Endoparasites of horses from the Formiga city, located in center-west region of the state of Minas Gerais, Brazil

With the aim of studying the endoparasite fauna of horses from the Formiga city, located in center-west region of the state of Minas Gerais, 25 animals that were naturally infected with helminths were evaluated. By means of parasitological necropsies, different endoparasites were found. The subfamily Cyathostominae presented the highest incidence, followed by Trichostrongylus axei, Oxyuris equi, Triodontophorus serratus, Strongyloides westeri, Strongylus edentatus, Habronema muscae, Parascaris equorum, Probstmayria vivipara, Strongylus vulgaris, Gasterophilus nasalis, Anoplocephala magna and Anoplocephala perfoliata. In the present study, if the species Probstmayria vivipara was not considered in the prevalence, the frequency of Cyathostominae was equivalent to 94.85%. The results obtained in this study allowed us to detect and identify different species of helminths in horses, and confirmed the high incidence of nematodes belonging to the subfamily Cyathostominae in the center-west region of Minas Gerais.

Susceptibility of helminth species from horses against different chemical compounds in Brazil

By means of parasitological necropsies, the present study aimed to evaluate, in six experiments, the degree of susceptibility or resistance of different helminth species which naturally infect horses to ivermectin 0.2mg/kg, abamectin 0.2mg/kg, moxidectin 0.4mg/kg, trichlorfon 35mg/kg, ivermectin 0.2mg/kg+praziquantel 2.5mg/kg, abamectin 0.2mg/kg+praziquantel 2.5mg/kg and ivermectin 0.2mg/kg+6.6 mg/kg pyrantel. At experimental day zero, the horses were allocated to treatment groups based on average counts of strongylid eggs per gram of feces (EPG) obtained on days -3, -2 and -1. Oxyuris sp. infections were confirmed as positive or negative. All the animals in the six experiments were naturally infected by this helminth species. Each group (control or treated) consisted of six animals. All the assessed Habronema muscae populations analyzed were susceptible to ivermectin, abamectin and moxidectin. Of the six Trichostrongylus axei populations, four were susceptible to ivermectin, abamectin, moxidectin, trichlorfon and ivermectin+praziquantel, and two were resistant to abamectin+praziquantel and ivermectin+pyrantel. Both Strongyloides westeri populations analyzed were susceptible to ivermectin, abamectin, moxidectin and abamectin+praziquantel. For O. equi, resistance was found in four different populations treated with ivermectin, abamectin, moxidectin, trichlorfon and ivermectin+praziquantel. Only combinations of abamectin+praziquantel and ivermectin+pyrantel were effective against this parasite species. All the large strongyles diagnosed in the present study (Strongyus edentatus, Strongyus vulgaris and Triodontophorus serratus) were susceptible to all the chemicals tested, with the exception of trichlorfon. Of the Cyathostominae populations, one was diagnosed as resistant to ivermectin and another to trichlorfon. The remaining populations from this nematode group were considered to be sensitive to ivermectin, abamectin, moxidectin, ivermectin+praziquantel, abamectin+praziquantel and ivermectin+pyrantel. New studies should be performed in different regions to evaluate the efficacy of trichlorfon in others field populations of helminthes.

Patógenos bacterianos isolados de fezes de felinos domésticos, sem sinais entéricos, de ambiente urbano e rural

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Mastite infecciosa equina: uma visão geral da doença

Mastits is considered uncommon disease in mares. Streptococcus equi, Staphylococcus sp., Corynebacterium sp., Actinobacillus sp., Nocardia sp. and enterobacterias are major microorganisms involved in equine mammary infections. The disease is commonly related to traumatic lesions in mammary glands and teats. Edema, fibrosis, masses to palpation of glands, and viscous to seropurulent milk are mainly clinical signs observed in affected animals. The diagnosis is based on clinical exam of mammary glands and microbiological culture of the milk. There are no standard to use of indirect exams on diagnosis, including California Mastits Test and Somatic Cell Count. Systemic antimicrobials are recommended in therapy, based on previous “in vitro” susceptibility microbiological test. No specific control measures are indicated in equine mastits. The present study reviewed the mastits in mares, with emphasis to etiology, epidemiology findings, clinical manifestation, diagnosis, treatment and control aspects.

Aproximación al diagnóstico y epidemiología de la anemia en los équidos de Gran Canaria

Programa de Doctorado: Medicina Clínica y Sanidad Animal.

Bioremediation of PAHs - Limitations and soultions

Introduction 1.1 Occurrence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in the environment Worldwide industrial and agricultural developments have released a large number of natural and synthetic hazardous compounds into the environment due to careless waste disposal, illegal waste dumping and accidental spills. As a result, there are numerous sites in the world that require cleanup of soils and groundwater. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are one of the major groups of these contaminants (Da Silva et al., 2003). PAHs constitute a diverse class of organic compounds consisting of two or more aromatic rings with various structural configurations (Prabhu and Phale, 2003). Being a derivative of benzene, PAHs are thermodynamically stable. In addition, these chemicals tend to adhere to particle surfaces, such as soils, because of their low water solubility and strong hydrophobicity, and this results in greater persistence under natural conditions. This persistence coupled with their potential carcinogenicity makes PAHs problematic environmental contaminants (Cerniglia, 1992; Sutherland, 1992). PAHs are widely found in high concentrations at many industrial sites, particularly those associated with petroleum, gas production and wood preserving industries (Wilson and Jones, 1993). 1.2 Remediation technologies Conventional techniques used for the remediation of soil polluted with organic contaminants include excavation of the contaminated soil and disposal to a landfill or capping - containment - of the contaminated areas of a site. These methods have some drawbacks. The first method simply moves the contamination elsewhere and may create significant risks in the excavation, handling and transport of hazardous material. Additionally, it is very difficult and increasingly expensive to find new landfill sites for the final disposal of the material. The cap and containment method is only an interim solution since the contamination remains on site, requiring monitoring and maintenance of the isolation barriers long into the future, with all the associated costs and potential liability. A better approach than these traditional methods is to completely destroy the pollutants, if possible, or transform them into harmless substances. Some technologies that have been used are high-temperature incineration and various types of chemical decomposition (for example, base-catalyzed dechlorination, UV oxidation). However, these methods have significant disadvantages, principally their technological complexity, high cost , and the lack of public acceptance. Bioremediation, on the contrast, is a promising option for the complete removal and destruction of contaminants. 1.3 Bioremediation of PAH contaminated soil & groundwater Bioremediation is the use of living organisms, primarily microorganisms, to degrade or detoxify hazardous wastes into harmless substances such as carbon dioxide, water and cell biomass Most PAHs are biodegradable unter natural conditions (Da Silva et al., 2003; Meysami and Baheri, 2003) and bioremediation for cleanup of PAH wastes has been extensively studied at both laboratory and commercial levels- It has been implemented at a number of contaminated sites, including the cleanup of the Exxon Valdez oil spill in Prince William Sound, Alaska in 1989, the Mega Borg spill off the Texas coast in 1990 and the Burgan Oil Field, Kuwait in 1994 (Purwaningsih, 2002). Different strategies for PAH bioremediation, such as in situ , ex situ or on site bioremediation were developed in recent years. In situ bioremediation is a technique that is applied to soil and groundwater at the site without removing the contaminated soil or groundwater, based on the provision of optimum conditions for microbiological contaminant breakdown.. Ex situ bioremediation of PAHs, on the other hand, is a technique applied to soil and groundwater which has been removed from the site via excavation (soil) or pumping (water). Hazardous contaminants are converted in controlled bioreactors into harmless compounds in an efficient manner. 1.4 Bioavailability of PAH in the subsurface Frequently, PAH contamination in the environment is occurs as contaminants that are sorbed onto soilparticles rather than in phase (NAPL, non aqueous phase liquids). It is known that the biodegradation rate of most PAHs sorbed onto soil is far lower than rates measured in solution cultures of microorganisms with pure solid pollutants (Alexander and Scow, 1989; Hamaker, 1972). It is generally believed that only that fraction of PAHs dissolved in the solution can be metabolized by microorganisms in soil. The amount of contaminant that can be readily taken up and degraded by microorganisms is defined as bioavailability (Bosma et al., 1997; Maier, 2000). Two phenomena have been suggested to cause the low bioavailability of PAHs in soil (Danielsson, 2000). The first one is strong adsorption of the contaminants to the soil constituents which then leads to very slow release rates of contaminants to the aqueous phase. Sorption is often well correlated with soil organic matter content (Means, 1980) and significantly reduces biodegradation (Manilal and Alexander, 1991). The second phenomenon is slow mass transfer of pollutants, such as pore diffusion in the soil aggregates or diffusion in the organic matter in the soil. The complex set of these physical, chemical and biological processes is schematically illustrated in Figure 1. As shown in Figure 1, biodegradation processes are taking place in the soil solution while diffusion processes occur in the narrow pores in and between soil aggregates (Danielsson, 2000). Seemingly contradictory studies can be found in the literature that indicate the rate and final extent of metabolism may be either lower or higher for sorbed PAHs by soil than those for pure PAHs (Van Loosdrecht et al., 1990). These contrasting results demonstrate that the bioavailability of organic contaminants sorbed onto soil is far from being well understood. Besides bioavailability, there are several other factors influencing the rate and extent of biodegradation of PAHs in soil including microbial population characteristics, physical and chemical properties of PAHs and environmental factors (temperature, moisture, pH, degree of contamination). Figure 1: Schematic diagram showing possible rate-limiting processes during bioremediation of hydrophobic organic contaminants in a contaminated soil-water system (not to scale) (Danielsson, 2000). 1.5 Increasing the bioavailability of PAH in soil Attempts to improve the biodegradation of PAHs in soil by increasing their bioavailability include the use of surfactants , solvents or solubility enhancers.. However, introduction of synthetic surfactant may result in the addition of one more pollutant. (Wang and Brusseau, 1993).A study conducted by Mulder et al. showed that the introduction of hydropropyl-ß-cyclodextrin (HPCD), a well-known PAH solubility enhancer, significantly increased the solubilization of PAHs although it did not improve the biodegradation rate of PAHs (Mulder et al., 1998), indicating that further research is required in order to develop a feasible and efficient remediation method. Enhancing the extent of PAHs mass transfer from the soil phase to the liquid might prove an efficient and environmentally low-risk alternative way of addressing the problem of slow PAH biodegradation in soil.

Probabilistic Recursion Theory and Implicit Computational Complexity

In this thesis we provide a characterization of probabilistic computation in itself, from a recursion-theoretical perspective, without reducing it to deterministic computation. More specifically, we show that probabilistic computable functions, i.e., those functions which are computed by Probabilistic Turing Machines (PTM), can be characterized by a natural generalization of Kleene's partial recursive functions which includes, among initial functions, one that returns identity or successor with probability 1/2. We then prove the equi-expressivity of the obtained algebra and the class of functions computed by PTMs. In the the second part of the thesis we investigate the relations existing between our recursion-theoretical framework and sub-recursive classes, in the spirit of Implicit Computational Complexity. More precisely, endowing predicative recurrence with a random base function is proved to lead to a characterization of polynomial-time computable probabilistic functions.

Quantum biology. Simulazioni di trasferimento di energia in una struttura dimerica

La quantum biology (QB) è un campo di ricerca emergente che cerca di affronta- re fenomeni quantistici non triviali all’interno dei contesti biologici dotandosi di dati sperimentali di esplorazioni teoriche e tecniche numeriche. I sistemi biologici sono per definizione sistemi aperti, caldi,umidi e rumorosi, e queste condizioni sono per loro imprenscindibili; si pensa sia un sistema soggetto ad una veloce decoerenza che sopprime ogni dinamica quantistica controllata. La QB, tramite i principi di noise assisted transport e di antenna fononica sostiene che la presenza di un adeguato livello di rumore ambientale aumenti l’efficienza di un network di trasporto,inoltre se all’interno dello spettro ambientale vi sono specifici modi vibrazionali persistenti si hanno effetti di risonanza che rigenerano la coerenza quantistica. L’interazione ambiente-sistema è di tipo non Markoviano,non perturbativo e di forte non equi- librio, ed il rumore non è trattato come tradizionale rumore bianco. La tecnica numerica che per prima ha predetto la rigenerazione della coerenza all’interno di questi network proteici è stato il TEBD, Time Evolving Block Decimation, uno schema numerico che permette di simulare sistemi 1-D a molti corpi, caratterizzati da interazioni di primi vicini e leggermente entangled. Tramite gli algoritmi numerici di Orthopol l’hamiltoniana spin-bosone viene proiettata su una catena discreta 1-D, tenendo conto degli effetti di interazione ambiente-sistema contenuti nello spettro(il quale determina la dinamica del sistema).Infine si esegue l’evoluzione dello stato.

Bacterial infections in horses: a retrospective study at the University Equine Clinic of Bern

Bacterial infections present a major challenge in equine medicine. Therapy should be based on bacteriological diagnosis to successfully minimize the increasing number of infections caused by multidrug-resistant bacteria. The present study is a retrospective analysis of bacteriological results from purulent infections in horses admitted at the University Equine Clinic of Bern from 2004 to 2008. From 378 samples analyzed, 557 isolates were identified, of which Staphylococcus aureus, Streptococcus equi subsp. zooepidemicus and coliforms were the most common. Special attention was paid to infections with methicillin-resistant S. aureus (MRSA) ST398 and a non-MRSA, multidrug-resistant S. aureus clone ST1 (BERN100). Screening of newly-admitted horses showed that 2.2 % were carriers of MRSA. Consequent hygiene measures taken at the Clinic helped to overcome a MRSA outbreak and decrease the number of MRSA infections.

Equine piroplasmoses at the reintroduction site of the Przewalski's horse (Equus ferus przewalskii) in Mongolia

Piroplasmosis has been identified as a possible cause of mortality in reintroduced Przewalski's horses (Equus ferus przewalskii) in the Dsungarian Gobi (Mongolia). A cross-sectional and a longitudinal study were conducted in a representative sample (n = 141) of the resident domestic horse population and in 23 Przewalski's horses to assess the prevalence of Theileria equi and Babesia caballi. Piroplasms were detected in blood by light microscopy in 6.7% (95% confidence interval [CI]: 3.6-12.2%) of the domestic horse samples. Antibody prevalence was 88.6% (95% CI: 82.4-92.9%) for T. equi and 75.2% (95% CI: 67.4-81.6%) for B. caballi. Antibody prevalence did not change over time, but antibody prevalence for both piroplasms were significantly lower in animals less than 1 yr of age. For both piroplasms, the prevalence of presumably maternal antibodies (falling titers) in foals was 100%. Only one of 16 foals seroconverted against T. equi during the study period, despite that piroplasms were found in two other individuals. The incidence density (ID) of T. equi in foals was therefore 0.0012 seroconversions per horse day (95% CI: 0.00029-0.0057). In contrast, yearlings had an ID of 0.0080 (95% CI: 0.0049-0.010) for T. equi and 0.0064 (95% CI: 0.0036-0.0093) for B. caballi, and in seven individuals piroplasms were detected. The seroprevalence of both piroplasms rose from 20% in spring to 100% in autumn. Comparison of domestic and Przewalski's horses resulted in a standardized prevalence ratio (SPR) of 0.98 (95% CI: 0.80-1.24, not significant) for B. caballi; in contrast, the prevalence of T. equi in Przewalski's horses was significantly lower than expected (SPR = 0.51, 95% CI: 0.50-0.64).

Cloning and expression of the gene encoding the major surface protein 5 (MSP5) of Anaplasma phagocytophilum and potential application for serodiagnosis

BACKGROUND: Anaplasma phagocytophilum (formerly known as the human granulocytic ehrlichia, Ehrlichia equi and Ehrlichia phagocytophila) is an obligate intracellular organism causing clinical disease in humans and various species of domestic animals. OBJECTIVES: The objectives of this investigation were to sequence and clone the major surface protein 5 (MSP5) of A phagocytophilum and to evaluate the suitability of this antigen in the serologic diagnosis of anaplasmosis in humans and dogs. METHODS: The msp5 gene of A phagocytophilum was sequenced, cloned, and expressed in Escherichia coli. The predicted amino acid sequence homology of the various MSP5/major antigenic protein 2 orthologs was compared among various Anaplasma and Ehrlichia species. Recombinant MSP5 of A phagocytophilum was used in an ELISA to detect antibodies in serum samples from humans and dogs infected with the organism. RESULTS: Serum samples from 104 individuals previously diagnosed with A phagocytophilum infection, as well as samples from clinically healthy humans, were tested. In addition, multiple samples from 4 dogs experimentally infected with 2 different geographic isolates of A phagocytophilum and 5 dogs naturally infected with a Swiss isolate were tested using ELISA. Using this group of immunofluorescent antibody test-positive and immunofluorescent antibody test-negative samples, we found the overall agreement between assays to be >90%. CONCLUSIONS: These results indicate that recombinant MSP5 has potential for use as a diagnostic test antigen to detect infection with A phagocytophilum in both dogs and humans. However, sequence similarities among orthologs of MSP5 in related species of anaplasma and ehrlichia suggest that cross-reactivity among these pathogens is likely if the entire peptide is used as a test antigen.

Effects of continuous remifentanil administration on intra-operative subcutaneous tissue oxygen tension

Surgical stress response markedly increases sympathetic nerve activity and catecholamine concentrations. This may contribute to peripheral vasoconstriction, reduced wound perfusion and subsequent tissue hypoxia. Opioids are known to depress the hypothalamic-adrenal response to surgery in a dose-dependent manner. We tested the hypothesis that continuous remifentanil administration produces improved subcutaneous tissue oxygen tension compared to fentanyl bolus administration. Forty-six patients undergoing major abdominal surgery were randomly assigned to receive either fentanyl bolus administration or continuous remifentanil infusion. Mean subcutaneous tissue oxygen values over the entire intra-operative period were significantly higher in the remifentanil group, when compared to the fentanyl group: 8 (2) kPa vs 6.7 (1.5) kPa, % CI difference: - 2.3 kPa to - 0.3 kPa, p = 0.013. Continuous intra-operative opioid administration may blunt vasoconstriction caused by surgical stress and adrenergic responses more than an equi-effective anaesthetic regimen based on smaller-dose bolus opioid administration.

Localización y mapeo visual monocular para robot móvil terrestre aplicado a la inspección ultrasónica aeronáutica

En el ámbito de la robótica de servicio, actualmente no existe una solución automatizada para la inspección ultrasónica de las partes de material compuesto de una aeronave durante las operaciones de mantenimiento que realiza la aerolínea. El desarrollo de las nuevas técnicas de acoplamiento acústico en seco en el método de inspección no destructiva por ultrasonidos, está conduciendo a posibilitar su uso con soluciones de menor coste respecto a las técnicas tradicionales, sin perder eficacia para detectar las deficiencias en las estructuras de material compuesto. Aunque existen aplicaciones de esta técnica con soluciones manuales, utilizadas en las fases de desarrollo y fabricación del material compuesto, o con soluciones por control remoto en sectores diferentes al aeronáutico para componentes metálicos, sin embargo, no existen con soluciones automatizadas para la inspección no destructiva por ultrasonidos de las zonas del avión fabricadas en material compuesto una vez la aeronave ha sido entregada a la aerolínea. El objetivo de este trabajo fin de master es evaluar el sistema de localización, basado en visión por ordenador, de una solución robotizada aplicada la inspección ultrasónica estructural de aeronaves en servicio por parte de las propias aerolíneas, utilizando las nuevas técnicas de acoplamiento acústico en seco, buscando la ventaja de reducir los tiempos y los costes en las operaciones de mantenimiento. Se propone como solución un robot móvil autónomo de pequeño tamaño, con control de posición global basado en técnicas de SLAM Visual Monocular, utilizando marcadores visuales externos para delimitar el área de inspección. Se ha supuesto la inspección de elementos de la aeronave cuya superficie se pueda considerar plana y horizontal, como son las superficies del estabilizador horizontal o del ala. Este supuesto es completamente aceptable en zonas acotadas de estos componentes, y de cara al objetivo del proyecto, no le resta generalidad. El robot móvil propuesto es un vehículo terrestre triciclo, de dos grados de libertad, con un sistema de visión monocular completo embarcado, incluyendo el hardware de procesamiento de visión y control de trayectoria. Las dos ruedas delanteras son motrices y la tercera rueda, loca, sirve únicamente de apoyo. La dirección, de tipo diferencial, permite al robot girar sin necesidad de desplazamiento, al conseguirse por diferencia de velocidad entre la rueda motriz derecha e izquierda. El sistema de inspección ultrasónica embarcado está compuesto por el hardware de procesamiento y registro de señal, y una rueda-sensor situada coaxialmente al eje de las ruedas motrices, y centrada entre estas, de modo que la medida de inspección se realiza en el centro de rotación del robot. El control visual propuesto se realiza mediante una estrategia “ver y mover” basada en posición, ejecutándose de forma secuencial la extracción de características visuales de la imagen, el cálculo de la localización global del robot mediante SLAM visual y el movimiento de éste mediante un algoritmo de control de posición-orientación respecto a referencias de paso de la trayectoria. La trayectoria se planifica a partir del mapa de marcas visuales que delimitan el área de inspección, proporcionado también por SLAM visual. Para validar la solución propuesta se ha optado por desarrollar un prototipo físico tanto del robot como de los marcadores visuales externos, a los que se someterán a una prueba de validación como alternativa a utilizar un entorno simulado por software, consistente en el reconocimiento del área de trabajo, planeamiento de la trayectoria y recorrido de la misma, de forma autónoma, registrando el posicionamiento real del robot móvil junto con el posicionamiento proporcionado por el sistema de localización SLAM. El motivo de optar por un prototipo es validar la solución ante efectos físicos que son muy complicados de modelar en un entorno de simulación, derivados de las limitaciones constructivas de los sistemas de visión, como distorsiones ópticas o saturación de los sensores, y de las limitaciones constructivas de la mecánica del robot móvil que afectan al modelo cinemático, como son el deslizamiento de las ruedas o la fluctuación de potencia de los motores eléctricos. El prototipo de marcador visual externo utilizado para la prueba de validación, ha sido un símbolo plano vertical, en blanco y negro, que consta de un borde negro rectangular dentro del cual se incluye una serie de marcas cuadradas de color negro, cuya disposición es diferente para cada marcador, lo que permite su identificación. El prototipo de robot móvil utilizado para la prueba de validación, ha sido denominado VINDUSTOR: “VIsual controlled Non-Destructive UltraSonic inspecTOR”. Su estructura mecánica ha sido desarrollada a partir de la plataforma comercial de robótica educacional LEGO© MINDSTORMS NXT 2.0, que incluye los dos servomotores utilizados para accionar las dos ruedas motrices, su controlador, las ruedas delanteras y la rueda loca trasera. La estructura mecánica ha sido especialmente diseñada con piezas LEGO© para embarcar un ordenador PC portátil de tamaño pequeño, utilizado para el procesamiento visual y el control de movimiento, y el sistema de captación visual compuesto por dos cámaras web de bajo coste, colocadas una en posición delantera y otra en posición trasera, con el fin de aumentar el ángulo de visión. El peso total del prototipo no alcanza los 2 Kg, siendo sus dimensiones máximas 20 cm de largo, 25 cm de ancho y 26 cm de alto. El prototipo de robot móvil dispone de un control de tipo visual. La estrategia de control es de tipo “ver y mover” dinámico, en la que se realiza un bucle externo, de forma secuencial, la extracción de características en la imagen, la estimación de la localización del robot y el cálculo del control, y en un bucle interno, el control de los servomotores. La estrategia de adquisición de imágenes está basada en un sistema monocular de cámaras embarcadas. La estrategia de interpretación de imágenes está basada en posición tridimensional, en la que los objetivos de control se definen en el espacio de trabajo y no en la imagen. La ley de control está basada en postura, relacionando la velocidad del robot con el error en la posición respecto a las referencias de paso de una trayectoria. La trayectoria es generada a partir del mapa de marcadores visuales externo. En todo momento, la localización del robot respecto a un sistema de referencia externo y el mapa de marcadores, es realizado mediante técnicas de SLAM visual. La auto-localización de un robot móvil dentro de un entorno desconocido a priori constituye uno de los desafíos más importantes en la robótica, habiéndose conseguido su solución en las últimas décadas, con una formulación como un problema numérico y con implementaciones en casos que van desde robots aéreos a robots en entornos cerrados, existiendo numerosos estudios y publicaciones al respecto. La primera técnica de localización y mapeo simultáneo SLAM fue desarrollada en 1989, más como un concepto que como un algoritmo único, ya que su objetivo es gestionar un mapa del entorno constituido por posiciones de puntos de interés, obtenidos únicamente a partir de los datos de localización recogidos por los sensores, y obtener la pose del robot respecto al entorno, en un proceso limitado por el ruido de los sensores, tanto en la detección del entorno como en la odometría del robot, empleándose técnicas probabilísticas aumentar la precisión en la estimación. Atendiendo al algoritmo probabilístico utilizado, las técnicas SLAM pueden clasificarse en las basadas en Filtros de Kalman, en Filtros de Partículas y en su combinación. Los Filtros de Kalman consideran distribuciones de probabilidad gaussiana tanto en las medidas de los sensores como en las medidas indirectas obtenidas a partir de ellos, de modo que utilizan un conjunto de ecuaciones para estimar el estado de un proceso, minimizando la media del error cuadrático, incluso cuando el modelo del sistema no se conoce con precisión, siendo el más utilizado el Filtro de Kalman Extendido a modelos nolineales. Los Filtros de Partículas consideran distribuciones de probabilidad en las medidas de los sensores sin modelo, representándose mediante un conjunto de muestras aleatorias o partículas, de modo que utilizan el método Montecarlo secuencial para estimar la pose del robot y el mapa a partir de ellas de forma iterativa, siendo el más utilizado el Rao-Backwell, que permite obtener un estimador optimizado mediante el criterio del error cuadrático medio. Entre las técnicas que combinan ambos tipos de filtros probabilísticos destaca el FastSLAM, un algoritmo que estima la localización del robot con un Filtro de Partículas y la posición de los puntos de interés mediante el Filtro de Kalman Extendido. Las técnicas SLAM puede utilizar cualquier tipo de sensor que proporcionen información de localización, como Laser, Sonar, Ultrasonidos o Visión. Los sensores basados en visión pueden obtener las medidas de distancia mediante técnicas de visión estereoscópica o mediante técnica de visión monocular. La utilización de sensores basados en visión tiene como ventajas, proporcionar información global a través de las imágenes, no sólo medida de distancia, sino también información adicional como texturas o patrones, y la asequibilidad del hardware frente a otros sensores. Sin embargo, su principal inconveniente es el alto coste computacional necesario para los complejos algoritmos de detección, descripción, correspondencia y reconstrucción tridimensional, requeridos para la obtención de la medida de distancia a los múltiples puntos de interés procesados. Los principales inconvenientes del SLAM son el alto coste computacional, cuando se utiliza un número elevado de características visuales, y su consistencia ante errores, derivados del ruido en los sensores, del modelado y del tratamiento de las distribuciones de probabilidad, que pueden producir el fallo del filtro. Dado que el SLAM basado en el Filtro de Kalman Extendido es una las técnicas más utilizadas, se ha seleccionado en primer lugar cómo solución para el sistema de localización del robot, realizando una implementación en la que las medidas de los sensores y el movimiento del robot son simulados por software, antes de materializarla en el prototipo. La simulación se ha realizado considerando una disposición de ocho marcadores visuales que en todo momento proporcionan ocho medidas de distancia con ruido aleatorio equivalente al error del sensor visual real, y un modelo cinemático del robot que considera deslizamiento de las ruedas mediante ruido aleatorio. Durante la simulación, los resultados han mostrado que la localización estimada por el algoritmo SLAM-EKF presenta tendencia a corregir la localización obtenida mediante la odometría, pero no en suficiente cuantía para dar un resultado aceptable, sin conseguir una convergencia a una solución suficientemente cercana a la localización simulada del robot y los marcadores. La conclusión obtenida tras la simulación ha sido que el algoritmo SLAMEKF proporciona inadecuada convergencia de precisión, debido a la alta incertidumbre en la odometría y a la alta incertidumbre en las medidas de posición de los marcadores proporcionadas por el sensor visual. Tras estos resultados, se ha buscado una solución alternativa. Partiendo de la idea subyacente en los Filtros de Partículas, se ha planteado sustituir las distribuciones de probabilidad gaussianas consideradas por el Filtro de Kalman Extendido, por distribuciones equi-probables que derivan en funciones binarias que representan intervalos de probabilidad no-nula. La aplicación de Filtro supone la superposición de todas las funciones de probabilidad no-nula disponibles, de modo que el resultado es el intervalo donde existe alguna probabilidad de la medida. Cómo la efectividad de este filtro aumenta con el número disponible de medidas, se ha propuesto obtener una medida de la localización del robot a partir de cada pareja de medidas disponibles de posición de los marcadores, haciendo uso de la Trilateración. SLAM mediante Trilateración Estadística (SLAM-ST) es como se ha denominado a esta solución propuesta en este trabajo fin de master. Al igual que con el algoritmo SLAM-EKF, ha sido realizada una implementación del algoritmo SLAM-ST en la que las medidas de los sensores y el movimiento del robot son simulados, antes de materializarla en el prototipo. La simulación se ha realizado en las mismas condiciones y con las mismas consideraciones, para comparar con los resultados obtenidos con el algoritmo SLAM-EKF. Durante la simulación, los resultados han mostrado que la localización estimada por el algoritmo SLAM-ST presenta mayor tendencia que el algoritmo SLAM-EKF a corregir la localización obtenida mediante la odometría, de modo que se alcanza una convergencia a una solución suficientemente cercana a la localización simulada del robot y los marcadores. Las conclusiones obtenidas tras la simulación han sido que, en condiciones de alta incertidumbre en la odometría y en la medida de posición de los marcadores respecto al robot, el algoritmo SLAM-ST proporciona mejores resultado que el algoritmo SLAM-EKF, y que la precisión conseguida sugiere la viabilidad de la implementación en el prototipo. La implementación del algoritmo SLAM-ST en el prototipo ha sido realizada en conjunción con la implementación del Sensor Visual Monocular, el Modelo de Odometría y el Control de Trayectoria. El Sensor Visual Monocular es el elemento del sistema SLAM encargado de proporcionar la posición con respecto al robot de los marcadores visuales externos, a partir de las imágenes obtenidas por las cámaras, mediante técnicas de procesamiento de imagen que permiten detectar e identificar los marcadores visuales que se hallen presentes en la imagen capturada, así como obtener las características visuales a partir de las cuales inferir la posición del marcador visual respecto a la cámara, mediante reconstrucción tridimensional monocular, basada en el conocimiento a-priori del tamaño real del mismo. Para tal fin, se ha utilizado el modelo matemático de cámara pin-hole, y se ha considerado las distorsiones de la cámara real mediante la calibración del sensor, en vez de utilizar la calibración de la imagen, tras comprobar el alto coste computacional que requiere la corrección de la imagen capturada, de modo que la corrección se realiza sobre las características visuales extraídas y no sobre la imagen completa. El Modelo de Odometría es el elemento del sistema SLAM encargado de proporcionar la estimación de movimiento incremental del robot en base a la información proporcionada por los sensores de odometría, típicamente los encoders de las ruedas. Por la tipología del robot utilizado en el prototipo, se ha utilizado un modelo cinemático de un robot tipo uniciclo y un modelo de odometría de un robot móvil de dos ruedas tipo diferencial, en el que la traslación y la rotación se determinan por la diferencia de velocidad de las ruedas motrices, considerando que no existe deslizamiento entre la rueda y el suelo. Sin embargo, el deslizamiento en las ruedas aparece como consecuencia de causas externas que se producen de manera inconstante durante el movimiento del robot que provocan insuficiente contacto de la rueda con el suelo por efectos dinámicos. Para mantener la validez del modelo de odometría en todas estas situaciones que producen deslizamiento, se ha considerado un modelo de incertidumbre basado en un ensayo representativo de las situaciones más habituales de deslizamiento. El Control de Trayectoria es el elemento encargado de proporcionar las órdenes de movimiento al robot móvil. El control implementado en el prototipo está basado en postura, utilizando como entrada la desviación en la posición y orientación respecto a una referencia de paso de la trayectoria. La localización del robot utilizada es siempre de la estimación proporcionada por el sistema SLAM y la trayectoria es planeada a partir del conocimiento del mapa de marcas visuales que limitan el espacio de trabajo, mapa proporcionado por el sistema SLAM. Las limitaciones del sensor visual embarcado en la velocidad de estabilización de la imagen capturada han conducido a que el control se haya implementado con la estrategia “mirar parado”, en la que la captación de imágenes se realiza en posición estática. Para evaluar el sistema de localización basado en visión del prototipo, se ha diseñado una prueba de validación que obtenga una medida cuantitativa de su comportamiento. La prueba consiste en la realización de forma completamente autónoma de la detección del espacio de trabajo, la planificación de una trayectoria de inspección que lo transite completamente, y la ejecución del recorrido de la misma, registrando simultáneamente la localización real del robot móvil junto con la localización proporcionada por el sistema SLAM Visual Monocular. Se han realizado varias ejecuciones de prueba de validación, siempre en las mismas condiciones iniciales de posición de marcadores visuales y localización del robot móvil, comprobando la repetitividad del ensayo. Los resultados presentados corresponden a la consideración de las medidas más pesimistas obtenidas tras el procesamiento del conjunto de medidas de todos los ensayos. Los resultados revelan que, considerando todo el espacio de trabajo, el error de posición, diferencia entre los valores de proporcionados por el sistema SLAM y los valores medidos de posición real, se encuentra en el entorno de la veintena de centímetros. Además, los valores de incertidumbre proporcionados por el sistema SLAM son, en todos los casos, superiores a este error. Estos resultados conducen a concluir que el sistema de localización basado en SLAM Visual, mediante un algoritmo de Trilateración Estadística, usando un sensor visual monocular y marcadores visuales externos, funciona, proporcionando la localización del robot móvil con respecto al sistema de referencia global inicial y un mapa de su situación de los marcadores visuales, con precisión limitada, pero con incertidumbre conservativa, al estar en todo momento el error real de localización por debajo del error estimado. Sin embargo, los resultados de precisión del sistema de localización no son suficientemente altos para cumplir con los requerimientos como solución robotizada aplicada a la inspección ultrasónica estructural de aeronaves en servicio. En este sentido, los resultados sugieren que la posible continuación de este trabajo en el futuro debe centrarse en la mejora de la precisión de localización del robot móvil, con líneas de trabajo encaminadas a mejorar el comportamiento dinámico del prototipo, en mejorar la precisión de las medidas de posición proporcionadas por el sensor visual y en optimizar el resultado del algoritmo SLAM. Algunas de estas líneas futuras podrían ser la utilización de plataformas robóticas de desarrollo alternativas, la exploración de técnicas de visión por computador complementarias, como la odometría visual, la visión omnidireccional, la visión estereoscópica o las técnicas de reconstrucción tridimensional densa a partir de captura monocular, y el análisis de algoritmos SLAM alternativos condicionado a disponer de una sustancial mejora de precisión en el modelo de odometría y en las medidas de posición de los marcadores.

Control de fronteras, asilo e inmigración en la Unión Europea: un conflicto competencial no resuelto.

La realización de política europea de emigración se mueve en un arduo equilibrio en-tre el diálogo con la orilla sur del Mediterráneo, la política de vecindad hacia el Este y la ambigüedad de la relación entre la migración y el desarrollo. Las contradicciones de la UE en la materia son profundas pues nos hallamos ante una materia de naturaleza poliédrica y en estrecha dependencia a procesos que se están desarrollando en el orden internacional, por ello las respuestas requieren el empleo de instrumentos eficaces tanto en el plano interno como en el externo. Una perspectiva europea de la inmigración no puede prescindir de una pretensión de multilateralidad basada en la cooperación entre todos los actores que, de un modo u otro, participan y son parte activa de los procesos migratorios. Ello requiere abordar estrategias para el desarrollo de carácter amplio, que incidan sobre las causas que motivas los flujos migratorios, generando oportunidades y expectativas de vida digna en los países de origen. Para ello es menester apurar las posibilidades abiertas por el Tratado de Lisboa insistiendo en la aplicación del principio de solidaridad, fomentando la responsabilidad compartida y teniendo muy presentes los derechos fundamentales previstos en la Carta Europea de Derechos Fundamentales. Habida cuenta que los Estados miembros no son autosuficientes para resolver eficientemente las cuestiones derivadas del control de las fronteras, del asilo y de la inmigración resulta menester que la UE diseñe una política común de manera coordina-da con ellos, de manera que se sientan suficientemente acompañados y respaldados. A este respecto la Agenda Europea de Migración propone acciones tales como la lucha contra la migración irregular, los traficantes de seres humanos y la protección de las fronteras exteriores de Europa que deben ir acompañadas de una eficaz política común de asilo, así como una nueva política europea en materia de migración legal. Al mismo tiempo la política de redistribución no debe considerarse como una opción desinteresa-da o altruista sino como una respuesta común que impide las actuaciones unilaterales de ciertos Estados miembros para reducir los flujos migratorios. Por estas razones resulta de suma importancia restar protagonismo a las acciones me-ramente represivas y que la UE progrese en su intervención en un sector dominado por las competencias exclusivas de los Estados miembros. Dicha intervención puede reali-zarse eficazmente en dos líneas de actuación de carácter complementario. De un lado, a través de un enfoque transversal, que favorezca la cooperación con terceros países, la gestión integrada de las fronteras exteriores y una política justa en materia de repatria-ciones, de canalización de la emigración legal y de integración de los inmigrantes en la sociedad. De otro lado, con el concurso del principio de solidaridad y del reparto equi-tativo de la responsabilidad entre los Estados miembros, extensivo al aspecto financiero (art. 80 TFUE), fomentando entre ellos una cooperación más eficaz el reparto de res-ponsabilidades. Ambas líneas serán susceptibles de garantizar en la práctica una mejor gestión de los flujos migratorios y una mayor protección de los derechos fundamentales de los ciudadanos extranjeros.