Scielo RSS <![CDATA[Computación y Sistemas]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1405-554620090004&lang=en vol. 13 num. 2 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000400001&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[<b>On Line Optimal Control of Robots for Tracking without Inverse Kinematics</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000400002&lng=en&nrm=iso&tlng=en This article presents a novel on-line optimal control for tracking tasks on robot manipulators for which inverse kinematics is not required. The controller is composed by a stabilization Cartesian PID control plus a joint space optimal control, which is in charge of improving tracking performance. The joint space dynamic optimal control is based on the gradient flow approach with the robot dynamics as a constraint. The combination of both controllers is implemented in joint space, by considering the robot Jacobian, nonetheless for design of both controllers only direct kinematics and Cartesian errors are taken into account. Joint space controllers which are based on Cartesian errors commonly require the inverse kinematics of the robot, in this proposal the joint space optimal controller determines on line the required joint variables to achieve the Cartesian task, without using the inverse kinematics of the robot, thus an explicit inverse kinematics model of the robot is not needed. The paper presents experimental results with a two degree of freedom (dof) planar manipulator, showing that the optimal control part highly improves the tracking performance of the closed loop system.<hr/>Este trabajo presenta un control óptimo en línea para tareas de seguimiento de trayectoria en robots manipuladores, el cual no requiere de la cinemática inversa. El control está compuesto por un control PID Cartesiano para fines de estabilidad y un control optimizante en espacio articular para mejorar el desempeño en seguimiento. El control optimizante se basa en el flujo gradiente considerando la dinámica del robot como restricción. La combinación de ambas estrategias de control se implementa en espacio articular a través del Jacobiano del manipulador, sin embargo para el diseño de ambos controles no se requiere del modelo cinemático inverso del robot. El controlador propuesto considera errores Cartesianos, pero a diferencia de controladores en espacio articular que requieren del modelo cinemático inverso. El control aquí propuesto determina de forma implícita las variables articulares requeridas para la tarea cinemática, sin hacer usado del modelo cinemático inverso. El artículo presenta resultados experimentales con un robot planar de dos grados de libertad, donde se muestra que el control óptimo mejora el desempeño del robot en tareas de seguimiento. <![CDATA[<b>Discrete-Time Modeling and Path-Tracking for a Wheeled Mobile Robot</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000400003&lng=en&nrm=iso&tlng=en The exact discrete-time model of a two wheel differentially driven mobile robot is obtained by direct integration of its continuous-time kinematic model. The discrete-time model obtained is used to design two discrete-time linearizing control laws with different singular manifolds. These control laws are used to propose a commutation control scheme that solves the path-tracking problem and guarantees internal stability of the closed loop system. The performance of the control scheme is evaluated by the real time implementation of the proposed control strategy over a laboratory prototype.<hr/>El modelo exacto en tiempo discreto de un robot móvil propulsado por diferencias de velocidades es obtenido por integración directa de su modelo cinemático en tiempo continuo. El modelo en tiempo discreto es utilizado para diseñar dos leyes de control por linealización por retroalimentación con diferentes variedades singulares. Estas leyes de control son usadas para proponer un esquema de control por conmutación que resuelve el problema de seguimiento de trayectoria y garantiza la estabilidad interna del sistema en lazo cerrado. El desempeño del esquema de control es evaluado mediante la implementación en tiempo real de la estrategia de control propuesta sobre un prototipo de laboratorio. <![CDATA[<b>Associative Memory in a Continuous Metric Space: A Theoretical Foundation</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000400004&lng=en&nrm=iso&tlng=en We introduce a formal theoretical background, which includes theorems and their proofs, for a neural network model with associative memory and continuous topology, i.e. its processing units are elements of a continuous metric space and the state space is Euclidean and infinite dimensional. This approach is intended as a generalization of the previous ones due to Little and Hopfield. The main contribution of the present work is to integrate -and to provide a theoretical background that makes this integration consistent- two levels of continuity: i) continuous response processing units and ii) continuous topology of the neural system, obtaining a more biologically plausible model of associative memory. We present our analysis according to the following sequence of steps: general results concerning attractors and stationary solutions, including a variational approach for the derivation of the energy function; focus on the case of orthogonal memories, proving theorems on stability, size of attraction basins and spurious states; considerations on the problem of resolution, analyzing the more general case of memories that are not orthogonal, and with possible modifications to the synaptic operator; getting back to discrete models, i. e. considering new viewpoints arising from the present continuous approach and examine which of the new results are also valid for the discrete models; discussion about the generalization of the non deterministic, finite temperature dynamics.<hr/>Presentamos bases teóricas formales, incluyendo teoremas y sus demostraciones, para un modelo de red neuronal con memoria asociativa y topología continua, i. e. sus unidades de procesamiento son elementos de un espacio métrico continuo y el espacio de estados es euclidiano y de dimensión infinita. El enfoque es concebido como una generalización de los precedentes debidos a Little y Hopfield. La principal contribución del presente trabajo es integrar -y proveer fundamentos teóricos que den consistencia a tal integración- dos niveles de continuidad: i) unidades de proceso de respuesta continua y ii) topología continua del sistema neuronal, obteniendo de esta manera un modelo mas biológicamente plausible de memoria asociativa. Nuestro análisis es presentado de acuerdo con la siguiente secuencia de pasos: resultados generales sobre atractores y soluciones estacionarias, que incluyen un enfoque variacional para derivar la función de energía; estudio detallado del caso de memorias ortogonales, demostrando teoremas sobre estabilidad, tamaño de cuencas de atracción y estados espurios; consideraciones sobre el problema de la resolución, analizando el caso más general de memorias no ortogonales, y con modificaciones posibles al operador sináptico; retorno a los modelos discretos, i.e. consideración de nuevos puntos de vista que surgen del presente esquema, y de cuales de los nuevos resultados son también válidos para los modelos discretos; discusión sobre la generalización de la dinámica no deterministica a temperatura finita. <![CDATA[<b>Stereoscopic Visualization across two Parallel Walls</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000400005&lng=en&nrm=iso&tlng=en This paper presents the building of a stereoscope, which is formed with two parallel walls. The building of this stereoscope is based on the Wheatstone-type stereoscope. Due to the incorporation of some characteristics, we named this stereoscope "Wheatstone-Mora" environment. We propose to build stereoscopic environments of different sizes, in which, each wall can be built with projection screens, TV screens, and/or computer-controller monitors connected via network, and display a stereoscopic scene on them. We incorporate means performing unrestricted navigation around the 3D scene. This navigation can be controlled through several different input devices: a keyboard, a tracker, and a remote control. Furthermore, the user can move within the physical environment as long as he/she is always at the same distance from both walls. Finally, we evaluated, analyzed and showed the results of our environment.<hr/>Este artículo presenta la construcción de un estereoscopio, el cual está formado con dos paredes paralelas. La construcción de este estereoscopio está basado en el estereoscopio tipo-Wheatstone. Debido a la incorporación de algunas características, lo nombramos ambiente Wheatstone -Mora. Proponemos construir ambientes estereoscópicos de diferentes tamaños, en los cuales, cada pared será construida con pantallas de proyección, televisiones, y/o monitores controlados por computadora conectados a una red, y visualizar una escena estereoscópica sobre estos. Incorporamos medios de navegación sin restricciones a través de la escena 3D. Esta navegación puede ser controlada a través de varios dispositivos de entrada: un teclado, un tracker y un control remoto. Además, el usuario puede moverse en el ambiente físico, mientras el/ella mantenga la misma distancia en ambas paredes. Finalmente, evaluamos, analizamos y mostramos los resultados de nuestro ambiente. <![CDATA[<b><i>Stable Ear Border Recognition in 2D Images</i></b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000400006&lng=en&nrm=iso&tlng=en En este reporte se presenta un nuevo método para la detección estable de los bordes principales de la oreja a partir de imágenes en colores RGB. El primer paso segmenta la imagen para eliminar el cabello y cualquier rasgo que no fuera piel, esto a partir de los datos obtenidos después de transformar la imagen RGB a HSV. La imagen RGB es convertida en otra en tonos de gris y de ésta se elimina la información de aquellos pixeles que no hubieran sido seleccionados como piel. Sobre esta imagen se emplea una serie de técnicas para mejorar la detección de bordes asociados a los principales rasgos de la oreja, entre los que destacan los filtros morfológicos. Cabe señalar que el sistema tuvo un buen comportamiento aún en presencia de ruido, diferentes condiciones de iluminación para las imágenes capturadas, diversos colores de piel de las personas, etc. Este trabajo es un primer paso para la identificación y reconocimiento de personas a partir de los bordes de la oreja.<hr/>This paper contains a novel method for the stable border recognition of the main features of the ear for RGB images. For the recognition, we first do the segmentation of the image in order to eliminate the hair and any feature other than skin through the data contained in the HSV transformation. The RGB image is converted to a grayscale one, and from it the information of the pixels not related to skin is discarded. Then a series of techniques, mainly morphological filters, are used to enhance the border detection associated to the main features of the ear. The proposed system achieved good performance even in the presence of noise, different light conditions, skin colors, etc. This proposal has been thought as a first step toward human identification and recognition through ears borders. <![CDATA[<b>A Machine-Vision System to Detect Unusual Activities Online at Vehicular Intersections</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000400007&lng=en&nrm=iso&tlng=en In this article, we present a real-time machine-vision system to detect vehicles running on red light or performing forbidden turns at crossroads. The system operates during daytime by receiving video streams from two different sources. One of them is a camera viewing the crossroads to detect unusual activity, while a second camera watches the semaphore to keep synchrony with the traffic controller. The system performance and reliability have been tested on a real vehicular intersection during extended periods of time.<hr/>En este artículo, presentamos un sistema de visión por computadora para detectar, en tiempo real, vehículos pasándose el alto o realizando vueltas prohibidas en cruceros viales. El sistema opera durante el día recibiendo secuencias de video de dos diferentes fuentes. Una de ellas observa el crucero para detectar actividad inusual, mientras que la segunda monitorea el semáforo para mantener la sincronía con el controlar de tráfico. El desempeño y confiabilidad del sistema han sido probados en una intersección vehicular real durante períodos de tiempo que abarcan días. <![CDATA[<b>Reactive Scheduling of DAG Applications on Heterogeneous and Dynamic Distributed Computing Systems</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462009000400008&lng=en&nrm=iso&tlng=en Emerging computational platforms enable a set of geographically distributed computers with different capabilities to be linked together and used in a coordinated fashion to solve a parallel application at the same time. Effective scheduling mechanisms are essential to exploit the tremendous potential of computational resources offered by such platforms. We consider the problem of scheduling parallel applications which are often abstracted as directed acyclic graphs (DAGs), in which vertices represent application tasks and edges represent data dependencies between tasks. The core scheduling issues are that the availability and performance of resources, which are already by their nature heterogeneous, can be expected to vary dynamically, even during the course of an execution. This thesis summary presents the main results of the Global Task Positioning (GTP) mapping method, which is based on the cyclic use of a static mapping method over time. We place strong emphasis in three key aspects, which we believe are central to address the dynamic nature of the problem: reactivity, data-aware components and fault tolerance.<hr/>Plataformas computacionales emergentes permiten la compartición de recursos computacionales conectados a una red de alta velocidad y localizados en sitios distribuidos geográficamente, en la solución de una aplicación de manera concurrente. En este contexto, mecanismos de asignación de tareas se vuelven esenciales para explotar el tremendo potencial de recursos computacionales. Nuestra investigación considera el problema de mapear aplicaciones paralelas, frecuentemente representadas por grafos del tipo DAG (Directed Acyclic Graphs), en ambientes computacionales distribuidos, heterogéneos y dinámicos. El punto central del problema es que la disponibilidad y desempeño de los recursos computacionales pueden variar con el tiempo, incluso antes de terminar la ejecución de la aplicación. Ponemos especial énfasis en tres aspectos clave, los cuales creemos son primordiales para tratar la naturaleza dinámica el problema: adaptabilidad, reuso de información y tolerancia a fallas. Este resumen de tesis comparte la experiencia adquirida en el área y muestra los resultados principales del método de mapeo de aplicaciones paralelas GTP (Global Task Positioning) con sus respectivas variantes.