Provably Safe Robot Navigation with Obstacle Uncertainty

As drones and autonomous cars become more widespread it is becoming increasingly important that robots can operate safely under realistic conditions. The noisy information fed into real systems means that robots must use estimates of the environment to plan navigation. Efficiently guaranteeing that the resulting motion plans are safe under these circumstances has proved difficult. We examine how to guarantee that a trajectory or policy is safe with only imperfect observations of the environment. We examine the implications of various mathematical formalisms of safety and arrive at a mathematical notion of safety of a long-term execution, even when conditioned on observational information. We present efficient algorithms that can prove that trajectories or policies are safe with much tighter bounds than in previous work. Notably, the complexity of the environment does not affect our methods ability to evaluate if a trajectory or policy is safe. We then use these safety checking methods to design a safe variant of the RRT planning algorithm.Comment: RSS 201

Sampling-Based Methods for Factored Task and Motion Planning

This paper presents a general-purpose formulation of a large class of discrete-time planning problems, with hybrid state and control-spaces, as factored transition systems. Factoring allows state transitions to be described as the intersection of several constraints each affecting a subset of the state and control variables. Robotic manipulation problems with many movable objects involve constraints that only affect several variables at a time and therefore exhibit large amounts of factoring. We develop a theoretical framework for solving factored transition systems with sampling-based algorithms. The framework characterizes conditions on the submanifold in which solutions lie, leading to a characterization of robust feasibility that incorporates dimensionality-reducing constraints. It then connects those conditions to corresponding conditional samplers that can be composed to produce values on this submanifold. We present two domain-independent, probabilistically complete planning algorithms that take, as input, a set of conditional samplers. We demonstrate the empirical efficiency of these algorithms on a set of challenging task and motion planning problems involving picking, placing, and pushing

Los hijos de Cuauhtémoc: el paraíso prehispánico en el imaginario mexicano decimonónico

El objetivo de este artículo es reconstruir la forma en que la historia prehispánica fue utilizada por el Estado decimonónico mejicano para construir un imaginario histórico en el que el mito prehispánico-indigenista se convirtió en elemento central de l

PDDLStream: Integrating Symbolic Planners and Blackbox Samplers via Optimistic Adaptive Planning

Many planning applications involve complex relationships defined on high-dimensional, continuous variables. For example, robotic manipulation requires planning with kinematic, collision, visibility, and motion constraints involving robot configurations, object poses, and robot trajectories. These constraints typically require specialized procedures to sample satisfying values. We extend PDDL to support a generic, declarative specification for these procedures that treats their implementation as black boxes. We provide domain-independent algorithms that reduce PDDLStream problems to a sequence of finite PDDL problems. We also introduce an algorithm that dynamically balances exploring new candidate plans and exploiting existing ones. This enables the algorithm to greedily search the space of parameter bindings to more quickly solve tightly-constrained problems as well as locally optimize to produce low-cost solutions. We evaluate our algorithms on three simulated robotic planning domains as well as several real-world robotic tasks.Comment: International Conference on Automated Planning and Scheduling (ICAPS) 202

Dark nests and egg colour in birds: a possible functional role of ultraviolet reflectance in egg detectability

Due to the conspicuousness of ultraviolet colour in dark environments, natural selection might have selected for ultraviolet egg coloration because it would enhance egg detectability by parents in murky nests. Here we tested this hypothesis by using comparative and experimental approaches. First we studied variation in egg coloration of 98 species of European passerines measured using UV-visible reflectance spectrometry (300-700 nm) in relation to nesting habits. Analyses based on raw data and controlling for phylogenetic distances both at the species and the family level revealed that hole-nester species showed eggs with higher ultraviolet reflectance than those nesting in open habitats. The experimental approach consisted on the manipulation of ultraviolet reflectance of experimental eggs introduced outside the nestcup of the hole-nester spotless starling Sturnus unicolor and the study of retrieval of these eggs. Ultraviolet-reflecting eggs (“controls”) were more frequently retrieved to the nest cup than non-reflecting (“-UV”) eggs. These results were not due to “-UV” eggs being recognized by starlings as parasitic because when a parasitic egg is detected, starling removed it from the nest-box. Therefore, these results are consistent with the hypothesis that ultraviolet egg colours are designed to provide highly detectable targets for parent birds in dark nest environments

El Centenario de 1910 y las polémicas sobre el pasado de la nación

International audienceLa conmemoración del los primeros cien años de vida independiente fueron, en México como en otros países del continente, un momento propicio para una reflexión colectiva sobre lo que el país era. Un enmarañado debate históricopolítico-ideológico al que el paso del tiempo ha convertido en un preciso y precioso documento sobre el proceso de construcción nacional en México. La propuesta de esta ponencia es analizar, a partir básicamente de fuentes periodísticas, las características de este debate, sus principales claves interpretativas y su significado en el contexto del proceso de construcción nacional mexicano

Ion and Photon Emission in Laser Ablation Processes of Energetic Materials in Condensed Phase

En la presente memoria se ha llevado a cabo en primer lugar un estudio de los procesos de ionización y fragmentación de materiales energéticos orgánicos mediante espectrometría de masas de tiempo de vuelo por ionización láser (LI-TOF-MS). El objeto del trabajo se basó en conseguir un mayor conocimiento acerca de los fenómenos implicados en la formación de especies iónicas a diferentes regímenes energéticos a partir de la excitación con láser de la muestra, además de obtener una mejora en la señal espectral y, por tanto, en la calidad analítica de la técnica. En el estudio además se obtuvieron los valores de fluencia umbral para las diferentes especies iónicas y los valores óptimos para los parámetros temporales de extracción que permitieron obtener de forma modulada información preferentemente atómica (importante para aspectos fundamentales relacionados con la dinámica del proceso de fragmentación) o preferentemente molecular (útil para propósitos de identificación forense). Se demostró, así mismo, la capacidad analítica para identificación forense de la técnica con la monitorización de iones moleculares característicos de compuestos nitroaromáticos. Así mismo se elaboró una librería de espectros LIMS para compuestos orgánicos de diversa índole que figura como anexo en esta memoria. A continuación se realizaron estudios en coincidencia óptico-masas a partir de la señal de emisión del plasma generado a partir de la ablación de compuestos nitroaromáticos en fase condensada y en un ambiente de ultra alto vacío, recogida por un sistema LIBS, y de la señal iónica procedente de las especies cargadas presentes en la pluma mediante el sistema LIMS, respectivamente.Se comprobó la existencia de un gran paralelismo en el comportamiento experimentado durante la ablación por la molécula de TNT y la de sus precursores, DNT y MNT, observando la evolución de las señales analíticas recogidas con la variación de la energía: patrones de fragmentación y señales de emisión obtenidos en cada caso. Así mismo, se evaluó el nivel de coincidencia o grado de paralelismo entre especies neutras monitorizadas mediante emisión óptica y las especies equivalentes iónicas detectadas en el espectrómetro de masas, tanto atómicas como las moleculares. A continuación, el método se aplicó en el análisis directo de tres isómeros del compuesto ¿dinitrotolueno¿ en fase sólida, llevando a cabo por un lado el análisis mediante LIMS y por otro el análisis por LIBS, tanto a alto vacío como a presión atmosférica, con el objetivo de evaluar las capacidades de estos métodos basados en la desorción/ablación por láser en la identificación de compuestos orgánicos con analogías de tipo composicional y estructural. Tras este análisis se prosiguió en la dirección de dar algo más de luz en la química que se desarrolla en el plasma de nitro compuestos de carácter explosivo mediante LIBS. De esta forma se pretendía estudiar cómo afectaban las condiciones energéticas y de presión atmosférica a las rutas de formación de especies excitadas en el plasma. Para ello, el estudio se valió de la espectrometría de masas como técnica de soporte a la interpretación a los espectros ópticos, verificando la presencia de especies que potencialmente pueden participar en las rutas propuestas de fragmentación de los compuestos estudiados. Se realizó un experimento a presión controlada sobre compuestos aromáticos para explorar la influencia de la presión y, por consiguiente, de la densidad del entorno, en el desarrollo del plasma, llevando a cabo espectroscopía resuelta en el tiempo y en el espacio para monitorizar la evolución en la dinámica de expansión del plasma. Para ello se siguieron las cinéticas de las especies atómicas, iónicas y moleculares de emisión características de los compuestos estudiados. Con ello se perseguía, por un lado, vislumbrar en un mayor grado la forma en que la presión de aire participa en dicha cinética de generación del plasma en compuestos orgánicos y, al mismo tiempo, identificar en qué condiciones ambientales la respuesta óptica recogida por el detector da lugar a las mejores características espectrales desde el punto de vista analítico. Por último, la ablación láser se llevó a cabo en presencia de atmósferas de distinta naturaleza, tanto gases reactivos como inertes, y se estudió cómo éstos interaccionan con el plasma y participan en la química de la pluma. Se evaluó la forma en que estos gases de fondo contribuyen a las señales de emisión en los espectros LIBS integrados en el tiempo para así poder identificar las rutas más favorables de formación de especies de emisión características en cada caso y aquellas otras que quedaban inhibidas