natural & artificial Interaction Systems

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natural & artificial Interaction Systems (n&aIS)

Research Lines

 

There are ten main research lines in the n&aIS group.

 

Bio-Inspired Visual Perception

So far, the group has focused its research on visual information. The environment is analyzed through image sequences in gray leveles, in order to locate and track moving objects in a scene. Currently the group is working with sequences captured by color and infrared cameras for the visual coordination and navigation of mobile service robots.

Currently the group is using new sources of perception, covering a wide range of sensors, including audio, laser, and so on.

 

Intelligent Agents and Multi-Agent Systems

Our group investigates certain aspects of coolaborative multi-agent systems. We are interested in multi-agent systems embedded in realistic situations such as advanced multi-sensor surveillance.

 

Advanced Visual Monitoring

The use of visual surveillance systems has grown exponentially in the last decade. This expansion requires technological assistance in analyzing and interpreting the vast quantity of visual information produced. In this context fits the advanced visual surveillance, implying this concept not only the analysis of an image sequence, but also its interpretation, detecting the presence of predefined events or actions.

The goals of these highly distributed advanced visual surveillance systems are: (1) to monitor the environment, (2) to diagnose situations (spatio-temporal relations among different objects of interest in an image sequence) and (3) to generate useful actions, in collaboration with human agents, in front of alert situations.

 

Robótica móvil y de servicios

El grupo aplica la robótica para el estudio, modelado e implementación de sistemas robóticos de diferente naturaleza.

El grupo se ha centrado principalmente en el desarrollo de algoritmos de control robustos y su aplicación a sistemas de naturaleza eléctrica, electrónica y electro-mecánica. Entre los tópicos de interés encuadrados en el ámbito de esta línea de investigación cabe citar:

  • Teoría de control
  • Control por computador
  • Control de procesos industriales
  • Control de sistemas electrónicos de potencia
  • Control de sistemas mecatrónicos
  • Técnicas de estimación algebraica

 

En estos momentos, dentro de esta línea de trabajo, el grupo continúa trabajando en el desarrollo de algoritmos robustos de control y algoritmos de estimación de estados y parámetros basados en técnicas de estimación algebraica y su aplicación a sistemas físicos de diversa naturaleza.

 

Robótica móvil y de servicios

El grupo aplica la robótica para el estudio, modelado e implementación de sistemas robóticos de diferente naturaleza.

El grupo se ha centrado principalmente en el desarrollo de algoritmos de control robustos y su aplicación a sistemas de naturaleza eléctrica, electrónica y electro-mecánica. Entre los tópicos de interés encuadrados en el ámbito de esta línea de investigación cabe citar:

  • Teoría de control
  • Control por computador
  • Control de procesos industriales
  • Control de sistemas electrónicos de potencia
  • Control de sistemas mecatrónicos
  • Técnicas de estimación algebraica

 

En estos momentos, dentro de esta línea de trabajo, el grupo continúa trabajando en el desarrollo de prototipos robotizados de ayuda a personas con minusvalías y en el desarrollo de nuevos prototipos para mejorar el aprovechamiento de energías renovables.

 

Control y estimación de estados

En estos momentos, dentro de esta línea de trabajo, el grupo continúa trabajando en el desarrollo de algoritmos robustos de control y algoritmos de estimación de estados y parámetros basados en técnicas de estimación algebraica y su aplicación a sistemas físicos de diversa naturaleza.

 

Vision in Mobile Robotics

Intelligent tools are constructed for use in the field of mobile robotics. We start from previous experiences in cognitive architectures for navigation. The modeling of the environment is critical for the definition of navigation strategies. We work with multi-agent architectures which incorporate techniques commonly used in mobile robotics.

 

Machine Learning

Intelligent systems need to learn to deal with changes in the environment and with the apriori unknown knowledge. Learning from experience is studied in our group in the context of autonomous interaction systems. Originally, the group used to work with neural networks, and now we are looking to other soft computing techniques such as:

  • • Fuzzy Sets and Systems
    • Intelligent Agents
    • Case-Based Reasoning
    • Hybrid Methods

 

Multisensor Fusion

Multisensor fusion and integration is the technology that refers to the synergistic combination of sensory data from multiple sensors to achieve inferences that are not feasible from each individual sensor separately. A number of different sensors are usually utilized concurrently in a mechatronic system for the perception of specific quantities of the environments and assist the system to make decisions. Essentially, different sensors have their own limitation and perceptive uncertainty; the fusion of redundant information is expected to reduce overall uncertainty and, thus, serves to increase the accuracy of performance.

 

Multimodal Interfaces

Multimodal interfaces target a more "human" way of interacting with computers, by means of speech, gestures or other modalities. Multimodal interfaces have demonstrated to offer better flexibility and reliability than other human-machine interaction means. As a research subject, multimodal interaction encompasses a broad spectrum of research domains, from cognitive psychology to software engineering, including human-computer interaction.

 

Aeronáutica

Dentro de este campo de estudio, la investigación del grupo se ha centrado en el desarrollo de algoritmos de estimación de estados y control de vehículos aéreos autotripulados de pequeño tamaño. En años previos, se ha colaborado con la Universidad de Carnegie Mellon (Pittsburgh, USA) en un proyecto para la Defense Advanced Research Project Agency (DARPA), supervisado por el Profesor Takeo Kanade (uno de los investigadores más importantes en robótica móvil de los últimos 30 años) y centrado en el desarrollo de algoritmos de estimación de estados y el desarrollo de controladores para UAS de pequeño tamaño.

 

Applications

From the research lines, the following applications are provided at the n&aIS group:

 

  • Indoor/outdoor surveillance
  • Detection and tracking of moving objects: Human tracking from mobile robot, Movements in stores
  • Modelling of monitoring systems: Architectures for surveillance systems; Design of monitoring interfaces; Virtual reality in monitoring
  • Human Activity Interpretation: Ambient Intelligence, Smart Environments
  • Desarrollo de algoritmos de control y estimación de estados para procesos industriales, sistemas electrónicos de potencia, sistemas mecatrónicos y robots móviles.