Matalaulotteisen affordanssiesityksen oppiminen ja tämän hyödyntäminen robottijärjestelmän koulutuksessa

The development of data-driven approaches, such as deep learning, has led to the emergence of systems that have achieved human-like performance in wide variety of tasks. For robotic tasks, deep data-driven models are introduced to create adaptive systems without the need of explicitly programming them. These adaptive systems are needed in situations, where task and environment changes remain unforeseen. Convolutional neural networks (CNNs) have become the standard way to process visual data in robotics. End-to-end neural network models that operate the entire control task can perform various complex tasks with little feature engineering. However, the adaptivity of these systems goes hand in hand with the level of variation in the training data. Training end-to-end deep robotic systems requires a lot of domain-, task-, and hardware-specific data, which is often costly to provide. In this work, we propose to tackle this issue by employing a deep neural network with a modular architecture, consisting of separate perception, policy, and trajectory parts. Each part of the system is trained fully on synthetic data or in simulation. The data is exchanged between parts of the system as low-dimensional representations of affordances and trajectories. The performance is then evaluated in a zero-shot transfer scenario using the Franka Panda robotic arm. Results demonstrate that a low-dimensional representation of scene affordances extracted from an RGB image is sufficient to successfully train manipulator policies.Tietopohjaisten oppimismenetelmien etenkin syväoppimisen viimeaikainen kehitys on synnyttänyt järjestelmiä, jotka ovat saavuttaneet ihmistasoisen suorituskyvyn ihmisälyä vaativissa tehtävissä. Syväoppimiseen pohjautuvia robottijärjestelmiä ollaan kehitetty, jotta ympäristön ja tehtävän muutoksiin mukautuvaisempia robotteja voitaisiin ottaa käyttöön. Konvoluutioneuroverkkojen käyttö kuvatiedon käsittelyssä robotiikassa on yleistä. Neuroverkkomallit, jotka käsittelevät anturitietoa ja suorittavat päätöksenteon ja säädön, voivat oppia monimutkaisia tehtäviä ilman käsin tehtyä kehitystyötä. Näiden järjestelmien kyky mukautua ympäristön muutoksiin on kuitenkin suoraan verrannollinen koulutustiedon monimuotoisuuteen. Syväoppimiseen pohjautuva robottijärjestelmä vaatii oppiakseen suuren määrän ympäristö-, tehtävä-, ja laitteisto-ominaista koulutustietoa, mikä joudutaan yleensä kerätä tehottomasti käsin. Tämän työn tarkoitus on esittää ratkaisu yllämainittuun tehottomuuteen. Esittelemme neuroverkkoarkkitehtuurin, joka koostuu kolmesta erillisestä komponentista. Nämä komponentit koulutetaan erikseen ja koulutus ollaan ainoastaan toteutettu simulaatiossa tai synteettisellä tiedolla ilman fyysisen maailman lisäkouluttautumista Ensimmäinen komponentti tuottaa RGB-kuvasta matalaulotteisen affordanssiesityksen. Tämän esityksen pohjalta toinen komponentti tuottaa matalaulotteisten liikerataesityksen. Kolmas komponentti luo tämän esityksen pohjalta täysimittaisen liikeradan teollisuusrobotille. Järjestelmän suorituskykyä arvioidaan fyysisessä ympäristössä ilman lisäkoulutusta Franka Panda -teollisuusrobotilla. Tulokset osoittavat, että kuvatieto voidaan esittää matalaulotteisena affordanssiesityksenä ja tätä esitystä voidaan käyttää säätötehtävän oppimiseen

Converting Biomechanical Models from OpenSim to MuJoCo

OpenSim is a widely used biomechanics simulator with several anatomically accurate human musculo-skeletal models. While OpenSim provides useful tools to analyse human movement, it is not fast enough to be routinely used for emerging research directions, e.g., learning and simulating motor control through deep neural networks and Reinforcement Learning (RL). We propose a framework for converting OpenSim models to MuJoCo, the de facto simulator in machine learning research, which itself lacks accurate musculo-skeletal human models. We show that with a few simple approximations of anatomical details, an OpenSim model can be automatically converted to a MuJoCo version that runs up to 600 times faster. We also demonstrate an approach to computationally optimize MuJoCo model parameters so that forward simulations of both simulators produce similar results.Comment: Submitted to 5th International Conference on NeuroRehabilitation (ICNR2020

Beyond volume : A surface-based approach to bilingualism-induced grey matter changes

Bilingualism is a sustained experience associated with structural changes in cortical grey matter (GM) morphology. Apart from a few studies, a dominant method used to assess bilingualism-induced GM changes has been the voxel-based morphometry (VBM) analysis. While VBM is sensitive to GM volume/density differences in general, it cannot be used to identify whether the observed difference is due to relative changes in, e.g., cortical thickness, area or folding, as it uses a single combined measure of them all. Here, we used surface-based analysis (SBA) approach to investigate whether early acquisition of a second language (L2) affects the cortical GM morphology relative to late L2 acquisition. More specifically, our aim was to test a hypothesis that early acquisition of two languages induces GM changes that are predominantly surface area-driven, while late acquisition is supposedly characterised with primarily thickness-driven changes. To this end, several surface-based measures were concurrently compared between the groups. In line with the hypothesis, the results revealed that early bilingual experience is associated with significantly extended cortical surface area over the left pars opercularis and the right superior temporal gyrus. Contrary to our expectations, however, we found no evidence supporting the postulated association between late L2 acquisition and increased cortical thickness. Nevertheless, our study highlights the importance of including cortical surface measures when investigating bilingualism related GM modulations.Peer reviewe

Breathing Life Into Biomechanical User Models

Forward biomechanical simulation in HCI holds great promise as a tool for evaluation, design, and engineering of user interfaces. Although reinforcement learning (RL) has been used to simulate biomechanics in interaction, prior work has relied on unrealistic assumptions about the control problem involved, which limits the plausibility of emerging policies. These assumptions include direct torque actuation as opposed to muscle-based control; direct, privileged access to the external environment, instead of imperfect sensory observations; and lack of interaction with physical input devices. In this paper, we present a new approach for learning muscle-actuated control policies based on perceptual feedback in interaction tasks with physical input devices. This allows modelling of more realistic interaction tasks with cognitively plausible visuomotor control. We show that our simulated user model successfully learns a variety of tasks representing different interaction methods, and that the model exhibits characteristic movement regularities observed in studies of pointing. We provide an open-source implementation which can be extended with further biomechanical models, perception models, and interactive environments.publishedVersio

Pyridinethiol-Assisted Dissolution of Elemental Gold in Organic Solutions

Dissolution of elemental gold in organic solutions is a contemporary approach to lower the environmental burden associated with gold recycling. Herein, we describe fundamental studies on a highly efficient method for the dissolution of elemental Au that is based on DMF solutions containing pyridine-4-thiol (4-PSH) as a reactive ligand and hydrogen peroxide as an oxidant. Dissolution of Au proceeds through several elementary steps: isomerization of 4-PSH to pyridine-4-thione (4-PS), coordination with Au-0, and then oxidation of the Au-0 thione species to Au-I simultaneously with oxidation of free pyridine thione to elemental sulfur and further to sulfuric acid. The final dissolution product is a Au-I complex bearing two 4-PS ligands and SO42- as a counterion. The ligand is crucial as it assists the oxidation process and stabilizes and solubilizes the formed Au cations.Peer reviewe

Relatório de estágio em farmácia comunitária

Relatório de estágio realizado no âmbito do Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas, apresentado à Faculdade de Farmácia da Universidade de Coimbr

ASIAKASTYYTYVÄISYYSTUTKIMUS Etra Oy Kokkolalle

Tässä tutkimuksessa selvitettiin Etra Oy Kokkolan asiakastyytyväisyyttä. Asiakastyytyväisyys on erittäin laaja käsite ja se on paljon muutakin kuin vain yksi palvelutapahtuma. Asiakastyytyväisyys on yritykselle merkittävä kilpailukeino, ja jokaisen yrityksen tulisi pitää asiakassuhteistaan huolta. Lyhyesti kiteytettynä asiakastyytyväisyys kytkeytyy siihen, kun tuote tai palvelu vastaa asiakkaan odotuksia. Opinnäytetyössä selvitimme, mitä asiakastyytyväisyys on markkinoinnin kentässä. Avasimme myös asiakassuhteiden ja CRM:n käsitteitä. Lisäksi otimme esille kaksi tunnettua yritystä ja kerroimme perustiedon lisäksi, kuinka niissä asiakastyytyväisyys on hoidettu. Tutkimus toteutettiin sekä kvantitatiivisena että kvalitatiivisena tutkimuksena. Aineisto kerättiin vierailemalla yrityksissä paikan päällä. Vastauslomake oli rakennettu kattavaksi ja helposti täytettäväksi. Kysymyksiä oli kymmenen, ja ne koskivat asiakaspalvelua, myymälän viihtyisyyttä, viestintää, tuotevalikoimaa, asiakkaiden tarpeita ja yhteistyön kokonaistoimivuutta. Teimme kyselyn kahden viikon aikana, jonka jälkeen analysoimme vastaukset taulukoita apuna käyttäen.This study was about Etra Oy Kokkola's customer satisfaction. Customer satisfaction is a very broad concept, and it is much more than just one service event. It is an important competitive tool in a company and every company should take care of its customer relationships. In a nutshell, customer satisfaction means that a product or service meet the expectations of a client. We determined what customer satisfaction is in the marketing field and opened the terms customer relationship and customer relationship management (CRM). In addition, we discussed two well-known companies and found out how customer satisfaction is ensured in them. The study was conducted as a quantitative and qualitative research. The data was collected by visiting the companies on the spot. The answer form was easy to complete and comprehensive. There were ten questions, and they related to customer service, store coziness, communication, product range, customer needs and the overall functioning of cooperation. We conducted the survey in two weeks, after which we analyzed the answers with charts

Ydinvoiman tulevaisuus Euroopassa: Kaksi tulevaisuusskenaariota

Ydinvoiman osuus sähköntuotannossa eri Euroopan maissa vaihtelee huomattavasti, kuten myös suhtautuminen ydinvoiman rooliin tulevaisuuden sähköenergiajärjestelmissä. Selkein jakolinja on muodostunut Saksan ja Ranskan välille, joista ensimmäisessä on päätetty luopua kaikesta ydinvoimatuotannosta vuoteen 2022 mennessä, ja toisessa ydinvoiman on suunniteltu tuottavan merkittävän osuuden maan sähköstä myös tulevaisuudessa. Erimielisyydet ydinvoimasta ovat heijastuneet myös Euroopan Unionin politiikkaan, jossa käydään väittelyä siitä, voidaanko ydinvoima luokitella kestäväksi investoinniksi unionin kestävän rahoituksen taksonomiassa. Tutkielmassa tarkastellaan Saksan osalta sitä, miten ydinvoimasta luopuminen vaikuttaa maan sähköenergiajärjestelmään, ja Ranskan osalta maan suunnitelmia korvata ikääntyvä ydinvoimakapasiteettinsa uudella ydinvoimalla. Saksan luopuminen ydinvoimasta on edennyt suhteellisen nopeasti, vaikka käytössä olevaa ydinvoimakapasiteettia onkin vuoden 2021 alussa jäljellä huomattava määrä. Tuloksista nähdään, että poistuvaa ydinvoimatuotantoa on korvattu pääasiallisesti uusiutuvilla energianlähteillä, ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuva sähköntuotanto on vähentynyt hieman 2000-luvulla. Koska ydinvoiman myötä Saksan sähköenergiajärjestelmästä poistuu vakaa perusvoiman tuotanto, on fossiilisten polttoaineiden käytön vähentäminen tulevaisuudessa haastavaa. Ilmastonmuutoksen aiheuttaman kiireellisyyden vuoksi Saksalla on kuitenkin suuret odotukset fossiilisten polttoaineiden käytön vähentämiselle, mitä ydinvoimasta luopuminen väistämättä hankaloittaa. Ratkaisuja uusiutuvan sähköenergiantuotannon vaihtelevuuden aiheuttamiin haasteisiin etsitään esimerkiksi sähköenergian varastoinnista, kulutusjoustosta ja sähköverkkojen kehittämisestä. Ranskassa ydinvoima tuottaa noin 70 % maan omasta sähköstä, minkä lisäksi sähköenergia on maalle tärkeä vientituote. Suurin osa maan ydinvoimaloista alkaa lähestyä suunnitellun käyt töikänsä loppua, ja ydinvoiman osuuden on suunniteltu vähenevän 50 %:iin maan sähköntuotannosta vuoteen 2035 mennessä, kun taas aurinko- ja tuulivoiman määrän on suunniteltu kasvavan. Voimaloiden käyttöikien pidennysten lisäksi vanhoja ydinvoimaloita on suunniteltu korvattavan osittain ranskalaissuunnitteisella EPR-laitostyypillä, jonka pilottihanke Flamanville 3 on kohdannut merkittäviä budjetin ylityksiä ja aikataulun viivästymisiä. Pilottilaitoksen ja vastaavien ulkomaisten laitosten ongelmien takia panokset on ranskalaisessa suunnittelu- ja kehitystyössä kohdistettu uudentyyppiselle EPR2-laitokselle sekä täysin uuteen reaktorisuunnitteluun perustuvalle neljännen sukupolven ydinlaitokselle. Jos ydinvoimarakentamisen budjetti- ja aikatauluongelmat saadaan ratkaistua, on uuden ydinvoiman ja uusiutuvan energian yhdistelmä tehokas ratkaisu hiilidioksidipäästöjen vähentämisen näkökulmasta. Saksan ja Ranskan ydinvoimastrategioiden tarkastelu osoittaa, ettei kumpikaan valinta ydinvoiman suhteen ole täysin ongelmaton. Saksan sähköenergiajärjestelmän tulevaisuus on kiinni siitä, osoittautuuko lähes täysin aurinko- ja tuulivoimaan pohjautuva sähköenergiajärjestelmä teknisesti ja taloudellisesti kannattavaksi, vai onko maa pakotettu käyttämään fossiilista energiaa säilyttääkseen sähköverkkonsa tasapainon. Ranskan sähköenergiajärjestelmän tulevaisuutta puolestaan määrittää ennen kaikkea se, onnistutaanko eurooppalaisessa ydinvoimarakentamisessa ratkaisemaan sitä koko 2000-luvulla haitanneet budjetti- ja aikatauluongelmat. Saksa ja Ranska ovat kaksi Euroopan Unionin suurinta talousaluetta, ja sen myötä tärkeitä energiapoliittisia suunnannäyttäjiä Euroopan pienemmille valtioille, joiden päätöksenteossa otetaan melko varmasti huomioon näiden maiden näyttämä esimerkki

Luhtitalon palorakenteet

Palomääräyksiä päivitetään muutaman vuoden välein, minkä vuoksi vaatimuksia ja ohjeistuksia tulee ajoittain tarkastella uudelleen. Asuinrakennuksen suunnitteleminen P2-paloluokassa mahdollistaa esimerkiksi luhtitalojen toteuttamisen. Aihetta oli ajankohtaista tutkia, sillä vaikutusten tiedostaminen helpottaa esimerkiksi työn aiheena olevan luhtitalon tarjoamista. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli laatia Kastelli-talot Oy:lle selvitys P2-paloluokkaan kuuluvan rakennuksen vaatimuksista ja tarvittavista palorakenteista. Työssä perehdytään siihen, millaisia ominaisuuksia rakenteilta ja materiaaleilta vaaditaan, jotta vaadittu paloturvallisuustaso P2-luokassa saavutetaan. Lisäksi tarkasteltiin luhtitalon avulla vaatimukset sen oleellisimmille rakennusosille, sekä mahdollisesti tarvittavat muutokset rakenteille. Työssä on edetty tarkastelemalla vaatimukset tyypillisimmille rakenteille niiden rakenteen ja materiaalien osalta. Työssä käytetään luhtitaloa esimerkkitapauksena, koska se joudutaan suunnittelemaan pientaloille tyypillisen P3-paloluokan sijaan P2-paloluokassa