Forward speed control of a pulsed-jet soft-bodied underwater vehicle

This paper reports on the development of the control for a new class of soft underwater vehicles. These vehicles exploit their soft-bodied nature to produce thrust by cyclically ingesting and expelling ambient fluid. A forward speed control based on the linearised dynamics of the robot is design. The control succeeds at dealing with the discontinuous thrust by accounting for the shape-change driven actuation

Diagnóstico de las herramientas de gestión socioambiental de la normativa ecuatoriana para la regularización ambiental y comparación con la normativa peruana

Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Ciencias. Departamento Académico de Ingeniería Ambiental, Física y MeteorologíaActualmente, debido a los diversos impactos causados por las actividades antropogénicas, las comunidades se exponen a cambios socioeconómicos y biofísicos que generan consecuencias sobre las mismas. Por ello, es necesario que las iniciativas asuman un enfoque basado en la interacción entre los actores involucrados, lo que reduce la exposición de amenazas al desarrollo del proyecto. En consecuencia, las herramientas de gestión socioambiental establecidas en los marcos legales o guías definidas por los gobiernos deberían considerar aspectos que permitan incorporar estas interacciones como parte del proceso de elaboración del estudio ambiental. El presente trabajo monográfico pretende identificar aquellas herramientas de gestión socioambiental del marco legal para lograr la aprobación de los estudios ambientales. Para ello, se identificó un contexto específico que permita definir las características básicas de dichas herramientas, asimismo se seleccionó otro contexto a modo comparativo. La identificación de los casos se realizó tomando en cuenta la experiencia profesional de la autora y la relevancia de los casos en el ámbito sudamericano: se decidió analizar las herramientas de gestión socioambiental del proyecto minero Mirador en Ecuador, y una vez definidas sus características principales en relación con el marco legal ambiental ecuatoriano, establecer la comparación con lo presentado en el marco legal peruano. De acuerdo con lo desarrollado a nivel laboral, se pudo identificar las características principales del proyecto minero Mirador, el cual forma parte del grupo de proyectos mineros que buscan abrir paso a la producción minera a gran escala en Ecuador, específicamente a la producción de concentrado de cobre. Mirador se localiza en la provincia de ZamoraChinchipe, una de las principales zonas que alberga depósitos minerales con potencial económico. Este proyecto presentó sus estudios complementarios para las fases de explotación y beneficio en 2019, elaborados para solicitar la aprobación del Ministerio del Ambiente y Agua, y que incluyen las modificaciones asociadas al proyecto. En ese sentido, se tomó como referencia ambos estudios complementarios para presentar las características del proyecto y lo que conlleva la aprobación de sus modificaciones en ambas fases. Para lograr el análisis de las herramientas de gestión socioambiental, primero se xii identificaron los hitos de la historia de la industria minera y el desarrollo de su marco legal en Ecuador, siendo uno de estos la creación del Texto Único de la Legislación Secundaria Ambiental en el 2015 y el Código Orgánico del Ambiente en el año 2017. Con dicha información, se pudo describir el proceso de regularización ambiental general y, aplicado al proyecto Mirador. Se identificó que el proceso legal de regularización ambiental, permite obtener el permiso ambiental de actividades extractivas y sus modificaciones a través de la emisión de un registro, certificado o licencia ambiental dependiendo de la actividad. Asimismo, se realizó una aproximación al contexto socioambiental del proyecto Mirador a través de la identificación de sus componentes y actores principales o stakeholders que participan del proceso de regularización ambiental. Por otro lado, la descripción del Proyecto permitió definir los conflictos socioambientales asociados a este. Adicionalmente, el caso comparativo elegido en función a su cercanía geográfica, histórica, características socio-culturales y experiencia laboral sobre la actividad minera en el país de la autora, fue el contexto legal ambiental y minero del Perú. Sobre todo, se compararon las características generales del marco legal para la regularización ambiental y las definiciones de aspectos socioambientales plasmados en estos. Identificándose similitudes entre el proceso de regularización ambiental ecuatoriano y el peruano. Con respecto del marco legal ecuatoriano, el permiso ambiental de mayor categoría emitido por las autoridades ambientales se denomina Licencia Ambiental y en el caso peruano se denomina Certificación Ambiental. Uno está a cargo del Ministerio del Ambiente y Agua, y en el otro a cargo del Servicio Nacional de Certificación Ambiental. En ambos, se requiere la elaboración de un Estudio de Impacto Ambiental, incluyendo las modificaciones de estos estudios cuando sea necesario. A nivel de la región sudamericana, la normativa peruana refleja una experiencia en minería más amplia, ya que el ingreso de Ecuador a la actividad minera como actividad estratégica y como parte de su modelo económico es reciente. El diagnóstico de las herramientas de gestión socioambiental se dividió en herramientas o instrumentos de gestión ambiental y herramientas de gestión social, considerando que ambas forman parte del proceso para lograr obtener la aprobación del proceso de regularización ambiental, y planificar un proyecto que pueda considerarse sustentable en diversos ámbitos, ambiental, social y económico. xiii En ambos casos los instrumentos de gestión ambiental presentan un acercamiento a los conceptos relacionados con los sistemas socioambientales y su desarrollo desde las políticas nacionales, no se identificó un enfoque socioambiental transversal y constante. Evidentemente, y como recomendación final del estudio, es necesario evaluar la efectividad de estos lineamientos, aplicación y sus características, para definir mediante ejemplos concretos el nivel de su carácter holístico, adaptable, práctico y viable. Asimismo, se recomienda ahondar el análisis tomando en cuenta otros contextos con realidades contrastantes para identificar más oportunidades de mejora. En el ámbito profesional, identificar aquellas herramientas de gestión socioambiental relevantes para el proyecto Mirador tiene un elevado valor social, ambiental y político, ya no solo se trata de uno de los proyectos más importantes del Ecuador, sino la posibilidad de verificar la evolución de un marco legal ambiental en minería dentro de la región. Su comparación con el contexto legal peruano permite identificar oportunidades de enriquecer ambos marcos legales y los procedimientos. Adicionalmente, a nivel profesional contribuye a ampliar la experiencia y el conocimiento sobre diversos contextos y abre la posibilidad de incluir diversos métodos de trabajo en futuros servicios

Novel design of a soft lightweight pneumatic continuum robot arm with decoupled variable stiffness and positioning

Soft robot arms possess unique capabilities when it comes to adaptability, flexibility and dexterity. In addition, soft systems that are pneumatically actuated can claim high power to weight ratio. One of the main drawbacks of pneumatically actuated soft arms is that their stiffness cannot be varied independently from their end-effector position in space. The novel robot arm physical design presented in this paper successfully decouples its end-effector positioning from its stiffness. An experimental characterisation of this ability is coupled with a mathematical analysis. The arm combines the light weight, high payload to weight ratio and robustness of pneumatic actuation with the adaptability and versatility of variable stiffness. Light weight is a vital component of the inherent safety approach to physical human-robot interaction. In order to characterise the arm, a neural network analysis of the curvature of the arm for different input pressures is performed. The curvature-pressure relationship is also characterised experimentally

Serum Resistin and Kidney Function: A Family-Based Study in Non-Diabetic, Untreated Individuals

Background: High serum resistin levels have been associated with kidney dysfunction. Most of these studies have been carried out in individuals with severe kidney impairment, diabetes, cardiovascular disease and related treatments. Thus, the observed association might have been influenced by these confounders. Our aim was to study the relationship between serum resistin, urinary albumin/creatinine ratio (ACR) and glomerular filtration rate (GFR) in a family-based sample, the Gargano Family Study (GFS) of 635 non diabetic, untreated Whites. Methods: A linear mixed effects model and bivariate analyses were used to evaluate the phenotypic and genetic relations between serum resistin and both ACR and eGFR. All analyses were adjusted for sex, age, age squared, BMI, systolic blood pressure, smoking habits and physical exercise. Results: After adjustments, resistin levels were slightly positively associated with ACR ($\beta \pm$SE = 0.049$\pm$0.023, p = 0.035) and inversely related to eGFR ($\beta \pm$SE = −1.43$\pm$0.61, p = 0.018) levels. These associations remained significant when either eGFR or ACR were, reciprocally, added as covariates. A genetic correlation (ρg = −0.31$\pm$0.12; adjusted p = 0.013) was observed between resistin and eGFR (but not ACR) levels. Conclusion: Serum resistin levels are independently associated with ACR and eGFR in untreated non-diabetic individuals. Serum resistin and eGFR share also some common genetic background. Our data strongly suggest that resistin plays a role in modulating kidney function

Nonparametric Online Learning Control for Soft Continuum Robot: An Enabling Technique for Effective Endoscopic Navigation.

Bioinspired robotic structures comprising soft actuation units have attracted increasing research interest. Taking advantage of its inherent compliance, soft robots can assure safe interaction with external environments, provided that precise and effective manipulation could be achieved. Endoscopy is a typical application. However, previous model-based control approaches often require simplified geometric assumptions on the soft manipulator, but which could be very inaccurate in the presence of unmodeled external interaction forces. In this study, we propose a generic control framework based on nonparametric and online, as well as local, training to learn the inverse model directly, without prior knowledge of the robot's structural parameters. Detailed experimental evaluation was conducted on a soft robot prototype with control redundancy, performing trajectory tracking in dynamically constrained environments. Advanced element formulation of finite element analysis is employed to initialize the control policy, hence eliminating the need for random exploration in the robot's workspace. The proposed control framework enabled a soft fluid-driven continuum robot to follow a 3D trajectory precisely, even under dynamic external disturbance. Such enhanced control accuracy and adaptability would facilitate effective endoscopic navigation in complex and changing environments

Bending angle prediction and control of soft pneumatic actuators with embedded flex sensors: a data-driven approach

In this paper, a purely data-driven modelling approach is presented for predicting and controlling the free bending angle response of a typical soft pneumatic actuator (SPA), embedded with a resistive flex sensor. An experimental setup was constructed to test the SPA at different input pressure values and orientations, while recording the resulting feedback from the embedded flex sensor and on-board pressure sensor. A calibrated high speed camera captures image frames during the actuation, which are then analysed using an image processing program to calculate the actual bending angle and synchronise it with the recorded sensory feedback. Empirical models were derived based on the generated experimental data using two common data-driven modelling techniques; regression analysis and artificial neural networks. Both techniques were validated using a new dataset at untrained operating conditions to evaluate their prediction accuracy. Furthermore, the derived empirical model was used as part of a closed-loop PID controller to estimate and control the bending angle of the tested SPA based on the real-time sensory feedback generated. The tuned PID controller allowed the bending SPA to accurately follow stepped and sinusoidal reference signals, even in the presence of pressure leaks in the pneumatic supply. This work demonstrates how purely data-driven models can be effectively used in controlling the bending of SPAs under different operating conditions, avoiding the need for complex analytical modelling and material characterisation. Ultimately, the aim is to create more controllable soft grippers based on such SPAs with embedded sensing capabilities, to be used in applications requiring both a ‘soft touch’ as well as a more controllable object manipulation