Técnicas robustas para el control automático de sistemas robóticos móviles

Las aplicaciones de robótica móvil son afectadas por restricciones físicas, dinámicas y estructurales. En esta Tesis se busca mitigar sus efectos a través de bucles de control auxiliares y técnicas de sintonización robustas. Los primeros se proponen para mitigar efectos de restricciones físicas tanto a la entrada como a la salida de estos sistemas, modificando el parámetro de movimiento en aplicaciones de seguimiento de camino y evitación de obstáculos. Luego, controladores de tipo PID se consideran como una restricción estructural dado su amplio uso en robótica, particularmente en el control de bajo nivel. Considerando esta restricción, se propone una metodología de ajuste y análisis robusta. Finalmente, para lidiar con la robustez en presencia de dinámicas no-lineales, se propone una herramienta de análisis y diseño de controladores por modo deslizante. La particularidad de este método, basado en técnicas de optimización global y aritmética intervalar, es que permite generar mapas de las regiones de parámetros donde se cumplen las condiciones suficientes para la operación deseada a lazo cerrado. Todas las estrategias propuestas se ponen en práctica, a través de experimentación real o en simuladores validados, sobre el AUV Ciscrea disponible en ENSTA Bretagne.This work seeks to mitigate the effects of constraints on mobile robotic systems. To this end, auxiliary control loops and robust tuning techniques are proposed. The former are proposed to mitigate the effects of constraints on the input and output of the systems through the modification of the motion parameter in path following applications. Then, PID controllers are considered as a structural constraint, given its wide use in robotics particularly at low control level. A robust tuning methodology considering this constraint is proposed which achieves good performance levels even when facing disturbances. Finally, to deal with robustness in presence of robots nonlinearity constraints, an analysis and tuning tool for sliding mode controllers is proposed. The particularity of this tuning method, based on global optimization and interval techniques, is that it allows generating tuning maps of the parameter regions where the desired performance criterion is fulfilled. All the proposed strategies are put into practice, through real experimentation or in validated simulators, over the AUV Ciscrea available at ENSTA Bretagne.Fil: Rosendo, Juan Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; Argentin

Sliding mode reference conditioning for path following applied to an AUV

This work presents a dynamic model for an autonomous underwater vehicle (AUV), a validation of this model together with the simulator obtained from its application and an implementation of sliding mode reference conditioning (SMRC). This last technique is proposed in order to follow a path at maximum speed with bounded errors in a dynamical framework, taking care of the saturation in systems actuators, resulting in an improvement of the path tracking time.Fil: Rosendo, Juan Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; ArgentinaFil: Clement, Benoit. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. Laboratoire Des Sciences Et Techniques de L'information, de la Communication Et de la Connaissance; FranciaFil: Garelli, Fabricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; Argentin

Neoangiogenesis in early cervical cancer: Correlation between color Doppler findings and risk factors. A prospective observational study

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The aim of the present article was to evaluate whether angiogenic parameters as assessed by transvaginal color Doppler ultrasound (TVCD) may predict those prognostic factors related to recurrence.</p> <p>Methods</p> <p>A total of 27 patients (mean age: 51.3 years, range: 29 to 85) with histologically proven early stage invasive cervical cancer were evaluated by TVCD prior to surgery. Subjective assessment of the amount of vessels within the tumor (scanty-moderate or abundant) and pulsatility index (PI) were recorded. All patients underwent radical hysterectomy and pelvic lymph node dissection. Postoperative treatment (RT or chemoradiotherapy) was given according to risk factors (positive lymph nodes, parametrial and vaginal margin involvement, depth stromal invasion, lymph-vascular space involvement)</p> <p>Results</p> <p>Tumors with "abundant" vascularization were significantly associated with pelvic lymph node metastases, depth stromal invasion > 10 mm, lymph-vascular space involvement, tumor diameter > 17.5 mm, and parametrial involvement. Postoperative treatment was significantly more frequent in patients with "abundant" vascularization (OR: 20.8, 95% CIs: 2 to 211). The presence of scanty-moderate vascularization with a PI < 0.82 or abundant vascularization with either PI > 0.82 or PI < 0.82 was associated with high-risk group in 94.4% of the cases (OR: 21.2, 95% CI: 1.9 to 236.0)</p> <p>Conclusion</p> <p>The results are consistent with a relationship between tumor angiogenesis and prognostic factors for recurrence in early cervical cancer. "Abundant" vascularization and PI < 0.82 may be related to postoperative treatment due to risk factors.</p

Acondicionamiento de la referencia utilizando modos deslizantes en aplicaciones de seguimiento de camino en vehículos submarinos autónomos

El seguimiento de caminos es una tarea normal en robótica. El objetivo es seguir un camino con exactitud y tan rápido como sea posible, entre estos objetivos surge el problema de la sintonización del controlador. En este tipo de aplicaciones las restricciones del sistema y la cota de error admisible definen la máxima velocidad de seguimiento. Considerando controles tradicionales, se encuentran tres enfoques: 1. Utilizar una velocidad de seguimiento fija, que nunca sature los actuadores del robot. 2. Utilizar una velocidad de seguimiento fija pero mayor a la anterior, esto implica que al menos en algún punto del camino seguido los actuadores se saturaran. 3. Utilizar una velocidad de seguimiento variable, calculada para cada punto del camino seguido tomando en consideración las restricciones del sistema. Es claro que las primeras dos opciones no son óptimas: (1) no aprovecha al máximo los actuadores, y (2) resulta en un error innecesario en el seguimiento del camino. Por otro lado, la opción (3) se ve mas prometedora pero en general el calculo en tiempo real para cada punto no es simple. En este trabajo, una manera simple de implementar el enfoque (3) es experimentalmente probada. Esta idea fue presentada en [1] para un modelo cinemático, y aquí es expandida a un modelo dinámico. Para la demostración, la metodología es aplicada al vehículo submarino autónomo (AUV) Ciscrea.Sección: Electrotecnia.Facultad de Ingenierí

Acondicionamiento de la referencia utilizando modos deslizantes en aplicaciones de seguimiento de camino en vehículos submarinos autónomos

El seguimiento de caminos es una tarea normal en robótica. El objetivo es seguir un camino con exactitud y tan rápido como sea posible, entre estos objetivos surge el problema de la sintonización del controlador. En este tipo de aplicaciones las restricciones del sistema y la cota de error admisible definen la máxima velocidad de seguimiento. Considerando controles tradicionales, se encuentran tres enfoques: 1. Utilizar una velocidad de seguimiento fija, que nunca sature los actuadores del robot. 2. Utilizar una velocidad de seguimiento fija pero mayor a la anterior, esto implica que al menos en algún punto del camino seguido los actuadores se saturaran. 3. Utilizar una velocidad de seguimiento variable, calculada para cada punto del camino seguido tomando en consideración las restricciones del sistema. Es claro que las primeras dos opciones no son óptimas: (1) no aprovecha al máximo los actuadores, y (2) resulta en un error innecesario en el seguimiento del camino. Por otro lado, la opción (3) se ve mas prometedora pero en general el calculo en tiempo real para cada punto no es simple. En este trabajo, una manera simple de implementar el enfoque (3) es experimentalmente probada. Esta idea fue presentada en [1] para un modelo cinemático, y aquí es expandida a un modelo dinámico. Para la demostración, la metodología es aplicada al vehículo submarino autónomo (AUV) Ciscrea.Sección: Electrotecnia.Facultad de Ingenierí

Acondicionamiento de la referencia utilizando modos deslizantes en aplicaciones de seguimiento de camino en vehículos submarinos autónomos

El seguimiento de caminos es una tarea normal en robótica. El objetivo es seguir un camino con exactitud y tan rápido como sea posible, entre estos objetivos surge el problema de la sintonización del controlador. En este tipo de aplicaciones las restricciones del sistema y la cota de error admisible definen la máxima velocidad de seguimiento. Considerando controles tradicionales, se encuentran tres enfoques: 1. Utilizar una velocidad de seguimiento fija, que nunca sature los actuadores del robot. 2. Utilizar una velocidad de seguimiento fija pero mayor a la anterior, esto implica que al menos en algún punto del camino seguido los actuadores se saturaran. 3. Utilizar una velocidad de seguimiento variable, calculada para cada punto del camino seguido tomando en consideración las restricciones del sistema. Es claro que las primeras dos opciones no son óptimas: (1) no aprovecha al máximo los actuadores, y (2) resulta en un error innecesario en el seguimiento del camino. Por otro lado, la opción (3) se ve mas prometedora pero en general el calculo en tiempo real para cada punto no es simple. En este trabajo, una manera simple de implementar el enfoque (3) es experimentalmente probada. Esta idea fue presentada en [1] para un modelo cinemático, y aquí es expandida a un modelo dinámico. Para la demostración, la metodología es aplicada al vehículo submarino autónomo (AUV) Ciscrea.Sección: Electrotecnia.Facultad de Ingenierí

Desarrollo y validación de electrónica modular para el control y la navegación de un robot acuático de superficie

El problema de la contaminación en los cuerpos de agua afecta directamente todas las actividades humanas desde la agricultura, ganadería y pesca, hasta las actividades recreativas. Gran parte de esta contaminación se produce en tierra, en especial cerca de centros urbanos, y luego es arrastrada a través de cursos de agua hacia el océano. Es por esto que en los últimos años ha tomado un marcado interés en la comunidad global su cuidado y recuperación. En este marco pueden encontrarse diversas técnicas de recuperación de desechos y estrategias de control medioambientales. La solución propuesta en este trabajo es un robot autónomo que realice un barrido sistemático recolectando residuos superficiales y a su vez realice un relevamiento hidroambiental generando un mapa de control de calidad de agua. Este desarrollo es producto de un acuerdo entre una empresa franco-argentina, Recyclamer Inovation y el Instituto LEICI (FI-UNLP-CONICET), materializado a través de un servicio tecnológico de alto nivel (STAN 5521). Producto de este acuerdo la empresa aporta su conocimiento y desarrollos en tecnologías para la limpieza de cursos de agua, mientras que desde el LEICI se aporta con el dimensionado y montaje de la electrónica de control, junto a los algoritmos de navegacion y operacion de la plataforma.Facultad de Ingenierí

Obstacle avoidance under strict path following

In this work an obstacle avoidance technique for strict path following task of robotic systems is proposed and tested through simulations. The main idea is to implement an speed adaption loop which based on a discontinuous signal product of an sliding surface in the state space, modifies the speed of reference for a robot. The strength of this approach is that we solve, under certain conditions, the problem of obstacle avoidance when it is forbidden for the robot to leave the given path. Furthermore, we are able to impose a robust desired dynamics in the approach between the robot and the obstacle.Facultad de Ingenierí

Monitoreo del movimiento de la corteza terrestre asociado a sismos mediante observaciones GPS en el Golfo de California

The distribution of the velocities of the Pacific and North American plates and their possible alteration by earthquakes has been studied using the GPS continuous measurements in the lapse from 2010 to 2016. The GPS data were processed with GAMIT/GLOBK to estimate the position and velocity of the continuous stations. Subsequent analysis has shown that the average relative movement between the Pacific and North American plates is consistent with previous studies, estimating 7.33 mm/year for the north component, and -9.50 mm/year for the east component with an absolute value of 500 mm/yr. A possible relationship between sudden changes in velocity associated with coseismic events and a trend indicates that the probability of having an earthquake of magnitude Mw ≥ 5.0 increases with an increase of the relative velocity between plates is presented.La distribución de velocidades entre las placas del Pacífico y de Norteamé-rica, así como su posible relación con los sismos ocurridos en la zona del Golfo de California en México ha sido estudiada mediante mediciones continuas GPS en el periodo 2010-2016. Los datos GPS fueron procesados con Gamit/Globk para estimar la posición y velocidad de las estaciones continuas. El análisis posterior ha mostrado que el movimiento relativo promedio entre las placas de Pacífico y de Norteamérica es consistente con estudios anteriores, estimando en 40 mm/año en la dirección norte y 30 mm/año en la dirección oeste, con un valor absoluto de 50 mm/año. Se presenta una posible relación entre los cambios repentinos en la velocidad asociados con los eventos cosísmicos y una tendencia que indica que la probabilidad de que se presente un sismo de magnitud Mw ≥ 5.0 crece con el aumento de la velocidad relativa entre las placas

Actividad antimicobacteriana de algunas plantas de la flora colombiana

La incidencia actual de la tuberculosis a nivel mundial y la aparición de cepas de Mycobacterium tuberculosis multirresistentes a los agentes quimioterapeuticos hace necesaria la búsqueda de nuevas sustancias que puedan ser usadas para el control de la enfermedad. Las familias Myristicaceae, Magnoliaceae, Lauraceae y Piperaceae presentan lignanos, compuestos que pueden ser potenciales agentes antimicobacterianos. En esta investigación extractos y fracciones de Virola calophylla, V. flexuosa, Piper sp., P. hispidum, y Dugandiodendron sp. presentan un buena actividad antibacterial in vitro frente a M. tuberculosis H37Rv. También se reporta el aislamiento de compuestos del tipo lignano y de un flavonoide