Cette thèse présente un modèle computationnel qui génère des gestes expressifs communicatifs accompagnant la parole, pour un agent humanoïde. Notre travail de recherche est basé sur l'étude de gestes humains. Trois questions de recherche sont abordées dans cette thèse. Tout d'abord, des gestes humains sont représentés de telle manière qu'ils soient réalisables pour les différents agents humanoïdes. Un ensemble de propriétés d'un geste comme la forme de la main, la position du poignet, la trajectoire du mouvement, etc. est défini afin d'encoder les gestes. Deuxièmement, les gestes sont planifiés pour être synchronisé avec la parole. Notre modèle repose sur la relation temporelle entre les gestes et la parole, dans un discours, pour calculer le temps des gestes. Troisièmement, ces gestes sont rendus expressifs. Étant dépendants de la personnalité ou des états émotionnels actuels de l'agent, la variété de ces gestes s'effectue en modulant un ensemble de paramètres d'expressivité du geste. Le modèle a été conçu de telle sorte que ces processus soient autant que possible indépendants de la représentation d'un agent. Jusqu'à présent, notre modèle est utilisé pour contrôler les gestes des agents virtuels Greta et le robot humanoïde réel Nao. / This thesis presents a computational model to generate expressive communicative gestures accompanying speech for a humanoid agent. Our research work is based on studies of human communicative gestures. Three research issues are addressed in this work. First, human gestures are encoded and reproduced in such a way that these gestures are realizable for different humanoid agents. A set of properties of a gesture such as hand shape, wrist position, movement trajectory, etc is used in order to encode gestures. Second, gestures are planned to be synchronized with speech. The model relies on the relationship between gestures and speech to schedule gesture timing. Third, these gestures are rendered expressively. Depending on the personality or the current emotional states of the agent, its gestures are varied by modulating a set of gesture expressivity dimensions. The model was designed in such a way that its processes are as much as possible independent of an agent’s embodiment. So far, this model has been used to control gestures of the Greta virtual agents and the Nao physical humanoid robot.

Atmosfärisk cirkulation är viktigt vid studier av klimatet både på global och på regional skala. För att studera cirkulationseffekter används olika cirkulationsmodeller. I det här fallet används de geostrofiska vindekvationerna. Två dataserier med månadsmedelvärden för tryck respektive temperatur från tre platser i södra Sverige har använts. I arbetet här studeras först kopplingen mellan medeltemperaturen i södra Sverige och den storskaliga cirkulationen över norra Atlanten (NAO). Det visar sig att storleken på den västliga komponenten klart påverkar temperaturen på så sätt att en stark västlig strömning ger högre temperaturer. Den västliga komponenten under vintern är starkt korrelerad med temperaturen medan den nord-sydliga komponenten är dåligt korrelerad. Motsatt förhållande råder under sommaren, då den nord-sydliga komponenten har stor betydelse för temperaturen i södra Sverige. De härledda cirkulationsmodellerna bestäms med hjälp av statistiska metoder. Enkel och multipel linjär regression används för att förstå sambandet mellan temperatur och cirkulation. Säkerheten i modellerna bestäms genom korrelationskoefficienten och residualvariansen. Modellerna har hög säkerhet under vintern på grund av den västliga strömningen medan de är relativt dåligt bestämda under övriga årstider. Med hjälp av dataserierna och de geostrofiska vindekvationerna har olika regressionsmodeller ställts upp. Det mest intressanta i studien är att ta reda på om de senaste 10-15 årens varma väder kan förklaras av cirkulationen. Genom att använda de uppställda regressionsmodellerna, vilka har kalibrerats för perioden 1873-1975, på de senaste 25 åren med höga temperaturer visar det sig att det blir positiva residualer under vintermånaderna. Under våren blir residualerna också starkt positiva, dessutom signifikant skilda från noll enligt hypotestestet. Slutsatsen är att, de högre temperaturerna under vintern och våren i södra Sverige troligtvis inte enbart kan förklaras av cirkulationsförändringar. / Atmospheric circulation is important in determining the surface climate on both global and regional scale. To quantify its effect, different circulation indices are often used. Here the geostrophic wind equations are applied to obtain circulation information for the south of Sweden on a monthly basis. Monthly means of temperatures have also been used. In this work, the connection between the mean temperature in the south of Sweden and the large-scale circulation in the North Atlantic area is studied. It is shown that flows with a westerly component clearly favour higher temperatures. Moreover, the westerly component is well correlated with the temperature in the winter. The temperature does not correlate with the northerly component for the winter season. In the summer an opposite relationship between the westerly and the northerly components on one hand, and the temperature on the other, as shown. The derived circulation models were established via statistical models. Simple and multiple regressions were used to understand the relationship between temperature and circulation. The accuracy in the models was determined by the correlation coefficient and the residual variance. The accuracy of the models is good during the winter and worse for the rest of the year. Different regression models have been estimated from the two data sets of pressure and temperature using the geostrophic wind equations. The most interesting in this study is to find out if the circulation can explain the increasing temperatures during the latest 10-15 years. By applying the results from the regression models, calibrated on data for the period 1873-1975, to the latest 25 years of high temperatures, it is shown that positive residuals exist during the winter. During the spring the residuals are positive as well. Moreover, the results are significantly differing from zero according to a test of hypothesis. The conclusion of this is that changes on the circulation itself can probably not explain the higher temperatures during the winter and spring.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Neste trabalho estudamos o problema de Dirichlet não linear. A solução do problema é obtida usando um método variacion al, procurando um ponto crít ico de um funcional. Na obtenção desse ponto crítico é usado o conhecido Teorema da Passagem pela Montanha devido a Ambrosetti e Rabinowitz. / We study the nonlinear Dirichlet problem. The solut ion is obtained by a variational method, searching for a criticai point of a functional. To this end we use the well known Mountain Pass Theorem of Ambrosetti and Rabinowitz.

Neste trabalho estudamos o problema de Dirichlet não linear. A solução do problema é obtida usando um método variacion al, procurando um ponto crít ico de um funcional. Na obtenção desse ponto crítico é usado o conhecido Teorema da Passagem pela Montanha devido a Ambrosetti e Rabinowitz. / We study the nonlinear Dirichlet problem. The solut ion is obtained by a variational method, searching for a criticai point of a functional. To this end we use the well known Mountain Pass Theorem of Ambrosetti and Rabinowitz.

Neste trabalho estudamos o problema de Dirichlet não linear. A solução do problema é obtida usando um método variacion al, procurando um ponto crít ico de um funcional. Na obtenção desse ponto crítico é usado o conhecido Teorema da Passagem pela Montanha devido a Ambrosetti e Rabinowitz. / We study the nonlinear Dirichlet problem. The solut ion is obtained by a variational method, searching for a criticai point of a functional. To this end we use the well known Mountain Pass Theorem of Ambrosetti and Rabinowitz.

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Roboter sind seit Jahren ein aktuelles Thema und spielen eine immer wichtigere Rolle in vielen Bereichen. Auch in Bibliotheken sind Roboter immer öfter zu finden. Gegenstand dieser Bachelorarbeit soll der Einsatz von Robotern in Bibliotheken sein. Das Ziel dieser Arbeit ist eine möglichst umfassende Bestandsaufnahme der Roboter, die aktuell in Bibliotheken eingesetzt werden. Dafür werden die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten erläutert und mit Beispielen veranschaulicht. Ferner werden NAO und Pepper vorgestellt, da diese beiden Roboter in Deutschland in Bibliotheken derzeit am häufigsten zum Einsatz kommen. Neben allgemeinen Infos werden die Programmierung und mögliche Probleme der Roboter erläutert. Außerdem wird ein Ausblick auf zukünftige Einsatzmöglichkeiten gegeben und darauf eingegangen, warum diese noch nicht umgesetzt wurden. Im empirischen Teil der Arbeit wird die Einstellung von Bibliotheksnutzern und -mitarbeitern zu dem Thema erfasst und untersucht. Mithilfe einer Umfrage wird die Meinung der Befragten zu Robotern allgemein und zu spezifischen Einsatzmöglichkeiten von Robotern in Bibliotheken ermittelt.:Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Ziel und Fragestellung 1.2 Aufbau der Arbeit 2 Grundlagenkapitel 2.1 Definition des Begriffs „Roboter“ 2.2 Grundlagen von RFID 2.3 Gründe für den Einsatz von Robotern in Bibliotheken 3 Aktuelle Anwendungsfelder 3.1 Erstellung von Inventuren 3.2 Transportroboter 3.3 Scanroboter 3.4 Off-Site-Shelving Roboter 3.5 Programmieren lernen mit Robotern 3.6 Leseförderung mithilfe von Robotern 3.7 Serviceroboter 3.8 Roboter, die Nutzer zu Medien führen 3.9 Telepräsenzroboter 3.10 Mobiler Rückgabeautomat 4 Technische Grundlagen und Herausforderungen am Beispiel von NAO und Pepper 4.1 Vorstellung von NAO und Pepper 4.1.1 NAO 4.1.2 Pepper 4.2 Programmierung der Roboter 4.3 Grenzen der Roboter 5 Zukünftige Anwendungsmöglichkeiten 5.1 Inventurroboter: weitere Möglichkeiten 5.2 Roboter suchen Bücher, nehmen sie aus dem Regal und bringen Sie zu Nutzern 5.3 Roboter, die Bücher einstellen können 5.4 Barrieren überwinden - Gedankenspiel: Wie kann man bereits vorgestellte Technologien nutzen, um Barrierefreiheit voranzutreiben? 6 Akzeptanz von Robotern in Bibliotheken 6.1 Erstellung und Durchführung der Umfrage 6.2 Ergebnisse der Umfrage für Bibliotheksnutzer 6.2.1 Bibliotheksnutzung 6.2.2 Allgemeine Einstellung zu Robotern 6.2.3 Einstellung zu Robotern in Bibliotheken 6.2.4 Wer hat geantwortet? 6.3 Ergebnisse der Umfrage für Bibliotheksmitarbeiter 6.3.1 Allgemeine Einstellung zu Robotern 6.3.2 Einstellung zu Robotern in Bibliotheken 6.3.3 Wer hat geantwortet? 6.4 Auswertung und Vergleich 6.5 Zusammenfassung der Ergebnisse 7 Fazit Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Glossar der erwähnten Roboter Literaturverzeichnis A Anhang A.1 Umfrage für Bibliotheksnutzer A.2 Umfrage für Bibliotheksmitarbeiter A.3 Ergebnisse der Umfrage für Bibliotheksnutzer A.4 Ergebnisse der Umfrage für Bibliotheksmitarbeiter

Controlling the robots through a robotic platform has recently been used widely; however, it is necessary to make the platform friendlier in use to bring this product deeply into the family. The screenplay based performance platform (SBPP) of robotic puppet shows proposed in this thesis is a robotic platform composed with cloud computing, User Interface (UI) and Screenplay Interpreter(SI). The users can connect to the UI to edit and setup the screenplay ubiquitously through any device which can link to the internet. Through screenplay interpreter, the robot can perform as the designed screenplay after the setup; that is, one can always designate a different robot to execute during the process of editing, and the actions of these robots will be a message communication with preset meaning. The project of SBPP is divided into two modules: the UI and SI for multi-morphic robots. The work of this thesis takes charge mainly of screenplay interpreter for a variety of robot models and interfacing between NAO(pronounced now) which is a humanoid robot and the screenplay interpreter. And we integrate UI and SI. The integration of the work provides users a friendly UI to edit scenario of NAO and DARwIn-OP such the robot, NAO and DARwIn-OP(Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence - Open Platform), can play in a scenario as the screenplay describing. The system is demonstrated by a play of ¡§do-as-I-do¡¨ and recorded in a video at YouTube, http://www.youtube.com/watch?v=v8ErTOgAQSo.

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