Développement d’un système d’actionnement utilisant la combustion d’une source d’énergie chimique pour la robotique mobile

Les systèmes d’actionnement couramment utilisés sur les systèmes de robotiques mobiles tels que les exosquelettes ou les robots marcheurs sont majoritairement électriques. Les batteries couplées à des moteurs électriques souffrent toutefois d’une faible densité de stockage énergétique et une faible densité de puissance, ce qui limite l’autonomie de ces dispositifs pour une masse de système donnée. Une étude comparative des systèmes d’actionnement potentiels a permis de déterminer que l’utilisation d’une source d’énergie chimique permettait d’obtenir une densité de stockage énergétique supérieure aux batteries. De plus, il a été déterminé que l’utilisation de la combustion directement dans un actionneur pneumatique souple permettrait d’obtenir une densité de puissance beaucoup plus élevée que celle des moteurs électriques. La conception, la fabrication et la caractérisation de plusieurs types d’actionneurs pneumatiques pressurisés directement par la combustion d’une source d’énergie chimique ont permis d’évaluer la faisabilité de l’approche, dans un contexte de robotique mobile, plus précisément pour des tâches de locomotion. Les paramètres permettant d’obtenir une efficacité énergétique élevée ont été étudiés. Il a été démontré que le ratio de compression et le ratio d’expansion doivent être optimisés. De plus, comme les pertes thermiques sont le mécanisme de perte dominant, le ratio d’équivalence devrait être réduit au minimum. Parmi les carburants usuels, l’hydrogène permet d’atteindre les valeurs de ratio d’équivalence les plus faibles, ce qui en fait un choix de carburant idéal. Les résultats expérimentaux ont été utilisés pour corréler un modèle analytique d’un actionneur pneumatique à combustion. Ce modèle analytique est par la suite utilisé pour vérifier la faisabilité théorique de l’utilisation de l’approche d’actionnement pour fournir la puissance à un dispositif d’assistance à la locomotion.

Paire stéréoscopique Panomorphe pour la reconstruction 3D d’objets d’intérêt dans une scène

Il existe désormais une grande variété de lentilles panoramiques disponibles sur le marché dont certaines présentant des caractéristiques étonnantes. Faisant partie de cette dernière catégorie, les lentilles Panomorphes sont des lentilles panoramiques anamorphiques dont le profil de distorsion est fortement non-uniforme, ce qui cause la présence de zones de grandissement augmenté dans le champ de vue. Dans un contexte de robotique mobile, ces particularités peuvent être exploitées dans des systèmes stéréoscopiques pour la reconstruction 3D d’objets d’intérêt qui permettent à la fois une bonne connaissance de l’environnement, mais également l’accès à des détails plus fins en raison des zones de grandissement augmenté. Cependant, à cause de leur complexité, ces lentilles sont difficiles à calibrer et, à notre connaissance, aucune étude n’a réellement été menée à ce propos. L’objectif principal de cette thèse est la conception, l’élaboration et l’évaluation des performances de systèmes stéréoscopiques Panomorphes. Le calibrage a été effectué à l’aide d’une technique établie utilisant des cibles planes et d’une boîte à outils de calibrage dont l’usage est répandu. De plus, des techniques mathématiques nouvelles visant à rétablir la symétrie de révolution dans l’image (cercle) et à uniformiser la longueur focale (cercle uniforme) ont été développées pour voir s’il était possible d’ainsi faciliter le calibrage. Dans un premier temps, le champ de vue a été divisé en zones à l’intérieur desquelles la longueur focale instantanée varie peu et le calibrage a été effectué pour chacune d’entre elles. Puis, le calibrage général des systèmes a aussi été réalisé pour tout le champ de vue simultanément. Les résultats ont montré que la technique de calibrage par zone ne produit pas de gain significatif quant à la qualité des reconstructions 3D d’objet d’intérêt par rapport au calibrage général. Cependant, l’étude de cette nouvelle approche a permis de réaliser une évaluation des performances des systèmes stéréoscopiques Panomorphes sur tout le champ de vue et de montrer qu’il est possible d’effectuer des reconstructions 3D de qualité dans toutes les zones. De plus, la technique mathématique du cercle a produit des résultats de reconstructions 3D en général équivalents à l’utilisation des coordonnées originales. Puisqu’il existe des outils de calibrage qui, contrairement à celui utilisé dans ce travail, ne disposent que d’un seul degré de liberté sur la longueur focale, cette technique pourrait rendre possible le calibrage de lentilles Panomorphes à l’aide de ceux-ci. Finalement, certaines conclusions ont pu être dégagées quant aux facteurs déterminants influençant la qualité de la reconstruction 3D à l’aide de systèmes stéréoscopiques Panomorphes et aux caractéristiques à privilégier dans le choix des lentilles. La difficulté à calibrer les optiques Panomorphes en laboratoire a mené à l’élaboration d’une technique de calibrage virtuel utilisant un logiciel de conception optique et une boîte à outils de calibrage. Cette approche a permis d’effectuer des simulations en lien avec l’impact des conditions d’opération sur les paramètres de calibrage et avec l’effet des conditions de calibrage sur la qualité de la reconstruction. Des expérimentations de ce type sont pratiquement impossibles à réaliser en laboratoire mais représentent un intérêt certain pour les utilisateurs. Le calibrage virtuel d’une lentille traditionnelle a aussi montré que l’erreur de reprojection moyenne, couramment utilisée comme façon d’évaluer la qualité d’un calibrage, n’est pas nécessairement un indicateur fiable de la qualité de la reconstruction 3D. Il est alors nécessaire de disposer de données supplémentaires pour juger adéquatement de la qualité d’un calibrage.

Quantification and source identification of atmospheric particulate polycyclic aromatic hydrocarbons and their dry deposition fluxes at three sites in Salvador Basin, Brazil, impacted by mobile and stationary sources

The present work has aimed to determine the 16 US EPA priority PAH atmospheric particulate matter levels present in three sites around Salvador, Bahia: (i) Lapa bus station, strongly impacted by heavy-duty diesel vehicles; (ii) Aratu harbor, impacted by an intense movement of goods, and (iii) Bananeira village on Maré Island, a non vehicle-influenced site with activities such as handcraft work and fisheries. Results indicated that BbF (0.130-6.85 ng m-3) is the PAH with highest concentration in samples from Aratu harbor and Bananeira and CRY (0.075-6.85 ng m-3) presented higher concentrations at Lapa station. PAH sources from studied sites were mainly of anthropogenic origin such as gasoline-fueled light-duty vehicles and diesel-fueled heavy-duty vehicles, discharges in the port, diesel burning from ships, dust ressuspension, indoor soot from cooking, and coal and wood combustion for energy production.

Experimental results on the nonlinear H(infinity) control via quasi-LPV representation and game theory for wheeled mobile robots

In this paper, nonlinear dynamic equations of a wheeled mobile robot are described in the state-space form where the parameters are part of the state (angular velocities of the wheels). This representation, known as quasi-linear parameter varying, is useful for control designs based on nonlinear H(infinity) approaches. Two nonlinear H(infinity) controllers that guarantee induced L(2)-norm, between input (disturbances) and output signals, bounded by an attenuation level gamma, are used to control a wheeled mobile robot. These controllers are solved via linear matrix inequalities and algebraic Riccati equation. Experimental results are presented, with a comparative study among these robust control strategies and the standard computed torque, plus proportional-derivative, controller.

The role of mobile belts for the longevity of deep cratonic lithosphere: The crumple zone model

Many Archean cratons are surrounded by Proterozoic mobile belts that have experienced episodes of tectonic re-activation over their lifetimes. This suggests that mobile belt lithosphere may be associated with long lived, inherited weakness. It is proposed that the proximity of this weakness can increase the longevity of deep Archean lithosphere by buffering Archean cratons from mantle derived stresses. The physical plausibility of this idea is explored through numerical simulations of mantle convection that include continents and allow for material rheologies that model the combined brittle and ductile behavior of the lithosphere. Within the simulations, the longevity of deep cratonic lithosphere does increase if it is buffered by mobile belts that can fail at relatively low stress levels.

The generation of H-1-NMR-detectable mobile lipid in stimulated lymphocytes: Relationship ts cellular activation, the cell cycle, and phosphatidylcholine-specific phospholipase C

Mobile Lipids detected using H-1-NMR in stimulated lymphocytes were correlated with cell cycle phase, expression of the interleukin-2 receptor alpha and proliferation to assess the activation status of the lymphocytes. Mobile lipid levels, IL-2R alpha expression and proliferation increased after treatment with PMA and ionomycin. PMA or ionomycin stimulation alone induced increased IL-2R alpha expressiom but not proliferation, PMA- but not ionomycin-stimulation generated mobile lipid, Treatment with anti-CD3 antibody did not increase IL-2R alpha expression or proliferation but did generate increased amounts of mobile lipid, The cell cycle status of thymocytes treated with anti-CD3, PMA or ionomycin alone indicated an. accumulation of the cells in the G(1) phase of the cell cycle, The generation of mobile lipid was abrogated in anti-CD3 antibody-stimulated thymic lymphocytes but not in splenic lymphocytes, using a phosphatidylcholine-specific phospholipase C (PC-PLC) inhibitor which blocked cells in the G(1)/S phase of the cell cycle, This suggests that the H-1-NMR-detectable mobile Lipid may be generated in anti-CD3 antibody-stimulated thymic lymphocytes by the action of PC-PLC activity via the catabolism of PC, in the absence of classical signs of activation. (C) 1997 Academic Press.

Can Mobile Units Improve the Strategies for Cervical Cancer Prevention?

Cervical cancer is a serious public health problem in women in developing countries because of absence or ineffectiveness of screening programs. Several biases to access medical care and inequity of public health system in a continental country like Brazil limit the implementation of adequate programs to appropriately prevent the cervical cancer. Therefore, the aim of this study was to evaluate the results of applying the mobile unit (MU) for cervical cancer screening. From May 2003 to May 2004, a cervical cancer screening was offered to women aged 20-69 years, residing in 19 municipal districts of the Barretos county region, in Sao Paulo. Out of the 9,560 examination available, 2,964 (31%) women underwent screening. The medium distance traveled by the MU was 45 km. The medium time spent by women in the MU for completion of the questionnaire and doing the exam was 20 minutes. It was observed that 17.0% of women screened had never had the test or had not had it repeated within the last 3 years. The negative response was more common among women aged 20 to 29 years and 60 to 69 years and among women with less schooling and lower socio-economic income (P < 0.05). MU can significantly overcome the chronic deficiency of public health system accessibility offering opportunity to these women to participate in screening programs. Diagn. Cytopathol. 2010;38:727-730. (C) 2009 Wiley-Liss, Inc.

Program for Prostate Cancer Screening Using a Mobile Unit: Results From Brazil

OBJECTIVES To evaluate the initial results of a prostate cancer screening program using mobile units in Brazil. METHODS Since 2004, we have conducted a program of prostate cancer screening using mobile units across 231 municipalities from 6 Brazilian states. RESULTS A total of 17 571 men were evaluated by clinical history, digital rectal examination (DRE), and serum free and total prostate-specific antigen (PSA) levels. The recommendations for biopsy were a PSA level of >= 4.0 ng/mL, DRE findings suspicious for cancer, or a PSA level of 2.5-4.0 ng/mL with a percent-free PSA level <15%. The biopsy protocol included 12 biopsy cores from the peripheral zone, 2 from the transition zone, and additional sampling of suspicious areas. The cumulative cancer detection rate was 3.7%. The main indication for biopsy was a PSA level of >= 4.0 ng/mL (51.2%), with a positive predictive value (PPV) of 44.1%. Another 19.7% of biopsied men had suspicious DRE findings with a normal PSA level (PPV 23.5%). A percent-free PSA level of <15% in men with a PSA level of 2.5-4.0 ng/mL and normal DRE findings yielded a PPV of 31.1%. The PPV was greater (70.9%) for the 7.1% of men with both suspicious DRE findings and a PSA level of >4.0 ng/mL. Most cancers were Stage T1-T2 (93.4%), and the percentage of Gleason score of >= 7 was 32.5%. The proportion of insignificant cancers according to Epstein`s criteria was 13.5%. CONCLUSIONS A mobile prostate cancer screening unit enabled an underserved population to gain access to specialized care through the public healthcare system. The cancer detection rate in this population was similar to those from international studies. UROLOGY 76: 1052-1057, 2010. (C) 2010 Published by Elsevier Inc.