A low-power reconfigurable ADC for biomedical sensor interfaces

This paper presents a 12-bit low-voltage low-power reconfigurable Analog-to-Digital Converter (ADC). The design employs Switched Capacitor (SC) techniques and implements a Successive Approximation (SA) algorithm. The ADC can be tuned to handle a large variety of biopotential signals, with digitally selectable resolution and input signal amplitude. It achieves 10.4-bit of effective resolution sampling at 56kS/s, with a power consumption below 3μW from a 1V voltage supply.Ministerio de Educación y Ciencia TEC2006-03022Junta de Andalucía TIC-0281

El potencial curricular de los libros de texto para generar experiencias de aprendizaje

El presente artículo versa sobre el potencial curricular que tienen los libros de texto para fa- vorecer el aprendizaje del alumnado. Valorar los libros de texto constituye una estrategia importante, en virtud del aporte que los mismos pueden dar para la conversión del currículo prescrito en currículo real. En la selección de los libros de texto que van a ser utilizados durante un curso lectivo, deben privar ra- zones académicas, por lo cual es necesario ponderar cualidades como sus criterios de calidad, los factores innovadores y la mediación que propician entre el plan de estudios y el desempeño docente en la clase. Como material curricular, los libros de texto representan una organización específica de los procesos de enseñanza, a partir de una planificación que sustenta su uso y le concede un sentido trascendente dentro del ámbito educativo. La temática se aborda desde la teoría curricular en virtud de que el currículo con- stituye el puente entre lo teórico y lo práctico, enlace que se hace manifiesto ante la utilización del libro de texto

Drivers and Impacts of R&D Adoption on Transport and Logistics Services

Actually, technologies and applications in industries are changing via business restructuring, new business models, new knowledge and supply chains. So R&D is not focused primarily on manufacturing industry as it used to be, but on different kinds of industries as logistics and transport (TLS). Nevertheless, the characteristics of the TLS industry determine the introduction of specific R&D solutions accordingly to sectors operations. The objective of this paper is to describe the R&D opportunities in the TLS industry and how managers use them to make their businesses more innovative and efficient. Using the Structure-Conduct-Performance (SCP) model the paper identifies the links between R&D adoption and innovation dynamics. Relating the findings, on the driver’s side there are three points that are worth mentioning: increasing market competition, the relationships of firms interacting with each other and the availability and quality of complementary assets such as employee skills and IT know-how. On the impacts’ side, firms advanced in terms of implementing R&D solutions are more likely to implement organizational changes. Finally, a set of recommendations on how to further improve the continuous innovation in the TLS industry is presented

Bayesian and echoic log-surprise for auditory saliency detection

Mención Internacional en el título de doctorAttention is defined as the mechanism that allows the brain to categorize and prioritize information acquired using our senses and act according to the environmental context and the available mental resources. The attention mechanism can be further subdivided into two types: top-down and bottomup. Top-down attention is goal or task-driven and implies that a participant has some previous knowledge about the task that he or she is trying to solve. Alternatively, bottom-up attention only depends on the perceived features of the target object and its surroundings and is a very fast mechanism that is believed to be crucial for human survival. Bottom-up attention is commonly known as saliency or salience, and can be defined as a property of the signals that are perceived by our senses that make them attentionally prominent for some reason. This thesis is related with the concept of saliency detection using automatic algorithms for audio signals. In recent years progress in the area of visual saliency research has been remarkable, a topic where the goal consists of detecting which objects or content from a visual scene are prominent enough to capture the attention of a spectator. However, this progress has not been carried out to other alternative modalities. This is the case of auditory saliency, where there is still no consensus about how to measure the saliency of an event, and consequently there are no specific labeled datasets to compare new algorithms and proposals. In this work two new auditory saliency detection algorithms are presented and evaluated. For their evaluation, we make use of Acoustic Event Detection/Classification datasets, whose labels include onset times among other aspects. We use such datasets and labeling since there is psychological evidence suggesting that human beings are quite sensitive to the spontaneous appearance of acoustic objects. We use three datasets: DCASE 2016 (Task 2), MIVIA road audio events and UPC-TALP, totalling 3400 labeled acoustic events. Regarding the algorithms that we employ for benchmarking, these comprise techniques for saliency detection designed by Kayser and Kalinli, a voice activity detector, an energy thresholding method and four music information retrieval onset detectors: NWPD, WPD, CD and SF. We put forward two auditory saliency algorithms: Bayesian Log-surprise and Echoic Log-surprise. The former is an evolution of Bayesian Surprise, a methodology that by means of the Kullback-Leibler divergence computed between two consecutive temporal windows is capable of detecting anomalous or salient events. As the output Surprise signal has some drawbacks that should be overcome, we introduce some improvements that led to the approach that we named Bayesian Log-surprise. These include an amplitude compression stage and the addition of perceptual knowledge to pre-process the input signal. The latter, named Echoic Log-surprise, fuses several Bayesian Log-surprise signals computed considering different memory lengths that represent different temporal scales. The fusion process is performed using statistical divergences, resulting in saliency signals with certain advantages such as a significant reduction in the background noise level and a noticeable increase in the detection scores. Moreover, since the original Echoic Log-surprise presents certain limitations, we propose a set of improvements: we test some alternative statistical divergences, we introduce a new fusion strategy and we change the thresholding mechanism used to determine if the final output signal is salient or not for a dynamic thresholding algorithm. Results show that the most significant modification in terms of performance is the latter, a proposal that reduces the dispersion observed in the scores produced by the system and enables online functioning. Finally, our last analysis concerns the robustness of all the algorithms presented in this thesis against environmental noise. We use noises of different natures, from stationary noise to pre-recorded noises acquired in real environments such as cafeterias, train stations, etc. The results suggest that for different signal-to-noise ratios the most robust algorithm is Echoic Log-surprise, since its detection capabilities are the least influenced by noise.La atención es definida como el mecanismo que permite a nuestro cerebro categorizar y priorizar la información percibida mediante nuestros sentidos, a la par que ayuda a actuar en función del contexto y los recursos mentales disponibles. Este mecanismo puede dividirse en dos variantes: top-down y bottom-up. La atención top-down posee un objetivo que el sujeto pretende cumplir, e implica que el individuo posee cierto conocimiento previo sobre la tarea que trata de realizar. Por otra parte, la atención bottom-up depende exclusivamente de las características físicas percibidas a partir de un objeto y su entorno, y actúa a partir de dicha información de forma autónoma y rápida. Se teoriza que dicho mecanismo es crucial para la supervivencia de los individuos frente a amenazas repentinas. La atención bottom-up es comúnmente denominada saliencia, y es definida como una propiedad de las señales que son percibidas por nuestros sentidos y que por algún motivo destacan sobre el resto de información adquirida. Esta tesis está relacionada con la detección automática de la saliencia en señales acústicas mediante la utilización de algoritmos. En los últimos años el avance en la investigación de la saliencia visual ha sido notable, un tema en el cual la principal meta consiste en detectar qué objetos o contenido de una escena visual son lo bastante prominentes para captar la atención de un espectador. Sin embargo, estos avances no han sido trasladados a otras modalidades. Tal es el caso de la saliencia auditiva, donde aún no existe consenso sobre cómo medir la prominencia de un evento acústico, y en consecuencia no existen bases de datos especializadas que permitan comparar nuevos algoritmos y modelos. En este trabajo evaluamos algunos algoritmos de detección de saliencia auditiva. Para ello, empleamos bases de datos para la detección y clasificación de eventos acústicos, cuyas etiquetas incluyen el tiempo de inicio (onset) de dichos eventos entre otras características. Nuestra hipótesis se basa en estudios psicológicos que sugieren que los seres humanos somos muy sensibles a la aparición de objetos acústicos. Empleamos tres bases de datos: DCASE 2016 (Task 2), MIVIA road audio events y UPC-TALP, las cuales suman en total 3400 eventos etiquetados. Respecto a los algoritmos utilizados en nuestro sistema de referencia (benchmark), incluimos los algoritmos de saliencia diseñados por Kayser y Kalinli, un detector de actividad vocal (VAD), un umbralizador energético y cuatro técnicas para la detección de onsets en música: NWPD, WPD, CD and SF. Presentamos dos algoritmos de saliencia auditiva: Bayesian Log-surprise y Echoic Log-surprise. El primero es una evolución de Bayesian Surprise, una metodología que utiliza la divergencia de Kullback-Leibler para detectar eventos salientes o anomalías entre ventanas consecutivas de tiempo. Dado que la señal producida por Bayesian Surprise posee ciertos inconvenientes introducimos una serie de mejoras, entre las que destacan una etapa de compresión de la amplitud de la señal de salida y el pre-procesado de la señal de entrada mediante la utilización de conocimiento perceptual. Denominamos a esta metodología Bayesian Log-surprise. Nuestro segundo algoritmo, denominado Echoic Log-surprise, combina la información de múltiples señales de saliencia producidas mediante Bayesian Log-surprise considerando distintas escalas temporales. El proceso de fusión se realiza mediante la utilización de divergencias estadísticas, y las señales de salida poseen un nivel de ruido menor a la par que un mayor rendimiento a la hora de detectar eventos salientes. Además, proponemos una serie de mejoras para Echoic Log-surprise dado que observamos que presentaba ciertas limitaciones: añadimos nuevas divergencias estadísticas al sistema para realizar la fusión, diseñamos una nueva estrategia para llevar a cabo dicho proceso y modificamos el sistema de umbralizado que originalmente se utilizaba para determinar si un fragmento de señal era saliente o no. Inicialmente dicho mecanismo era estático, y proponemos actualizarlo de tal forma se comporte de forma dinámica. Esta última demuestra ser la mejora más significativa en términos de rendimiento, ya que reduce la dispersión observada en las puntuaciones de evaluación entre distintos ficheros de audio, a la par que permite que el algoritmo funcione online. El último análisis que proponemos pretende estudiar la robustez de los algoritmos mencionados en esta tesis frente a ruido ambiental. Empleamos ruido de diversa índole, desde ruido blanco estacionario hasta señales pregrabadas en entornos reales tales y como cafeterías, estaciones de tren, etc. Los resultados sugieren que para distintos valores de relación señal/ruido el algoritmo más robusto es Echoic Log-surprise, dado que sus capacidades de detección son las menos afectadas por el ruido.Programa de Doctorado en Multimedia y Comunicaciones por la Universidad Carlos III de Madrid y la Universidad Rey Juan CarlosPresidente: Fernando Díaz de María.- Secretario: Rubén Solera Ureña.- Vocal: José Luis Pérez Córdob

Me and My Robot Smiled at One Another: The Process of Socially Enacted Communicative Affordance in Human-Machine Communication

The term affordance has been inconsistently applied both in robotics and communication. While the robotics perspective is mostly object-based, the communication science view is commonly user-based. In an attempt to bring the two perspectives together, this theoretical paper argues that social robots present new social communicative affordances emerging from a two-way relational process. I first explicate conceptual approaches of affordance in robotics and communication. Second, a model of enacted communicative affordance in the context of Human-Machine Communication (HMC) is presented. Third and last, I explain how a pivotal social robot characteristic—embodiment—plays a key role in the process of social communicative affordances in HMC, which may entail behavioral, emotional, and cognitive effects. The paper ends by presenting considerations for future affordance research in HMC

Nonlinear switched-current CMOS IC for random signal generation

A nonlinear switched-current circuit is presented that implements a chaotic algorithm for the generation of broadband, white analogue noise. The circuit has been fabricated in a double-metal, single-poly 1.6µm CMOS technology and uses a novel, highly accurate CMOS circuit strategy to realise piecewise-linear characteristics in the current-mode domain. Measurements from the silicon prototype show a flat spectrum from DC to ~30% of the clock frequency, for a clock frequency of 500kHz

A 13-bit, 2.2-MS/s, 55-mW multibit cascade ΣΔ modulator in CMOS 0.7-μm single-poly technology

This paper presents a CMOS 0.7-μm ΣΔ modulator IC that achieves 13-bit dynamic range at 2.2 MS/s with an oversampling ratio of 16. It uses fully differential switched-capacitor circuits with a clock frequency of 35.2 MHz, and has a power consumption of 55 mW. Such a low oversampling ratio has been achieved through the combined usage of fourth-order filtering and multibit quantization. To guarantee stable operation for any input signal and/or initial condition, the fourth-order shaping function has been realized using a cascade architecture with three stages; the first stage is a second-order modulator, while the others are first-order modulators - referred to as a 2-1-1mb architecture. The quantizer of the last stage is 3 bits, while the other quantizers are single bit. The modulator architecture and coefficients have been optimized for reduced sensitivity to the errors in the 3-bit quantization process. Specifically, the 3-bit digital-to-analog converter tolerates 2.8% FS nonlinearity without significant degradation of the modulator performance. This makes the use of digital calibration unnecessary, which is a key point for reduced power consumption. We show that, for a given oversampling ratio and in the presence of 0.5% mismatch, the proposed modulator obtains a larger signal-to-noise-plus-distortion ratio than previous multibit cascade architectures. On the other hand, as compared to a 2-1-1single-bit modulator previously designed for a mixed-signal asymmetrical digital subscriber line modem in the same technology, the modulator in this paper obtains one more bit resolution, enhances the operating frequency by a factor of two, and reduces the power consumption by a factor of four.Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología TIC97-0580European Commission ESPRIT 879

El efecto de la definición regulatoria de banda ancha sobre la difusión y la competencia del mercado de servicios de Internet fijo en Colombia

A partir de la dinámica evolutiva de la economía de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones y el establecimiento de estándares mínimos de velocidad en distintos contextos regulatorios a nivel mundial, en particular en Colombia, en el presente artículo se presentan diversas aproximaciones empíricas para evaluar los efectos reales que conlleva el establecimiento de definiciones de servicios de banda ancha en el mercado de Internet fijo. Con base en los datos disponibles para Colombia sobre los planes de servicios de Internet fijo ofrecidos durante el periodo 2006-2012, se estima para los segmentos residencial y corporativo el proceso de difusión logístico modificado y el modelo de interacción estratégica para identificar los impactos generados sobre la masificación del servicio a nivel municipal y sobre las decisiones estratégicas que adoptan los operadores, respectivamente. Respecto a los resultados, se encuentra, por una parte, que las dos medidas regulatorias establecidas en Colombia en 2008 y 2010 presentan efectos significativos y positivos sobre el desplazamiento y el crecimiento de los procesos de difusión a nivel municipal. Por otra parte, se observa sustituibilidad estratégica en las decisiones de oferta de velocidad de descarga por parte de los operadores corporativos mientras que, a partir del análisis de distanciamiento de la velocidad ofrecida respecto al estándar mínimo de banda ancha, se demuestra que los proveedores de servicios residenciales tienden a agrupar sus decisiones de velocidad alrededor de los niveles establecidos por regulación.This paper develops various empirical approaches to evaluate the effects of the setting of download-speed standards on the always-on Internet services market in Colombia. Using information about all the offers available to be chosen by potential Internet subscribers in every municipality of Colombia for the period 2006-2012, this study estimates, discriminating by segment of demand, the modified logistic diffusion model and the strategic interaction model so as to identify the impact of the setting of minimum quality standards on the Internet services market expansion and on providers’ strategic decisions. The findings show, on one hand, that the regulatory decision implemented in Colombia both in 2008 and 2010 shifts the diffusion function forwards and accelerates the growth of the diffusion process at the municipality-level. On the other hand, as to the quality offer decision the effects of the standards depend on the segment under analysis. While there is strategic substitution on quality offer decisions for business service providers, residential providers tend to cluster their quality decisions around the minimum quality standards