Fundamentos de Control Automático de Sistemas Continuos y Muestreados

La Ingeniería de Control versa sobre el diseño de leyes matemáticas que gobiernen sistemas físicos conforme a una serie de especificaciones. Esta disciplina es, por tanto, esencial para la automatización de sistemas o procesos industriales. Este manual presenta, en un primer gran bloque, los métodos tradicionales de análisis y diseño de controladores de sistemas continuos (o analógicos). La segunda parte describe las mismas herramientas para sistemas muestreados (o digitales)

Stability analysis and user perception of haptic rendering combining virtual elastic, viscous and inertial effects

Virtual Reality environments are being used on a mass scale in fields, such as Industry and Medicine. These virtual scenarios serve very different purposes such as prototyping, gaming and exercising. Interaction with the virtual environment is mainly achieved by senses of sight and hearing through devices, such as a mouse or VR glasses. To this end, haptic research started a few decades ago with the aim of improving this interaction through a sense of touch. A key element, hitherto not researched, is the effective combination of virtual elastic, viscous, and inertial effects in haptic feedback restored to the user and the safety implications of these feedback effects. It is of particular importance in neurological rehabilitation exercising, as interaction realism and safety are of great importance in therapy and for the patient. Therefore, this work addresses the stability analysis of the combination of three haptic effects—elastic, viscous, and inertial—and the subjective feeling on the part of users regarding different combinations of these effects. A theoretical analysis is presented with a view to establishing stable control principles, and a user-study was carried out in order to help understand the perception of users to different combinations of haptic effects

Development of a robotic device for post-stroke home tele-rehabilitation

This work deals with the complex mechanical design task of converting a large pneumatic rehabilitation robot into an electric and compact system for in-home post-stroke therapies without losing performance. It presents the new HomeRehab robot that supports rehabilitation therapies in three dimensions with an adaptive controller that optimizes patient recovery. A preliminary usability test is also conducted to show that its performance resembles that found in RoboTherapist 2D commercial system designed for hospitals. The mechanical design of a novel and smart twodimensional force sensor at the end-effector is also described

Estudios de marcado y recaptura de especies marinas

Los resultados obtenidos del marcado y posterior recaptura de los ejemplares son una herramienta muy valiosa para contribuir a mejorar el conocimiento de la biología y ecología de una especie, examinando ciertos aspectos como son: el crecimiento, los movimientos o migraciones, la mortalidad o supervivencia, la abundancia y distribución de la especie, el hábitat y diferenciación de poblaciones o stocks. Actualmente la técnica de marcado se aplica a muchas especies, tanto terrestres como marinas, pertenecientes a diversos grupos zoológicos: peces, crustáceos, reptiles, moluscos y mamíferos. Este libro repasa algunos ejemplos de marcado de especies marinas de interés comercial. No todas las especies pueden ser marcadas, porque es necesario cumplir una serie de requisitos para poder llevar a cabo con éxito un experimento de marcado. En uno de los apartados de esta guía, se describen los distintos aspectos a tener en cuenta para obtener buenos resultados. Se describen los principales proyectos de marcado actualmente en ejecución o en marcha llevados a cabo por el Instituto Español de Oceanografía (IEO). En primer lugar, se describe brevemente la especie, su distribución, crecimiento, reproducción, alimentación, etc. A continuación, se presenta la información del marcado, es decir, campañas realizadas, número de ejemplares marcados y algunos de los resultados obtenidos hasta la fecha a partir de las recapturas disponibles. En algunas especies, los programas de marcado se llevan realizando desde hace más de 20 años, como es el caso del atún rojo, por lo que la información disponible es bastante amplia. En otros casos por el contrario como la merluza, los proyectos son relativamente recientes, no obstante los resultados son bastante interesantes y prometedores.Nowadays many different marine animals are being tagged. This book summarizes recent tagging programs carried out by the Spanish Institute of Oceanography (IEO). Although the objectives of these various studies mainly depend on the species and each project in particular, the general aim is to better understand the biology and ecology of these animals the structure and dynamics of their populations and their capacity to respond to human activities. This book provides an overview of different aspects of this technique such as a brief history of tagging, the types of tags currently used, including both conventional and electronic tags, where and how to put them on the marine animals, some recommendations regarding how to perform a tagging survey and where to go or what to do if anyone recovers a tagged fish or marine animal. The book then summarizes the main species tagged by the IEO, making a short description of their biology followed by some of the results obtained from tagging studies undertaken until now. Other applications are to know the spatial distribution (spawning or feeding areas), estimate growth parameters, mortality and survival rates, longevity, the size of the population or identifying stocks. Nowadays the advances in electronics have also open new fields such us the possibility of tracking an animal and knowing its habitat preferences and behaviour. Besides some of these tags have the capacity of recording this information during long periods and sending the data from long distances even without the need to recover the animal. Tagging activities constitute a very useful tool to improve the knowledge of many species and contribute to their management and conservation. For that reason this methodology is included in many IEO projects in which other activities like the monitoring of the fishery (landings, fishing effort, fleet characteristics, fishing areas, biological sampling, etc.) are carried out. Some projects are related with coastal pelagic fisheries including anchovy, sardine and mackerel or oceanic pelagic fisheries like tuna and billfish species and pelagic sharks. Others are focused on benthic and demersal species such as hake, black spot seabream, anglerfish, flatfish, etc. Nevertheless not all species can be tagged, as they have to survive being caught and handled before being release. For this reason, tagging techniques may not easily be applied to some species.Versión del edito

Risk profiles and one-year outcomes of patients with newly diagnosed atrial fibrillation in India: Insights from the GARFIELD-AF Registry.

BACKGROUND: The Global Anticoagulant Registry in the FIELD-Atrial Fibrillation (GARFIELD-AF) is an ongoing prospective noninterventional registry, which is providing important information on the baseline characteristics, treatment patterns, and 1-year outcomes in patients with newly diagnosed non-valvular atrial fibrillation (NVAF). This report describes data from Indian patients recruited in this registry. METHODS AND RESULTS: A total of 52,014 patients with newly diagnosed AF were enrolled globally; of these, 1388 patients were recruited from 26 sites within India (2012-2016). In India, the mean age was 65.8 years at diagnosis of NVAF. Hypertension was the most prevalent risk factor for AF, present in 68.5% of patients from India and in 76.3% of patients globally (P < 0.001). Diabetes and coronary artery disease (CAD) were prevalent in 36.2% and 28.1% of patients as compared with global prevalence of 22.2% and 21.6%, respectively (P < 0.001 for both). Antiplatelet therapy was the most common antithrombotic treatment in India. With increasing stroke risk, however, patients were more likely to receive oral anticoagulant therapy [mainly vitamin K antagonist (VKA)], but average international normalized ratio (INR) was lower among Indian patients [median INR value 1.6 (interquartile range {IQR}: 1.3-2.3) versus 2.3 (IQR 1.8-2.8) (P < 0.001)]. Compared with other countries, patients from India had markedly higher rates of all-cause mortality [7.68 per 100 person-years (95% confidence interval 6.32-9.35) vs 4.34 (4.16-4.53), P < 0.0001], while rates of stroke/systemic embolism and major bleeding were lower after 1 year of follow-up. CONCLUSION: Compared to previously published registries from India, the GARFIELD-AF registry describes clinical profiles and outcomes in Indian patients with AF of a different etiology. The registry data show that compared to the rest of the world, Indian AF patients are younger in age and have more diabetes and CAD. Patients with a higher stroke risk are more likely to receive anticoagulation therapy with VKA but are underdosed compared with the global average in the GARFIELD-AF. CLINICAL TRIAL REGISTRATION-URL: http://www.clinicaltrials.gov. Unique identifier: NCT01090362

Riociguat treatment in patients with chronic thromboembolic pulmonary hypertension: Final safety data from the EXPERT registry

Objective: The soluble guanylate cyclase stimulator riociguat is approved for the treatment of adult patients with pulmonary arterial hypertension (PAH) and inoperable or persistent/recurrent chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH) following Phase

Haptically-Coupled Devices: Stability Analysis and Application to Drive-by-Wire Systems.

Haptic devices allow users to interact with a certain environment through the sense of touch. This environment is usually either a virtual scene or a somehow remote environment. In one sentence, a haptic device is a mechatronic system that allows a bidirectional human-machine interaction and in which a tactile restoration is provided. Haptic technology is still in its early stages of development, according to the vast amount of possibilities that it offers or may offer in the future. Possible applications of this technology include smartphones, automotive industry, aeronautics or medical applications (surgery or rehabilitation processes). This thesis investigates and provides solutions in two haptic areas: haptic stability and drive-by-wire technology. On the one hand, a study of some of the factors that affect the Z-width of the system is carried out. On the other hand, haptic technology is applied to a real application with a promising future in the automotive field: a drive-by-wire system. One key aspect of haptic systems is that both, the user and the mechatronic device share the same workspace. This fact carries with it more restrictive stability criteria than common robotic applications in which the machine is usually isolated in a safe space. For this reason, the study of the stability is a very important task. In the first place, a methodology for a thorough theoretical study of any haptic device is proposed, together with an application that was developed to make this process easier and more intuitive. Afterwards, the influence of two of the factors (vibration modes and time delay) that affect the size and shape of the Z-width of the haptic system is analyzed. Drive-by-wire technology has already been used for many decades in the aeronautics sector, but its application to road vehicles progresses at a much slower pace. Different attempts have been made by manufacturers to equip their vehicles with this system but the final establishment of this technology is expected to arrive with the electric cars. It provides multiple advantages in terms of weight, material costs and safety measures. The second part of this thesis focuses on a haptic device designed in CEIT for drive-by-wire applications. This system encompasses all the driving functionalities in a single device, which can be used with a single hand. A second version of this driving system has been created, combining two of these devices with a virtual coupling for a more comfortable and secure driving. Both versions have been preliminarily tested with users, obtaining some surprising results in terms of user adaptation time.Los dispositivos hápticos permiten al usuario interactuar con un entorno concreto por medio del sentido del tacto. Este entorno puede ser una escena virtual o incluso un entorno remoto. En una frase, un dispositivo háptico es un sistema mecatrónico que permite una interacción bidireccional entre el humano y la máquina y en el que se produce una restitución de fuerza al usuario. La tenconología háptica está todavía en sus primeros niveles de desarrollo si nos fijamos en la enorme cantidad de posibilidades que actualmente ofrece y que puede ofrecer en un futuro próximo. Posibles aplicaciones de esta tecnología son los smartphones, las industrias del automóvil y aeronáuticas y aplicaciones médicas como la cirugía o la rehabilitación de pacientes. La presente tesis investiga y proporciona soluciones en dos áreas distintas de la háptica: el problema de la estabilidad y la tecnología drive-by-wire. Por un lado, se ha llevado a cabo un estudio de algunos de los factores que afectan a la región-Z del sistema. Por otra parte, se ha aplicado la tecnología háptica a una aplicación real muy prometedora en el ámbito de la automoción: los sistemas drive-by-wire. Un aspecto clave de los sistemas hápticos es que el usuario y el dispositivo mecatrónico están en el mismo espacio de trabajo. Este hecho conlleva a unos requisitos de estabilidad más restrictivos que otras aplicaciones robóticas más comunes en las que las máquinas están aisladas en un espacio restringido. Por esta razón, el estudio de la estabilidad adquiere una importancia especial. En primer lugar se propone una metodología para el estudio teórico de cualquier dispositivo háptico, así como una herramienta que ha sido desarrollada para facilitar y hacer más intuitivo este proceso. Posteriormente se ha estudiado la influencia de dos de los factores que afectan al tamaño y a la forma de la región-Z, los modos de vibración del interfaz y los retrasos temporales. La tecnología drive-by-wire se lleva usando durante décadas en el sector aeronáutico pero su aplicación a los vehículos terrestres lleva un ritmo mucho menor. Se han llevado a cabo distintos intentos por parte de los fabricantes para equipar a los vehículos con esta tecnología pero se espera que el establecimiento definitivo de esos sistemas llegue con los vehículos eléctricos. Las ventajas que que aportan estos sistemas en términos de peso, coste de los materiales y sistemas de seguridad son cuantiosas. La segunda parte de esta tesis se enfoca en un dispositivo háptico desarrollado en el CEIT para aplicaciones drive-by-wire. Este dispositivo junta en un único aparato que puede ser manejado con una sola mano todas las funciones necesarias para la conducción de un vehículo. Una segunda versión de este sistema de conducción ha sido desarrollado combinando dos de estos dispositivos mediante un acoplamiento virtual para una conducción más cómoda y segura. Por último, se han realizado una serie de experimentos con usuarios para una validación preliminar de ambos sistemas

Métodos de renderizado multisensorial y análisis de estabilidad en interfaces hápticos

El desarrollo de la tecnología háptica está permitiendo que los sistemas de Realidad Virtual se implanten como herramientas de enseñanza y trabajo en múltiples campos como la cirugía o la aeronáutica. Sin embargo, se trata de una tecnología que todavía se encuentra en sus inicios, y que como tal, tiene mucho camino por recorrer. Los interfaces hápticos permiten a los usuarios interactuar con entornos remotos o virtuales a través del sentido del tacto. Un dispositivo háptico es un mecanismo mediante el que un usuario puede controlar los movimientos de un objeto virtual o un robot real en una aplicación, y recibir información táctil del entorno de trabajo. El uso de estos sistemas viene condicionado por la calidad de la restitución háptica aplicada al usuario. Tecnológicamente, resulta todavía complicada la generación de estímulos táctiles adecuados y realistas mediante estos sistemas. La presente tesis investiga y aporta soluciones en tres áreas primordiales de la háptica: el cálculo de las fuerzas y pares de contacto, la percepción multisensorial de los eventos, y la estabilidad del sistema. Calcular en tiempo real las fuerzas y pares que deben restituirse al usuario como consecuencia de sus acciones en una aplicación virtual es una tarea complicada y esencial para la eficacia de estos sistemas. Este trabajo desarrolla unos algoritmos de control que permiten calcular dichas fuerzas y pares de manera eficaz en entornos complejos. Además, se analiza la eficacia de combinar los distintos canales sensoriales disponibles en el sistema para mejorar la percepción de los eventos. Una característica que distingue a los sistemas hápticos de otros sistemas máquina-usuario es que el usuario comparte espacio de trabajo con el mecanismo. Este hecho implica que comportamientos inestables del sistema puedan poner en peligro al usuario. Por ello, en este trabajo se evalúa la influencia de diversos factores, en particular los modos de vibración y la dinámica del usuario, en la estabilidad

Métodos de renderizado multisensorial y análisis de estabilidad en interfaces hápticos

El desarrollo de la tecnología háptica está permitiendo que los sistemas de Realidad Virtual se implanten como herramientas de enseñanza y trabajo en múltiples campos como la cirugía o la aeronáutica. Sin embargo, se trata de una tecnología que todavía se encuentra en sus inicios, y que como tal, tiene mucho camino por recorrer. Los interfaces hápticos permiten a los usuarios interactuar con entornos remotos o virtuales a través del sentido del tacto. Un dispositivo háptico es un mecanismo mediante el que un usuario puede controlar los movimientos de un objeto virtual o un robot real en una aplicación, y recibir información táctil del entorno de trabajo. El uso de estos sistemas viene condicionado por la calidad de la restitución háptica aplicada al usuario. Tecnológicamente, resulta todavía complicada la generación de estímulos táctiles adecuados y realistas mediante estos sistemas. La presente tesis investiga y aporta soluciones en tres áreas primordiales de la háptica: el cálculo de las fuerzas y pares de contacto, la percepción multisensorial de los eventos, y la estabilidad del sistema. Calcular en tiempo real las fuerzas y pares que deben restituirse al usuario como consecuencia de sus acciones en una aplicación virtual es una tarea complicada y esencial para la eficacia de estos sistemas. Este trabajo desarrolla unos algoritmos de control que permiten calcular dichas fuerzas y pares de manera eficaz en entornos complejos. Además, se analiza la eficacia de combinar los distintos canales sensoriales disponibles en el sistema para mejorar la percepción de los eventos. Una característica que distingue a los sistemas hápticos de otros sistemas máquina-usuario es que el usuario comparte espacio de trabajo con el mecanismo. Este hecho implica que comportamientos inestables del sistema puedan poner en peligro al usuario. Por ello, en este trabajo se evalúa la influencia de diversos factores, en particular los modos de vibración y la dinámica del usuario, en la estabilidad