Optimizing the Use of an Artificial Tongue-Placed Tactile Biofeedback for Improving Ankle Joint Position Sense in Humans

The performance of an artificial tongue-placed tactile biofeedback device for improving ankle joint position sense was assessed in 12 young healthy adults using an active matching task. The underlying principle of this system consists of supplying individuals with supplementary information about the position of the matching ankle relative to the reference ankle position through a tongue-placed tactile output device generating electrotactile stimulation on a 36-point (6 X 6) matrix held against the surface of the tongue dorsum. Precisely, (1) no electrodes were activated when both ankles were in a similar angular position within a predetermined "angular dead zone" (ADZ); (2) 12 electrodes (2 X 6) of the anterior and posterior zones of the matrix were activated (corresponding to the stimulation of the front and rear portion of the tongue) when the matching ankle was in a too plantarflexed and dorsiflexed position relative to the reference ankle, respectively. Two ADZ values of 0.5 degrees and 1.5 degrees were evaluated. Results showed (1) more accurate and more consistent matching performances with than without biofeedback and (2) more accurate and more consistent ankle joint matching performances when using the biofeedback device with the smaller ADZ valu

Using feedback in adaptive and user-dependent one-step decision making

International audienceSeveral machine learning approaches are used to train systems and agents while exploiting users' feedback over the given service. For example, different semi-supervised approaches employ this kind of information in the learning process to guide the agent to a more adaptive and possibly person-alized behavior. Whether for recommendation systems , companion robots or smart home assistance, the trained agent must face the challenges of adapting to different users (with different profiles, preferences , etc.), coping with dynamic environments (dynamic preferences, etc.) and scaling up with a minimal number of training examples. We are interested in this paper in one-step decision making for adaptive and user-dependent services using users' feedback. We focus on the quality of such services while dealing with ambiguities (noise) in the received feedback. We describe our problem and we concentrate on presenting a state of the art of possible methods that can be applied. We detail two algorithms that are based on existing approaches. We present comparative results by showing scaling and convergence analysis with clean and noisy simulated data

Postural destabilization induced by trunk extensor muscles fatigue is suppressed by use of a plantar pressure-based electro-tactile biofeedback

Separate studies have reported that postural control during quiet standing could be (1) impaired with muscle fatigue localized at the lower back, and (2) improved through the use of plantar pressure-based electro-tactile biofeedback, under normal neuromuscular state. The aim of this experiment was to investigate whether this biofeedback could reduce postural destabilization induced by trunk extensor muscles. Ten healthy adults were asked to stand as immobile as possible in four experimental conditions: (1) no fatigue/no biofeedback, (2) no fatigue/biofeedback, (3) fatigue/no biofeedback and (4) fatigue/biofeedback. Muscular fatigue was achieved by performing trunk repetitive extensions until maximal exhaustion. The underlying principle of the biofeedback consisted of providing supplementary information related to foot sole pressure distribution through electro-tactile stimulation of the tongue. Centre of foot pressure (CoP) displacements were recorded using a force platform. Results showed (1) increased CoP displacements along the antero-posterior axis in the fatigue than no fatigue condition in the absence of biofeedback and (2) no significant difference between the no fatigue and fatigue conditions in the presence of biofeedback. This suggests that subjects were able to efficiently integrate an artificial plantar pressure information delivered through electro-tactile stimulation of the tongue that allowed them to suppress the destabilizing effect induced by trunk extensor muscles fatigue

Energy aware unicast geographic routing

Abstract — In this paper, we are investigating the optimal radio range minimizing the energy globally consummed by a geographical routing process. Considering a geographical greedy routing protocol and a uniform distribution of nodes in the network area, we analytically evaluate the energy cost of a multi-hop communication. This cost evaluation corresponds to the asymptotic behavior of the routing protocol and turns out to be very accurate compared to the results obtained by simulations. We show that this cost is function of the node intensity and we use this result to deduce the optimal radio range. We evaluate this range with two energy consumption models, the first one considering the energy consumed by transmission operations only and the second one considering both transmission and reception operations. These results can be used in two ways. First, the nodes range can be tuned in advance as a function of the expected node intensity during an off-line planning. Second, we propose an adaptative algorithm where nodes tune their powers according to an on-line evaluation of the local node intensity. I

Conception en fatigue de joints soudés par friction malaxage dans les tabliers de pont en aluminium

L’énorme potentiel de l’aluminium est sous-exploité pour la réhabilitation et même la construction rapide de ponts, en raison d’un manque de connaissance et d’expérience, ainsi que d’un manque d’outils de conception appropriés. En effet, les concepteurs pensent rarement à l’utilisation de l’aluminium comme matériau structural lors de projets de réhabilitation ou de remplacement de ponts routiers existants. Pourtant, le haut rapport résistance/densité de l’aluminium, sa durabilité et sa recyclabilité font de lui un matériau de choix par rapport aux autres matériaux traditionnels comme l’acier et le béton. De plus, la capacité à extruder des pièces de formes variées offre aux concepteurs la flexibilité nécessaire à l’optimisation des profilés, et ainsi, avoir un meilleur contrôle sur les déformations et les vibrations pendant la durée de vie de la structure. Bien souvent, l’élément d’un pont le plus susceptible de se détériorer rapidement est le tablier, car il est le plus affecté par les sels de déglaçage, le passage des véhicules et les variations de température. Une solution durable et innovante dans des projets de réhabilitation de ponts routiers est l’utilisation d’un platelage en aluminium. Cela facilite la construction rapide en plus de permettre une meilleure réponse au trafic actuel et de fournir une durée de vie prolongée. Cette avenue a été adoptée dans quelques cas réels en Amérique du Nord et témoigne de la vitesse et de l’efficacité de remplacement d’un tablier de pont existant par un en aluminium. Ce tablier en aluminium est assemblé en usine en soudant des profilés extrudés par friction malaxage (ou au MIG). Le soudage par friction malaxage (FSW) est un procédé d’assemblage à l’état solide parfaitement adapté pour les alliages d’aluminium. Cette singularité, en plus de la production automatisée du procédé, donne de meilleures propriétés mécaniques comparées au soudage par fusion. Les industries de l’automobile, de l’aéronautique et plus récemment du génie civil utilisent cette technologie. Malgré tout, le comportement dynamique et en fatigue est peu réglementé dans les normes et règles de conception, notamment dans le Code canadien sur le calcul des ponts routiers (CSA S6), pour des applications structurales du FSW. Actuellement, les normes de conception existantes pour le soudage à l’arc sont utilisées, ce qui n’avantage pas le soudage FSW. Pour surmonter cette situation, l’objectif principal de ce travail est de développer des bases de conception pour le contrôle qualité et pour le dimensionnement en fatigue des joints FSW dans les tabliers de pont en aluminium. Une caractérisation en fatigue de soudures bout à bout en alliage 6061-T6 a été menée sous des essais de chargement à amplitude constante et à amplitude variable. Les résultats obtenus montrent qu’un joint FSW optimisé donne des résultats en fatigue bien supérieurs aux courbes de conception existantes de l’ADM. Aussi, un défaut de type décalage axial des pièces inférieur à 1,0 mm réduit quelque peu la vie en fatigue. Finalement, un défaut de type trou de ver (vide interne) d’une taille inférieure à 0,9 mm a un effet négatif sur la vie en fatigue, sans toutefois être dramatique. Les critères de fatigue et les tolérances de défauts de soudage proposés dans cette étude permettront de contribuer à promouvoir l’utilisation de l’aluminium dans l’industrie du génie civil. Le procédé d’assemblage FSW n’est toutefois pas à l’abri des défauts de soudage. En effet, des paramètres de soudage non optimisés risquent de générer par exemple un vide interne, un manque de pénétration ou une bavure excessive et des stries de surface. Ces stries peuvent aussi être influencées par la rigidité de l’équipement de soudage. L’objectif secondaire est donc d’étudier l’effet de la rigidité d'un équipement de soudage sur la qualité des soudures pour ainsi évaluer leur impact et minimiser les défauts. Deux types d’alliages ont été utilisés dans le cadre de ce travail, soit l’alliage 6061-T6 et l’alliage 1375-50. Pour chacun d’eux, des échantillons de 6,35 mm d’épaisseur ont été soudés bout à bout avec trois types d’équipements à rigidité et à coût d’acquisition différents : un portique rigide, une fraiseuse universelle et un robot polyarticulé. Des comparaisons ont été faites entre les trois équipements sur les propriétés en traction du joint soudé, le fini de surface, la géométrie des stries ainsi que la répétabilité de soudage par un équipement et la constance de la soudure. Il a été conclu qu’un travail d’optimisation des paramètres adapté à l’équipement permettrait d’obtenir des soudures sans défauts. Un équipement non spécialisé tel qu’une fraiseuse demande un travail d’optimisation plus rigoureux, mais peut donner des soudures de qualité comparable aux autres équipements. Selon les besoins et le budget, une PME pourrait implanter cette technologie avec un investissement relativement faible en adaptant une fraiseuse au soudage FSW. In rehabilitation of existing bridge structure, or even in new construction, aluminum is underemployed because of a lack of knowledge and experience, as well as a lack of appropriate design tools. Designers hardly think of using aluminum as a structural material in rehabilitation or retrofit of an existing vehicular bridge. Yet, high strength/density ratio of aluminum, its durability and its recyclability make this material attractive compared to more traditional material such as steel and concrete. Furthermore, creating pieces of variable shape is possible with aluminum because of its extrudability capacity. This offers flexibility for the designers to optimize the structural components, and then reduce excessive deformation and vibration during service life of a vehicular bridge. Most of the time, bridge deck is the structural element most affected by de-icing salt, passage of vehicles and temperature variations. A durable and innovative solution for vehicular bridge rehabilitation is to use an aluminum bridge deck. Construction is quick and the bridge capacity of responding actual traffic load is better, which increases the structure service life. Some cases in North America testify of the speed and effectiveness of retrofitting an old existing bridge deck by a new one in aluminum. This aluminum deck is made by joining extruded profiles using friction stir welding process and is factory-built. Friction stir welding (FSW) is a solid-state joining process perfectly adapted for aluminum alloys. This character, among with process automatization, gives an excellent quality joint, even better than conventional fusion welding processes. Automotive industry aviation and, more recently, civil engineering have adopted this technology. However, dynamic and fatigue behaviour is barely regulated in design codes and standards, Aluminum design manual (ADM) for instance, in structural applications of FSW joints. To overcome this situation, the principal aim of this project is to develop performance-based criteria for quality control and fatigue design of FSW joints in aluminum bridge decks. Fatigue tests under constant and variable amplitude loading have been performed on 6061-T6 FSW butt joint. Results show that optimized FSW joints fatigue life is above existing design curves in the ADM. Also, axial misalignment under 1,0 mm between the two welded pieces slightly decreases fatigue life. Finally, subsurface defect known as wormhole decreases fatigue life, but is not dramatic when its size is under 0,9 mm. Fatigue criteria and welding defect tolerances proposed in this study will contribute promoting the use of aluminum in the civil engineering projects. FSW is, however, as discussed before, not a defect proof joining process. In fact, non-optimized welding parameters could create subsurface defects such as wormhole and lack of penetration as well as surface defects such as excessive flash and striations. Those surface striations can also be influenced by the welding equipment rigidity. The second aim of this project is then to study the effect of a welding equipment rigidity on the quality of a weld, which will evaluate its impact and then minimize welding defects. In this work, two aluminum alloys have been used, which are 6061-T6 and 1375-50. For every one of them, 6,35 mm thick plates have been welded in a butt joint configuration with three types of equipment: a stiff gantry, a universal milling machine and a polyarticulated robot. Those equipment have different rigidity and purchase value. FSW joints made by these three equipment have been compared on tensile properties, surface finish, surface striation geometry, repeatability of welding equipment and weld constancy. Optimization work of the welding parameters is obviously important when it comes to create defect-free joints. A non-specialized equipment such as a universal milling machine requires stricter optimization work, but can generate comparable quality joints to the other equipment. According to a company’s requirements and budget, a small industrial could implement FSW technology without overinvestment by simply adapting a milling machine to friction stir welding

Traces mobiles afin de caractériser les usages et la mobilité des utilisateurs

National audienceCellular communications are evolving quickly to constantly adapt and tolerate the load induced by the increasing number of phones. Understanding the traffic is crucial to refine models and improve experiments. In this context, one has to understand the temporal and spatial user behavior at different levels. At the user scale, the usage is not only define by the amount of calls but also by the user’s mobility and type of communication. At a higher level, the BS have a key role on the flow quality. In this paper, we propose a 1-year Call Detail Records (CDR) analysis in Mexico in order to catch on usage turnovers and investigate overlooked parameters such as the call duration. Moreover, we look into handovers (switching from a station to an other one). Our study suggests that user mobility is pretty dependant to user calls.Les communications mobiles évoluent rapidement afin de s'adapter et de tolérer la charge qu'implique le nombre croissant de téléphones. Il est crucial de comprendre le trafic pour redéfinir les modèles et améliorer les expériences. Dans ce contexte, il faut prendre en compte le comportement temporel et spatial de l'utilisateur à différents niveaux. A l'échelle de l'utilisateur, son usage n'est pas défini seulement par la quantité d'appels, mais aussi par sa mobilité et son type d'utilisation. A un niveau supérieur, les stations de base jouent un rôle clé sur la qualité du flux. Dans ce papier nous proposons une analyse de traces téléphoniques d'un an au Mexique afin de comprendre les handovers et de considérer les paramètres négligés, comme la durée d'appel. Nous traitons les handovers. Notre étude suggère que la mobilité de l'utilisateur est assez dépendante de leurs appels

On-line Human Activity Recognition from Audio and Home Automation Sensors: comparison of sequential and non-sequential models in realistic Smart Homes

International audienceAutomatic human Activity Recognition (AR) is an important process for the provision of context-aware services in smart spaces such as voice-controlled smart homes. In this paper, we present an on-line Activities of Daily Living (ADL) recognition method for automatic identification within homes in which multiple sensors, actuators and automation equipment coexist, including audio sensors. Three sequence-based models are presented and compared: a Hidden Markov Model (HMM), Conditional Random Fields (CRF) and a sequential Markov Logic Network (MLN). These methods have been tested in two real Smart Homes thanks to experiments involving more than 30 participants. Their results were compared to those of three non-sequential models: a Support Vector Machine (SVM), a Random Forest (RF) and a non-sequential MLN. This comparative study shows that CRF gave the best results for on-line activity recognition from non-visual, audio and home automation sensors

Utiliser la densité des utilisateurs mobiles dans les grandes villes afin de délivrer des SMS

International audienceDans cet article nous proposons un protocole de réseau semblable à un DTN afin d'acheminer les SMS en se basant sur une étude de mesures et une analyse des SMS provenant d'une trace sur une période de deux mois. Plus précisément nous réalisons une analyse spatiale et temporelle du réseau cellulaire de Mexico en prenant en compte les messages géo-localisés. L'analyse temporelle nous permet de détecter les évènements et de vérifier les périodes de surcharge comprenant un trafic anormal ou inattendu et d'étudier l'évolution de paramètres classiques tels que l'activité ou la distance entre l'expéditeur et le receveur. L'analyse spatiale est basée sur le diagramme Voronoï des stations de base couvrant la ville de Mexico. Nous expliquons comment le trafic de SMS peut être caractérisé. Une telle caractérisation clef nous permet de répondre à la question suivante : est-il possible de transmettre des SMS en utilisant les téléphones comme des relais dans une grande ville comme Mexico ? Nous avons défini un protocole de réseaux simple afin de transmettre des SMS d'un point de départ à un point d'arrivée. Ce protocole semblable à un DTN ne nécessite pas de routage ni de connaissance globale. Le protocole profite de la localité des SMS, de la densité de téléphone à Mexico et de la mobilité des utilisateurs. Nous avons étudié une base de données de téléphones portables incluant 8 millions d'utilisateurs vivant à Mexico. Cela nous a donné une estimation précise du temps de transmission moyen et de la performance globale de notre approche. Après 30 minutes, la moitié des messages ont atteint leur destination avec succès

Call Detail Records to Characterize Usages and Mobility Events of Phone Users

National audienceCellular communications are evolving quickly to constantly adapt and tolerate the load induced by the increasing number of phones. Understanding the traffic is crucial to refine models and improve experiments. In this context, one has to understand the temporal and spatial user behavior at different levels. At the user scale, the usage is not only defined by the amount of calls but also by the user's mobility and type of communication. At a higher level, the BS have a key role on the flow quality. In this paper, we propose a 1-year Call Detail Records (CDR) analysis in Mexico in order to catch on usage turnovers and investigate overlooked parameters such as the call duration. Moreover, we look into handovers (switching from a station to an other one). Our study suggests that user mobility is pretty dependent to user calls