudi de la geometria dels sistemes de visió estereoscòpics formats per dues càmeres amb l'objectiu d'obtenir informació geomètrica 3D de l'entorn d'un vehicle. Aquest objectiu tracta de l'estudi del modelatge i la calibració de càmeres i en la comprensió de la geometria epipolar. Aquesta geometria està continguda en el que s'anomena emph{matriu fonamental}. Cal realitzar un estudi del càlcul de la matriu fonamental d'un sistema estereoscòpic amb la finalitat de reduir el problema de la correspondència entre dos plans imatge. Un altre objectiu és estudiar els mètodes d'estimació del moviment basats en la geometria epipolar diferencial per tal de percebre el moviment del robot i obtenir-ne la posició. Els estudis de la geometria que envolta els sistemes de visió estereoscòpics ens permeten presentar un sistema de visió per computador muntat en un robot mòbil que navega en un entorn desconegut. El sistema fa que el robot sigui capaç de generar un mapa dinàmic de l'entorn a mesura que es desplaça i determinar quin ha estat el moviment del robot per tal de emph{localitzar-se} dins del mapa. La tesi presenta un estudi comparatiu dels mètodes de calibració de càmeres més utilitzats en les últimes dècades. Aquestes tècniques cobreixen un gran ventall dels mètodes de calibració clàssics. Aquest mètodes permeten estimar els paràmetres de la càmera a partir d'un conjunt de punts 3D i de les seves corresponents projeccions 2D en una imatge. Per tant, aquest estudi descriu un total de cinc tècniques de calibració diferents que inclouen la calibració implicita respecte l'explicita i calibració lineal respecte no lineal. Cal remarcar que s'ha fet un gran esforç en utilitzar la mateixa nomenclatura i s'ha estandaritzat la notació en totes les tècniques presentades. Aquesta és una de les dificultats principals a l'hora de poder comparar les tècniques de calibració ja què cada autor defineix diferents sistemes de coordenades i diferents conjunts de paràmetres. El lector és introduït a la calibració de càmeres amb la tècnica lineal i implícita proposada per Hall i amb la tècnica lineal i explicita proposada per Faugeras-Toscani. A continuació es passa a descriure el mètode a de Faugeras incloent el modelatge de la distorsió de les lents de forma radial. Seguidament es descriu el conegut mètode proposat per Tsai, i finalment es realitza una descripció detallada del mètode de calibració proposat per Weng. Tots els mètodes són comparats tant des del punt de vista de model de càmera utilitzat com de la precisió de la calibració. S'han implementat tots aquests mètodes i s'ha analitzat la precisió presentant resultats obtinguts tant utilitzant dades sintètiques com càmeres reals. Calibrant cada una de les càmeres del sistema estereoscòpic es poden establir un conjunt de restriccions geomètri ques entre les dues imatges. Aquestes relacions són el que s'anomena geometria epipolar i estan contingudes en la matriu fonamental. Coneixent la geometria epipolar es pot: simplificar el problema de la correspondència reduint l'espai de cerca a llarg d'una línia epipolar; estimar el moviment d'una càmera quan aquesta està muntada sobre un robot mòbil per realitzar tasques de seguiment o de navegació; reconstruir una escena per aplicacions d'inspecció, propotipatge o generació de motlles. La matriu fonamental s'estima a partir d'un conjunt de punts en una imatges i les seves correspondències en una segona imatge. La tesi presenta un estat de l'art de les tècniques d'estimació de la matriu fonamental. Comença pels mètode lineals com el dels set punts o el mètode dels vuit punts, passa pels mètodes iteratius com el mètode basat en el gradient o el CFNS, fins arribar las mètodes robustos com el M-Estimators, el LMedS o el RANSAC. En aquest treball es descriuen fins a 15 mètodes amb 19 implementacions diferents. Aquestes tècniques són comparades tant des del punt de vista algorísmic com des del punt de vista de la precisió que obtenen. Es presenten el resultats obtinguts tant amb imatges reals com amb imatges sintètiques amb diferents nivells de soroll i amb diferent quantitat de falses correspondències. Tradicionalment, l'estimació del moviment d'una càmera està basada en l'aplicació de la geometria epipolar entre cada dues imatges consecutives. No obstant el cas tradicional de la geometria epipolar té algunes limitacions en el cas d'una càmera situada en un robot mòbil. Les diferencies entre dues imatges consecutives són molt petites cosa que provoca inexactituds en el càlcul de matriu fonamental. A més cal resoldre el problema de la correspondència, aquest procés és molt costós en quant a temps de computació i no és gaire efectiu per aplicacions de temps real. En aquestes circumstàncies les tècniques d'estimació del moviment d'una càmera solen basar-se en el flux òptic i en la geometria epipolar diferencial. En la tesi es realitza un recull de totes aquestes tècniques degudament classificades. Aquests mètodes són descrits unificant la notació emprada i es remarquen les semblances i les diferencies entre el cas discret i el cas diferencial de la geometria epipolar. Per tal de poder aplicar aquests mètodes a l'estimació de moviment d'un robot mòbil, aquest mètodes generals que estimen el moviment d'una càmera amb sis graus de llibertat, han estat adaptats al cas d'un robot mòbil que es desplaça en una superfície plana. Es presenten els resultats obtinguts tant amb el mètodes generals de sis graus de llibertat com amb els adaptats a un robot mòbil utilitzant dades sintètiques i seqüències d'imatges reals. Aquest tesi finalitza amb una proposta de sistema de localització i de construcció d'un mapa fent servir un sistema estereoscòpic situat en un robot mòbil. Diverses aplicacions de robòtica mòbil requereixen d'un sistema de localització amb l'objectiu de facilitar la navegació del vehicle i l'execució del les trajectòries planificades. La localització es sempre relativa al mapa de l'entorn on el robot s'està movent. La construcció de mapes en un entorn desconegut és una tasca important a realitzar per les futures generacions de robots mòbils. El sistema que es presenta realitza la localització i construeix el mapa de l'entorn de forma simultània. A la tesi es descriu el robot mòbil GRILL, que ha estat la plataforma de treball emprada per aquesta aplicació, amb el sistema de visió estereoscòpic que s'ha dissenyat i s'ha muntat en el robot. També es descriu tots el processos que intervenen en el sistema de localització i construcció del mapa. La implementació d'aquest processos ha estat possible gràcies als estudis realitzats i presentats prèviament (calibració de càmeres, estimació de la matriu fonamental, i estimació del moviment) sense els quals no s'hauria pogut plantejar aquest sistema. Finalment es presenten els mapes en diverses trajectòries realitzades pel robot GRILL en el laboratori. Les principals contribucions d'aquest treball són: ·Un estat de l'art sobre mètodes de calibració de càmeres. El mètodes són comparats tan des del punt de vista del model de càmera utilitzat com de la precisió dels mètodes. ·Un estudi dels mètodes d'estimació de la matriu fonamental. Totes les tècniques estudiades són classificades i descrites des d'un punt de vista algorísmic. ·Un recull de les tècniques d'estimació del moviment d'una càmera centrat en el mètodes basat en la geometria epipolar diferencial. Aquestes tècniques han estat adaptades per tal d'estimar el moviment d'un robot mòbil. ·Una aplicació de robòtica mòbil per tal de construir un mapa dinàmic de l'entorn i localitzar-se per mitja d'un sistema estereoscòpic. L'aplicació presentada es descriu tant des del punt de vista del maquinari com del programari que s'ha dissenyat i implementat.

ReeShare - Compare Beyond : Programació d'aplicacions mòbils usant HTML 5

Projecte Final de Carrera usant HTML5 que desenvolupa una plataforma on-line d'intercanvi de preus per a smartphones emprant un front-end HTML i un back-end Microsoft .NET.

Programació d'aplicacions per a mòbils usant HTML5

Aplicació de localització d'activitats infantils per a dispositius mòbils usant HTML5, concretament el framework jQuery Mobile.

Preguntes i respostes - Play Q&A : Programació d'aplicacions per a dispositius mòbils usant HTML5

Desenvolupament d'una aplicació per a estudiants on poden practicar els coneixements adquirits a les seves assignatures amb un joc de preguntes i respostes.

VFreezer - Congelador virtual: Programació d'aplicacions per a mòbils usant HTML5

Aplicació per a dispositius mòbils usant HTML5. VFreezer és un congelador virtual que permet la gestió d'un o més congeladors i dels productes que contenen.

Desenvolupament d'aplicacions per a dispositius mòbils

La finalitat d’aquest projecte és obtenir una visió global de la programació per dispositius mòbils i a més fer una avaluació del que podria costar (tant les eines com el reciclatge de programadors) a una empresa dedicada a TIC començar a implementar aplicacions per a dispositius mòbils. Amb un plantejament molt ampli al principi i reduït només a tres opcions (BlackBerry, Windows Mobile i Android), es desenvolupa una aplicació per aquests dispositius. Els resultats obtinguts mostren que a nivell econòmic les millors opcions són el desenvolupament per Android (gratuït) i per BlackBerry (20$). Però en canvi a nivell d’adaptació dels llenguatges de programació la opció de Windows Mobile és la que presenta menys obstacles per passar de coneixements de programació d’aplicacions de servidor o sobre taula (en entorn .NET) a dispositius mòbils.

TFC - Desenvolupament d'aplicacions per dispositius mòbils - .Castells - Memòria final

Aquesta memòria representa un resum final del projecte .Castells desenvolupat com a Treball Finalde Carrera dins de l'àrea Desenvolupament d'aplicacions per dispositius mòbils dels estudisd'Enginyeria Tècnica Informàtica de Gestió de la Universitat Oberta de Catalunya.El projecte .Castells permet a qualsevol persona que participi en un castell fer persistent en unabase de dades la seva participació i generar estadístiques de les dades desades. Igualmentl'aplicació incorpora informació útil del món casteller.El document explica com s'ha creat l'aplicació des del principi fins al final: introducció al projecte,anàlisi del sistema, disseny tècnic, implementació i conclusions.És important destacar que el projecte .Castells és un projecte desenvolupat utilitzant l'IDE Xcoded'Apple, el llenguatge de programació Objective-C i l'iOS SDK 5 com a principals eines i que, tot ique pot funcionar a dispositius iPad, està pensat principalment per ser utilitzat sobre dispositiusmòbils iPhone d'Apple.

Entorn de programació pel robot Stäubli mitjantçant MatLab, aplicació a un sistema de recol·lecció de peces basat en visió artificial

Els objectius del projecte són: realitzar un intèrpret de comandes en VAL3 que rebi les ordres a través d’una connexió TCP/IP; realitzar una toolbox de Matlab per enviar diferents ordres mitjançant una connexió TCP/IP; adquirir i processar mitjançant Matlab imatges de la càmera en temps real i detectar la posició d’objectes artificials mitjançant la segmentació per color i dissenyar i realitzar una aplicació amb Matlab que reculli peces detectades amb la càmera. L’abast del projecte inclou: l’estudi del llenguatge de programació VAL3 i disseny de l’ intèrpret de comandes, l’estudi de les llibreries de Matlab per comunicació mitjançant TCP/IP, per l’adquisició d’imatges, pel processament d’imatges i per la programació en C; el disseny de la aplicació recol·lectora de peces i la implementació de: un intèrpret de comandes en VAL3, la toolbox pel control del robot STAUBLI en Matlab i la aplicació recol·lectora de peces mitjançant el processament d’imatges en temps real també en Matlab

Disseny i implementació d'una web administrable i d'una aplicació per dispositius mòbils

En la societat en què vivim cada vegada agafen més importància les pàgines web, ja que és una eina d’informació molt útil i ràpida de consultar. Per això, no s’entén que una activitat empresarial sigui del tipus que sigui, no tingui representació a la xarxa. No és necessari que l’activitat en qüestió hagi de vendre productes a través d’Internet, sinó que simplement aquesta representació pot ajudar a donar a conèixer l’empresa i a ampliar la cartera de clients. De la mateixa manera, els dispositius mòbils també s’estan convertint en una eina important en la societat d’avui en dia i una bona aplicació pot aportar-te un avantatge en moltes de les feines diàries de les persones. D’aquestes idees sorgeix el projecte de fer la web i l’aplicació pel centre de fisioteràpia Fisioripoll. La web serviria per tenir un lloc a la xarxa on donar-se a conèixer i poder captar nous clients, i l’aplicació funcionaria com a eina pel propi centre, seria una espècie d’agenda electrònica per saber les hores que tens reservades els pròxims dies. Per aconseguir un bon funcionament de la web, s’ha demanat que la pàgina sigui administrable en els seus continguts. És a dir, que els propis gestors del centre puguin canviar els texts, les imatges dels diferents apartats i gestionar les reserves dels clients. En canvi, l’aplicació serà només una eina de consulta i no s’hauria de gestionar res. Per tal de dur a terme aquesta web s’ha tingut en compte utilitzar eines de programació de distribució lliure com és el llenguatge PHP, la base de dades MySQL, jQuery, el framework Phonegap per tal de poder construir una web i una aplicació amb cost de programari nul.

Desenvolupament d'un motor 2D per videojocs de plataformes mòbils

L’objectiu del projecte és la creació d’un motor gràfic id’esdeveniments per a jocs RPG per a plataformes mòbils, en aquest casper a Nintendo DS. S’ha de remarcar que el que s’està proposant no és laprogramació d’un videojoc, sinó que el que es desenvoluparà és el motorde joc. Aquest motor comptarà no solament amb la funcionalitat bàsica devisualització i animació d’escenaris i personatges, detecció de col•lisionsentre personatges i elements de l’escenari, sinó que a més, comptarà ambles funcionalitats pròpies dels jocs més sofisticats (esdeveniments). Aquestmotor és compatible per a Nintendo DS i/o qualsevol emulador d’aquestaplataforma per a PC

Visualització i gestió de missatges curts en un monitor mitjançant una aplicació per a mòbils Android

L’objectiu d’aquest projecte és desenvolupar una aplicació per a mòbils Android que permeti visualitzar missatges curts en un monitor d’ordinador o TV. Els missatges es gestionaran a partir d’una aplicació de mòbil que inclourà la generació, gestió i transmissió dels missatges al monitor

Disseny i implementació d'una web administrable i d'una aplicació per dispositius mòbils

En la societat en què vivim cada vegada agafen més importància les pàgines web, ja que és una eina d’informació molt útil i ràpida de consultar. Per això, no s’entén que una activitat empresarial sigui del tipus que sigui, no tingui representació a la xarxa. No és necessari que l’activitat en qüestió hagi de vendre productes a través d’Internet, sinó que simplement aquesta representació pot ajudar a donar a conèixer l’empresa i a ampliar la cartera de clients. De la mateixa manera, els dispositius mòbils també s’estan convertint en una eina important en la societat d’avui en dia i una bona aplicació pot aportar-te un avantatge en moltes de les feines diàries de les persones. D’aquestes idees sorgeix el projecte de fer la web i l’aplicació pel centre de fisioteràpia Fisioripoll. La web serviria per tenir un lloc a la xarxa on donar-se a conèixer i poder captar nous clients, i l’aplicació funcionaria com a eina pel propi centre, seria una espècie d’agenda electrònica per saber les hores que tens reservades els pròxims dies. Per aconseguir un bon funcionament de la web, s’ha demanat que la pàgina sigui administrable en els seus continguts. És a dir, que els propis gestors del centre puguin canviar els texts, les imatges dels diferents apartats i gestionar les reserves dels clients. En canvi, l’aplicació serà només una eina de consulta i no s’hauria de gestionar res. Per tal de dur a terme aquesta web s’ha tingut en compte utilitzar eines de programació de distribució lliure com és el llenguatge PHP, la base de dades MySQL, jQuery, el framework Phonegap per tal de poder construir una web i una aplicació amb cost de programari nul.