Добірка наукової літератури з теми "Erreur inverse"

If an $m$ by $n$ with $m < n$ matrix $A$ has a right inverse then it has infinitely many right inverses. In fact, $K (AK )^{-1}$ is a right inverse of $A$ for many $n$ by $m$ matrices $K$ of rank $m$. The natural choice for $K$ is the transpose $A'$ of $A$. Thus, we call $A'(AA')^{-1}$ the natural right inverse of $A$. It can be used (not so obviously) to solve $AX = C$ yielding the solution $X = A'(AA')^{-1}C$ which minimizes the length $||X||$. Similarly, if an $n$ by $m$ with $m < n$ matrix $B$ has a left inverse, we call $(B'B)^{-1}B'$ the natural left inverse of $B$. It can be used (in an obvious way) in an attempt "to solve" $BX =C$ yielding the best approximate solution $X =(B'B)^{-1}B'C$ which minimizes the error $|| BX||$.

AbstrakRobot didefinisikan sebagai suatu instrumen yang terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak yang berfungsi untuk membantu pekerjaan manusia. Salah satu pekerjaan yang dapat dilakukan oleh robot adalah proses pemindahan barang dari satu tempat ke tempat yang lain. Sistem gerak robot lengan diadaptasi dari sistem gerak lengan manusia yang memiliki sendi atau disebut dengan joint dan link sebagai penghubung antar joint. Pergerakan robot lengan dapat ditentukan dengan menggunakan metode trial-error atau yang biasa dikenal dengan forward kinematik. Namun, metode ini dinilai lebih memakan waktu dan memori. Untuk mengatasi hal tersebut dibutuhkan metode yang merupakan kebalikan dari metode forward kinematik, yaitu metode invers kinematik. Metode invers kinematik merupakan metode pergerakan robot lengan dengan variabel yang diketahui adalah titik koordinat tujuan. Penelitian dilakukan dengan memberi masukan berupa koordinat (x, y, z) pada mikrokontroler. Data tersebut akan diproses menggunakan metode inver kinematik untuk mendapat sudut yang harus dituju oleh motor servo ( ). Sudut sebenarnya yang dituju robot akan diukur secara langsung menggunakan busur derajat ( ) sebagai pembanding. Dari penelitian yang dilakukan, didapatkan hasil persentase error rata-rata untuk servo 1 sebesar 0,14%, servo 2 sebesar 0,43%, dan servo 3 sebesar 6,47%, servo 3 pada robot lengan memiliki nilai minimal yang bisa dicapai yaitu sebesar 50o. Persentase error rata-rata untuk sumbu X sebesar 0,42%, sumbu Y sebesar 5,03%, dan sumbu Z sebesar 3,46%. Dari hasil tersebut dapat dikatakan bahwa metode invers kinematik merupakan metode yang baik sebagai metode kontrol gerak robot lengan.Kata Kunci: robot lengan. Invers kinematik, forward kinematik. AbstractRobot is determined as an instrument consisting of hardware and software that functions to help human work. One of the jobs that can be done by robots is the process of moving goods from one place to another. Robot arm motion system is adapted from the human arm motion system which has joints and links to connected the joints. The movement of the robot arm can be determined by using the trial-error method or commonly known as forward kinematics. However, this method consumes more time and memory. To overcome this, we need a method which is the opposite of the forward kinematics method, that is inverse kinematics method. Inverse kinematics method is a method of robot arm movement with the coordinates point of destination as the known variable. The study was conducted by providing input in the form of coordinates (x, y, z) on the microcontroller. The data will be processed using inverse kinematics method to get the desired angle that will be reached by the servo motor ( ). The actual angle that the robot is pointing to will be measured directly using a protractor ( ) as a comparison. From the experiments carried out, the average error percentage for servo 1 is 0.14%, servo 2 is 0.43%, and servo 3 is 6.47%, servo 3 on the robot arm has a minimum value that can be achieved that is equal to 50o. The average error percentage for the X axis is 0.42%, the Y axis is 5.03%, and the Z axis is 3.46%. From these results, it can be said that the inverse kinematics method is a good method as a controlling method of robot arm motion.Keywords: robot arm, inverse kinematics, forward kinematics.

Abstrak- Penelitian dilakukan dengan tujuan untuk merancang dan membuat lengan robot pemindah barang berdasarkan ukuran tinggi. Dengan adanya lengan robot pemindah barang ini, maka ketika memindahkan benda dengan massa yang berat dan jarak yang jauh tidak perlu membutuhkan tenaga manusia. Karena hal ini dinilai kurang efektif mengingat keterbatasan kemampuan manusia dalam memindahkan barang berat dan keterbatasan waktu manusia dalam bekerja. Lengan robot ini didesain untuk mengambil dan memindahkan barang dari konveyor ke tempat penempatan barang. Lengan robot menggunakan sensor ultrasonik untuk mengidentifikasi barang. Input dari sensor tersebut akan diproses oleh mikrokontroler dan memberikan instruksi untuk pergerakan lengan robot tersebut. Input dari robot ini berupa koordinat awal dan koordinat akhir yang kemudian dikomputasikan dengan metode inverse kinematics dengan output berupa besar sudut yang dibutuhkan masing masing joint agar lengan robot mencapai titik koordinat tersebut. Hasil dari penelitian yang telah dilakukan, sensor ultrasonik dapat membedakan tipe barang yang ada dengan error terkecil sebesar 0,01% dan error terbesar 4,68%, serta sensor proximity dapat mendeteksi barang pada jarak ≤ 10 cm. Rata-rata error yang terjadi antara koordinat yang diinginkan dengan koordinat yang dihasilkan berdasarkan perhitungan invers kinematics adalah 0-2 cm. Pada pengujian pemindahan barang lengan robot dapat memindahkan sesuai dengan ukuran tinggi dengan tingkat keberhasilan 100 %. Berdasarkan hasil tersebut lengan robot pemindah barang dengan menggunakan metode inverse kinematics ini efektif dalam menjalankan fungsinya memindahkan barang.Kata kunci: Lengan robot, Inverse kinematics.

Objectives: To develop an inverse design model for transistors, utilizing machine learning algorithms to predict key design parameters specifically, the length and width based on specified gain and bandwidth requirements. And to conduct a comprehensive comparative analysis with existing literature, evaluating the efficacy and novelty of the proposed model in the context of semiconductor engineering challenges and methodologies. Methods: The comprehensive dataset, comprising 30,000 values generated through LTspice simulations, forms the basis for training the machine learning model. Utilizing a Random Forest regressor as the base model and a multi-output regressor as the main model, the project involves extensive data analysis, model development, and iterative fine-tuning. Findings: The outcomes demonstrate the efficacy of the developed model in accurately predicting transistor dimensions. Performance metrics, including Mean Absolute Error (MAE), Mean Squared Error (MSE), and R-squared, highlight the precision of the model in fulfilling the specified objectives. Novelty: This study introduces a novel approach to semiconductor device design optimization, showcasing the potential of machine learning to streamline the inverse design process. The use of a multi-output regressor, feature engineering, and fine-tuning through log transformation contribute to the innovative nature of the developed model. Keywords: Machine Learning (ML) model, Random Forest regressor, multi­output regressor, Feature engineering, Fine­tuning

ESPACIALIZAÇÃO DA TEMPERATURA DO AR PARA A REGIÃO DO SUBMÉDIO SÃO FRANCISCO IUG LOPES¹; JULIANA MARIA MEDRADO DE MELO² E BRAULIRO GONÇALVES LEAL³ ¹ Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Rua Dom Manoel de Medeiros, Dois Irmão, CEP: 52171-900 – Recife, PE. iuglopes@hotmail.com² Departamento de Agronomia, Universidade do Estado da Bahia, Rua Edgar Chastinet, s/n - São Geraldo, BA, 48905-680 – Juazeiro, BA. medrado.juliana@gmail.com³ Colegiado de Engenharia da Computação, Universidade Federal do Vale do São Francisco – Campus Juazeiro, Av. Antonio Carlos Magalhães, 510 Country Club, CEP: 48.902-300 – Juazeiro, BA. brauliro.leal@univasf.edu.br 1 RESUMO Dentre as variáveis meteorológicas requeridas para o cálculo do balanço hídrico destacam-se as temperaturas mínimas, médias e máximas do ar, que apresentam uma continuidade no quantitativo de distância e assim permitem de uma maneira mais simples a criação de campos contínuos utilizando métodos de interpolação espacial. O objetivo deste trabalho foi avaliar potências para o método de interpolação do Inverso da Potência da Distância (IPD) na espacialização de valores diários da temperatura no Submédio São Francisco, para os períodos de um ano, das estações do ano (inverno, primavera, verão e outono). Foram obtidos os parâmetros de potência do interpolador Inverso da Potência da Distância das temperaturas mínimas, médias e máximas a partir dos dados medidos em 14 estações meteorológicas automáticas do INMET em operação no Pólo de Desenvolvimento Petrolina-Juazeiro. Foram realizadas interpolações para as épocas: anual, inverno, primavera, verão e outono. A variação diária do erro relativo médio obtida, para a época ano, calculado utilizando os dados de temperatura mínima, média e máxima utilizando o valor da potência do interpolador foram iguais a 3,3; 3,4; e 3,4, respectivamente. Os valores de erro médio foram pequenos quando comparados com o erro instrumental. Palavras-chave: interpolação, validação cruzada, estação meteorológica LOPES, I; MELO, J. M. M.; LEAL, B. G. SPATIALIZATION OF AIR TEMPERATURE TO THE REGION OF SUBMEDIO SÃO FRANCISCO 2 ABSTRACT Among the meteorological variables required for the calculation of the water balance are the temperatures, which present a continuity in the quantitative distance and thus allow in a simpler way the creation of continuous fields using spatial interpolation methods. The objective of this work was to evaluate the power of the Inverse Distance Power (IPD) in the spatialization of daily values of temperature in the Submedia of São Francisco, for the one-year periods of the seasons (winter, spring, summer it's fall). The power parameters of the Inverse Distance Power Interpolator were obtained from the minimum, average and maximum temperatures from the data measured in 14 INMET automatic meteorological stations operating at the Petrolina-Juazeiro Development Pole. Interpolations were performed for annual, winter, spring, summer and fall seasons. The daily variation of the average relative error obtained for the year time, calculated using the data of minimum, average and maximum temperature using the value of the power of the interpolator were equal to 3.3; 3.4; and 3.4, respectively. The mean error values were small when compared to instrumental error. Keywords: interpolation, validation cross, meteorological station

Abstract. Emissions inventories of black carbon (BC), which are traditionally constructed using a "bottom-up" approach based on activity data and emissions factors, are considered to contain a large level of uncertainty. In this paper, an ensemble optimal interpolation (EnOI) data assimilation technique is used to investigate the possibility of optimally recovering the spatially resolved emissions bias of BC. An inverse modeling system for emissions is established for an atmospheric chemistry aerosol model and two key problems related to ensemble data assimilation in the top-down emissions estimation are discussed: (1) how to obtain reasonable ensembles of prior emissions; and (2) establishing a scheme to localize the background-error matrix. An experiment involving a one month simulation cycle with EnOI inversion of BC emissions is performed for January 2008. The bias of the BC emissions intensity in China at each grid point is corrected by this inverse system. The inversed emission over China in January is 240.1 Gg, and annual emission is about 2750 Gg, which is over 1.8 times of bottom-up emission inventory. The results show that, even though only monthly mean BC measurements are employed to inverse the emissions, the accuracy of the daily model simulation improves. Using top-down emissions, the average root-mean-square error of simulated daily BC is decreased by nearly 30 %. These results are valuable and promising for a better understanding of aerosol emissions and distributions, as well as aerosol forecasting.

Abstract This paper is focused on the open loop control of a piezoelectric tube actuator, hindered by a strong hysteresis. The actuator was distinguished with 22 % hysteresis, which hinders the positioning of piezoelectric actuator. One of the possible ways to solve this problem is application of an accurate analytical inversed model of the hysteresis in the control loop. In this paper generalized Prandtl-Ishlinskii model was used for both modeling and open loop control of the piezoelectric actuator. Achieved modeling error does not exceed max. 2.34 % of the whole range of tube deflection. Finally, the inverse hysteresis model was applied to the control line of the tube. For the same input signal (damped sine 0.2 Hz) as for the model estimation the positioning error was max. 4.6 % of the tube deflection. Additionally, for a verification reason three different complex harmonic functions were applied. For the verification functions, still a good positioning was obtained with positioning error of max.4.56 %, 6.75 %and5.6%of the tube deflection.

Ce travail de recherche propose une solution aux problèmes inverses probabilistes avec des outils de la statistique bayésienne. Le problème inverse considéré est d'estimer la distribution d'une variable aléatoire non observée X à partir d'observations bruitées Y suivant un modèle physique coûteux H. En général, de tels problèmes inverses sont rencontrés dans le traitement des incertitudes. Le cadre bayésien nous permet de prendre en compte les connaissances préalables d'experts en particulier lorsque peu de données sont disponibles. Un algorithme de Metropolis-Hastings-within-Gibbs est proposé pour approcher la distribution a posteriori des paramètres de X avec un processus d'augmentation des données. A cause d'un nombre élevé d'appels, la fonction coûteuse H est remplacée par un émulateur de krigeage (métamodèle). Cette approche implique plusieurs erreurs de natures différentes et, dans ce travail,nous nous attachons à estimer et réduire l'impact de ces erreurs. Le critère DAC a été proposé pour évaluer la pertinence du plan d'expérience (design) et le choix de la loi apriori, en tenant compte des observations. Une autre contribution est la construction du design adaptatif adapté à notre objectif particulier dans le cadre bayésien. La méthodologie principale présentée dans ce travail a été appliquée à un cas d'étude en ingénierie hydraulique
This thesis provides a probabilistic solution to inverse problems through Bayesian techniques.The inverse problem considered here is to estimate the distribution of a non-observed random variable X from some noisy observed data Y explained by a time-consuming physical model H. In general, such inverse problems are encountered when treating uncertainty in industrial applications. Bayesian inference is favored as it accounts for prior expert knowledge on Xin a small sample size setting. A Metropolis-Hastings-within-Gibbs algorithm is proposed to compute the posterior distribution of the parameters of X through a data augmentation process. Since it requires a high number of calls to the expensive function H, the modelis replaced by a kriging meta-model. This approach involves several errors of different natures and we focus on measuring and reducing the possible impact of those errors. A DAC criterion has been proposed to assess the relevance of the numerical design of experiments and the prior assumption, taking into account the observed data. Another contribution is the construction of adaptive designs of experiments adapted to our particular purpose in the Bayesian framework. The main methodology presented in this thesis has been applied to areal hydraulic engineering case-study

L'utilisation d'intelligences artificielles, dont les implémentations reposent souvent sur des réseaux de neurones artificiels, se démocratise maintenant dans une grande variété de tâches. En effet, ces modèles d'apprentissage profond produisent des résultats bien meilleurs que de nombreux algorithmes spécialisés précédemment utilisés et sont donc amenés à être déployés à grande échelle.C'est dans ce contexte de développement très rapide que des problématiques liées au stockage de ces modèles émergent, car ils sont parfois très profonds et comprennent donc jusqu'à des milliards de paramètres, ainsi que des problématiques liées à leurs performances en termes de calcul tant d'un point de vue de précision que de coût en temps et en énergie. Pour toutes ces raisons, l'utilisation de précision réduite est de plus en plus indispensable.D'autre part, il a été noté que les réseaux de neurones souffrent d'un manque d'interprétabilité, étant donné qu'ils sont souvent des modèles très profonds, entraînés sur de vastes quantités de données. Par conséquent, ils sont très sensibles aux perturbations qui peuvent toucher les données qu'ils traitent. Les attaques adverses en sont un exemple ; ces perturbations, souvent imperceptibles à l'œil humain, sont conçues pour tromper un réseau de neurones, le faisant échouer dans le traitement de ce qu'on appelle un exemple adverse. Le but de cette thèse est donc de fournir des outils pour mieux comprendre, expliquer et prédire la sensibilité des réseaux de neurones artificiels à divers types de perturbations. À cette fin, nous avons d'abord étendu à des réseaux de neurones artificiels certains concepts bien connus de l'algèbre linéaire numérique, tels que le conditionnement et l'erreur inverse. Nous avons donc établi des formules explicites permettant de calculer ces quantités et trouvé des moyens de les calculer lorsque nous ne pouvions pas obtenir de formule. Ces quantités permettent de mieux comprendre l'impact des perturbations sur une fonction mathématique ou un système, selon les variables qui sont perturbées ou non.Nous avons ensuite utilisé cette analyse d'erreur inverse pour démontrer comment étendre le principe des attaques adverses au cas où, non seulement les données traitées par les réseaux sont perturbées, mais également leurs propres paramètres. Cela offre une nouvelle perspective sur la robustesse des réseaux neuronaux et permet, par exemple, de mieux contrôler la quantification des paramètres pour ensuite réduire la précision arithmétique utilisée et donc faciliter leur stockage. Nous avons ensuite amélioré cette approche, obtenue par l'analyse d'erreur inverse, pour développer des attaques sur les données des réseaux comparables à l'état de l'art. Enfin, nous avons étendu les approches d'analyse d'erreurs d'arrondi, qui jusqu'à présent avaient été abordées d'un point de vue pratique ou vérifiées par des logiciels, dans les réseaux de neurones en fournissant une analyse théorique basée sur des travaux existants en algèbre linéaire numérique. Cette analyse permet d'obtenir des bornes sur les erreurs directes et inverses lors de l'utilisation d'arithmétiques flottantes. Ces bornes permettent à la fois d'assurer le bon fonctionnement des réseaux de neurones une fois entraînés, mais également de formuler des recommandations concernant les architectures et les méthodes d'entraînement afin d'améliorer la robustesse des réseaux de neurones
The use of artificial intelligence, whose implementations are often based on artificial neural networks, is now becoming widespread across a wide variety of tasks. These deep learning models indeed yield much better results than many specialized algorithms previously used and are therefore being deployed on a large scale.It is in this context of very rapid development that issues related to the storage of these models emerge, since they are sometimes very deep and therefore comprise up to billions of parameters, as well as issues related to their computational performance, both in terms of accuracy and time- and energy-related costs. For all these reasons, the use of reduced precision is increasingly being considered.On the other hand, it has been noted that neural networks suffer from a lack of interpretability, given that they are often very deep models trained on vast amounts of data. Consequently, they are highly sensitive to small perturbations in the data they process. Adversarial attacks are an example of this; since these are perturbations often imperceptible to the human eye, constructed to deceive a neural network, causing it to fail in processing the so-called adversarial example.The aim of this thesis is therefore to provide tools to better understand, explain, and predict the sensitivity of artificial neural networks to various types of perturbations.To this end, we first extended to artificial neural networks some well-known concepts from numerical linear algebra, such as condition number and backward error. These quantities allow to better understand the impact of perturbations on a mathematical function or system, depending on which variables are perturbed or not.We then use this backward error analysis to demonstrate how to extend the principle of adversarial attacks to the case where not only the data processed by the networks is perturbed but also their own parameters. This provides a new perspective on neural networks' robustness and allows, for example, to better control quantization to reduce the precision of their storage. We then improved this approach, obtained through backward error analysis, to develop attacks on network input comparable to state-of-the-art methods.Finally, we extended approaches of round-off error analysis, which until now had been approached from a practical standpoint or verified by software, in neural networks by providing a theoretical analysis based on existing work in numerical linear algebra.This analysis allows for obtaining bounds on forward and backward errors when using floating-point arithmetic. These bounds both ensure the proper functioning of neural networks once trained, and provide recommendations on architectures and training methods to enhance the robustness of neural networks

Les matériaux composites sont de plus en plus importants dans la communauté de l’industrie. Pour l’identification du comportement mécanique anisotrope et hétérogène de certains composite, les mesures de champs cinématiques sont répandues dans la communauté mécanique, parce qu’elles offrent de riches informations en déplacement ou déformation permettant d’exploiter des essais hétérogènes. Dans les dernières années, certaines identifications inverses spécifiques ont été proposées, mais certains de ces méthodes ne considèrent le problème d’identification que sur la zone de mesure ou ont généralement besoin de conditions limites pour être mises en œuvre. Cependant, mener l’identification sur l’ensemble de l’éprouvette (au-delà de la zone de mesure) offre la possibilité de tenir compte d’information de conditions limites supplémentaire, même si dans le même temps, cela amène à traiter d’autres bords sous conditions limites. L’Erreur en Relation de Comportement Modifiée (ERC-M) permet de traiter ce type de cas en prenant en compte l’ensemble des informations disponibles d’un point de vue théorique et expérimental sans hypothèse supplémentaire. Pour l’identification des propriétés élastiques, une première stratégie mono-échelle a été proposée et permet effectivement de traiter les différents types de conditions limites ainsi que leur absence. Pour un matériau hétérogène, les mesures ne sont pas assez riches pour permettre l’identification des propriétés élastiques hétérogènes en dehors de la zone de mesure. Une approche multi-échelle est donc proposée permettant de tenir compte de toute l’éprouvette, dans laquelle des propriétés micros hétérogènes sont recherchées sur la zone de mesure et des propriétés macros homogènes sur l’ensemble du domaine
Composite materials are more and more important in the industry community. For the identification of the heterogeneous and anisotropic mechanical behavior of some composite, the full-field measurements are widespread in the mechanics community, because they can offer a very rich information of displacement or strain to exploit heterogeneous tests. During last thirty years, some specific inverse identification strategies have been proposed but most of these methods consider the identification problem only on the measured area and would usually need boundary conditions to be performed. However, the boundary conditions are not always completely known and might not be on the measurement zone. There is hence a need of identification methods allowing both the identification over the whole specimen and the dealing of missing boundary conditions. The Modified Constitutive Relation Error (M-CRE) allows dealing with such situations through the taking into account of the whole available information from a theoretical and experimental point of view without additional assumption. For the identification of elastic properties, a first mono-scale strategy has been proposed and actually used to process different types of boundary conditions as well as their absence. Considering the identification of heterogeneous elastic properties, the lack of information outside the measurement zone prevents from identifying heterogeneous properties in this area. It leads us to propose a multi-scale approach where micro heterogeneous properties are sought at the measurement level and macro homogeneous ones at the specimen level

Des nombreuses industries composites cherchent à étendre le champ d'application des composites structuraux à fibres continues pour d'autre marché que l'aéronautique. Être compétitif sur ces marchés potentiels, tel l'automobile, implique de se conformer à des contraintes différentes; de coût, de temps de mise en œuvre, de trace écologique. Dans ce cadre les résines thermodurcissables sont remplacées par des résines thermoplastiques permettant des temps de cycle cours. Ces temps de cycle cours favorisent l'apparition de défauts potentiellement important et une question récurrente dans ce cadre est: Comment traiter des défauts? Un des aspects de cette question est celui de la détection et de la caractérisation des défauts. L'approche actuelle est celle des techniques non destructives. Celles ci sont longues, coûteuses et complexes et apparaissent donc mal adaptées aux contraintes de coûts et de temps caractéristique de la plupart des produits grands diffusions. Ce problème a motivé ce travail de thèse: est-il possible de détecter et d'estimer l'effet des défauts sans avoir recours à des techniques d'essais non destructifs complexes et coûteuses? Une réponse acceptable pourrait conduire à moins de précision, mais devrait fournir des informations quantitatives suffisantes pour les applications. La voie étudiée dans cette thèse est celle de l'exploitation par approches inverse d'essais mécaniques statiques suivis par mesure de champs par corrélation d'images numériques. Seuls la localisation et la caractérisation de grands défauts est visée. Des essais de flambement ont été choisis en raison de leur sensibilité supposée aux défauts. Parmi les approches inverses, nous nous sommes concentrés sur la méthode de l'erreur en relation de comportement modifiée (MCRE). En effet cette méthode a, par le passé, montrée de très bonnes propriétés de localisation dans le cas d'essais de vibrations couvrant plusieurs fréquences propres. En vue d'obtenir une formulation simple et rapide nous avons privilégié une exploitation approchée des essais par l'intermédiaire d'une approche linéarisée du flambage. Une extension de la MCRE dans ce cadre a été proposée. Cette formulation pose, notamment la difficulté de traiter des résultats expérimentaux qui se présentent non pas sous la forme d'une réponse de flambage pure mais, en raison des défauts géométriques, d'une réponse non-linéaire dés le début des essais. Pour essayer de contourner cette difficulté une exploitation des essais au moyen du diagramme de Southwell a été utilisée. Elle permet, au moins pour des éprouvettes élancées, de déterminer la charge critique théorique d'une éprouvette sans défauts géométriques mais avec défauts matériels. La stéréo corrélation d'images numériques (StereoDIC) est exploitée pour reconstruire la déformée la forme de l'échantillon pendant le test. Les intérêts et les limites de la méthodologie sont discutés sur la base d'essais numériques et l'essai flambage est comparé aux essais de traction, flexion ou de vibration. Il est montré que l'exploitation d'essais de flambage par l'approche proposée est efficace au moins dans le cas d'imperfections géométriques modérées. Finalement la méthode est exploitée dans le cas d'essais expérimentaux à la fois pour un spécimen presque parfait et pour une pièce défectueuse, où une zone d'ondulation de la fibre est introduite. Les résultats obtenus sont encourageants
Composite materials are nowadays extending their operational field to industrial applications other than aeronautics. New potential markets, such as automotive, imply the need to comply with different constraints; reduced cost and production time become more binding, taking the lead over the complete absence of defects. The drawback to fast automatized procedure is the higher defectiveness of the components produced, a deeper control of the part is therefore needed. Non-destructive techniques are expensive both in terms of cost and time and therefore the main question we tried to answer in this thesis is: is it possible to detect and estimate the effect of defects without resorting to the complex and time-consuming NDT techniques? An acceptable answer may potentially lead to a lower precision but should guarantee sufficient quantitative information for these applications. The thesis aims at exploring possibilities to use classical mechanical test combined with Digital Image correlation and inverse procedure to localize and characterized possible (large) defects. Buckling tests have been chosen at first due their supposed sensitivity to defects. Among the possible inverse technique, we have chosen to extend the so-called Modified Error in Constitutive Relation to the case of buckling because, in the case of vibration tests performed with several frequencies, the MCRE proved to have very good localization properties. The dedicated formulation of the MCRE for linearized buckling requires a post-processing of the non-linear experimental results. The Southwell plot is here employed to reconstruct the eigenvalue, the critical load, of the equivalent eigenvalue problem (i.e. the solution of the problem with material defect and no geometrical ones) and the Stereo Digital Image Correlation (StereoDIC) is exploited to reconstruct the deformed shape of the specimen during the test, used as mode. The interests and limits of the methodology are discussed notably through the comparison of numerical results using the MCRE in case of traction, flexion or vibration tests. It is shown that the linearized buckling based MCRE technique proves well for pseudo-experimental measurements at least for moderate geometrical imperfections. In addition first experiments have been performed; the defects are characterized from real experimental specimens, both for a nominally perfect specimen and for a defective one, where a zone of fibre waviness is induced. Stereo Digital Image Correlation (StereoDIC) is exploited to reconstruct the deformed shape of the specimen during the test, this shape being used as an approximation of the buckling mode. While on the first one no defects are detected, on the flawed specimen the localized area is in reasonable agreement with the area affected by fibre undulations

Dans les études géophysiques, l'assimilation de données a pour but d'estimer l'état d'un système ou les paramètres d'un modèle physique de façon optimale. Pour ce faire, l'assimilation de données a besoin de trois types d'informations : des observations, un modèle physique/numérique et une description statistique de l'incertitude associée aux paramètres du système. Dans ma thèse, de nouvelles méthodes d'assimilation de données sont utilisées pour l'étude de la physico-chimie de l'atmosphère: (i) On y utilise de manière conjointe la méthode 4D-Var avec un modèle sous-maille statistique pour tenir compte des erreurs de représentativité. (ii) Des échelles multiples sont prises en compte dans la méthode d'estimation BLUE. (iii) Enfin, la méthode du maximum de vraisemblance est appliquée pour estimer des hyper-paramètres qui paramètrisent les erreurs à priori. Ces trois approches sont appliquées de manière spécifique à des problèmes de modélisation inverse des sources de polluant atmosphérique. Dans une première partie, la modélisation inverse est utilisée afin d'estimer les émissions de monoxyde de carbone sur un domaine représentant la France. Les stations du réseau d'observation considérées sont impactées par les erreurs de représentativité. Un modèle statistique sous-maille est introduit. Il est couplé au système 4D-Var afin de réduire les erreurs de représentativité. En particulier, les résultats de la modélisation inverse montrent que la méthode 4D-Var seule n'est pas adaptée pour gérer le problème de représentativité. Le système d'assimilation des données couplé conduit à une meilleure représentation de la variabilité de la concentration de CO avec une amélioration très significative des indicateurs statistiques. Dans une deuxième partie, on évalue le potentiel du réseau IMS (International Monitoring System) du CTBTO pour l'inversion d'une source accidentelle de radionucléides. Pour évaluer la performance du réseau, une grille multi-échelle adaptative pour l'espace de contrôle est optimisée selon un critère basé sur les degrés de liberté du signal (DFS). Les résultats montrent que plusieurs régions restent sous-observées par le réseau IMS. Dans la troisième et dernière partie, sont estimés les émissions de Composés Organiques Volatils (COVs) sur l'Europe de l'ouest. Cette étude d'inversion est faite sur la base des observations de 14 COVs extraites du réseau EMEP. L'évaluation des incertitudes des valeurs des inventaires d'émission et des erreurs d'observation sont faites selon le principe du maximum de vraisemblance. La distribution des inventaires d'émission a été supposée tantôt gaussienne et tantôt semi-normale. Ces deux hypothèses sont appliquées pour inverser le champs des inventaires d'émission. Les résultats de ces deux approches sont comparés. Bien que la correction apportée sur les inventaires est plus forte avec l'hypothèse Gaussienne que semi-normale, les indicateurs statistiques montrent que l'hypothèse de la distribution semi-normale donne de meilleurs résultats de concentrations que celle Gaussienne
Data assimilation in geophysical sciences aims at optimally estimating the state of the system or some parameters of the system's physical model. To do so, data assimilation needs three types of information: observations and background information, a physical/numerical model, and some statistical description that prescribes uncertainties to each componenent of the system.In my dissertation, new methodologies of data assimilation are used in atmospheric chemistry and physics: the joint use of a 4D-Var with a subgrid statistical model to consistently account for representativeness errors, accounting for multiple scale in the BLUE estimation principle, and a better estimation of prior errors using objective estimation of hyperparameters. These three approaches will be specifically applied to inverse modelling problems focussing on the emission fields of tracers or pollutants. First, in order to estimate the emission inventories of carbon monoxide over France, in-situ stations which are impacted by the representativeness errors are used. A subgrid model is introduced and coupled with a 4D-Var to reduce the representativeness error. Indeed, the results of inverse modelling showed that the 4D-Var routine was not fit to handle the representativeness issues. The coupled data assimilation system led to a much better representation of theCO concentration variability, with a significant improvement of statistical indicators, and more consistent estimation of the CO emission inventory. Second, the evaluation of the potential of the IMS (International Monitoring System) radionuclide network is performed for the inversion of an accidental source. In order to assess the performance of the global network, a multiscale adaptive grid is optimised using a criterion based on degrees of freedom for the signal (DFS). The results show that several specific regions remain poorly observed by the IMS network. Finally, the inversion of the surface fluxes of Volatile Organic Compounds (VOC) are carried out over Western Europe using EMEP stations. The uncertainties of the background values of the emissions, as well as the covariance matrix of the observation errors, are estimated according to the maximum likelihood principle. The prior probability density function of the control parameters is chosen to be Gaussian or semi-normal distributed. Grid-size emission inventories are inverted under these two statistical assumptions. The two kinds of approaches are compared. With the Gaussian assumption, the departure between the posterior and the prior emission inventories is higher than when using the semi-normal assumption, but that method does not provide better scores than the semi-normal in a forecast experiment

Depuis plusieurs années, les évolutions considérables survenues au niveau des moyens de calcul à disposition ont entraîné de nouvelles pratiques de simulation des structures mécaniques. Parmi ces nouvelles pratiques celle qui motive ces travaux de thèse est le paradigme Dynamic Data Driven Application Systems (DDDAS). L’idée fondatrice de cette approche est de mettre en place un dialogue entre un système physique et son modèle numérique. L’objectif est alors de (i) permettre un recalage du modèle numérique à l’aide de mesures faites sur le système physique ; (ii) contrôler l’évolution du système physique à l’aide de la prédiction faite par la simulation numérique. La difficulté majeure est de réaliser ce dialogue en temps réel. Ces travaux de thèse se focalisent sur l’étape de recalage de modèle du paradigme DDDAS. La problématique est alors de développer des méthodes et outils de résolution de problèmes inverses prenant en compte diverses contraintes à savoir : (i) une robustesse vis-à-vis des données corrompues ; (ii) une généricité permettant de considérer une grande variété de problèmes et de modèles mécaniques ; (iii) un temps de calcul réduit afin de tendre vers un recalage de modèle en temps réel. Le point de départ de ces travaux est l’Erreur en Relation de Comportement modifiée, approche énergétique dédiée à la résolution des problèmes inverses en mécanique, s’étant notamment illustrée par sa grande robustesse vis-à-vis des bruits de mesure. Dans un premier temps, afin de garantir un processus d’identification rapide, nous avons couplé l’Erreur en Relation de Comportement modifiée avec la réduction de modèle PGD dans le cadre de modèle linéaire, permettant ainsi de mettre en place un processus d’identification rapide et automatique. Ensuite, dans le but d’être appliquée au paradigme DDDAS, nous avons développé une démarche d’identification reposant sur un processus d’assimilation de données (le filtre de Kalman) et utilisant l’Erreur en Relation de Comportement modifiée comme opérateur d’observation toujours dans le cadre de problèmes linéaires. Nous avons ensuite étendu cette méthode d’assimilation de données à la problématique de l’identification de champs de paramètres en introduisant une séparation des discrétisations spatiales et des outils provenant de l’adaptation de maillage. Nous avons ensuite abordé la problématique des modèles mécaniques non-linéaires, au travers de modèles d’endommagement et de visco-plasticité. Pour cela nous avons dans un premier temps reformulé et étendu le concept d’Erreur en Relation de Comportement modifiée à ce cadre non-linéaire matériau et nous avons mis en place un processus de résolution dédié, s’inspirant de la méthode LaTIn. Pour finir nous avons introduit cette reformulation de l’Erreur en Relation de Comportement modifiée au sein de la méthode d’assimilation de données développée précédemment afin de traiter le recalage dynamique de modèles non-linéaires
For several years, the considerable changes that have occurredin computing tools have led to new practices in the simulation of mechanical structures. Among them, the motivation for this work is the Dynamic Data Driven Application Systems paradigm (DDDAS). The founding idea of this approach is to establish a dialogue between a physical system and its numericalmodel. The objective is then to (i) allow a calibration of the numerical model by means of measurements performed on the physical system; (ii) control the evolution of the physical system using theprediction given by numerical simulation. The major difficulty is to realize this dialogue in real time. This work focuses on the model updating step of the DDDAS paradigm. The problem is then to develop methods and tools to solve inverse problems taking into account various constraints, namely: (i) robustness with respect to corrupted data; (ii) genericity for considering a wide variety of problems and mechanical models; (iii) a reduced computation time in order to tend towards a real-time model updating.The starting point of this work is the modified Constitutive Relation Error, an energetic approach dedicated to the solution of inverse problems in mechanics, notably illustrated by its robustness with respect to measurement noises. First, in order to guarantee a fast identification process, we have coupled the modified Constitutive Relation Error with the PGD model reduction in the linear model framework, thus enabling a fast and automatic identification process. Then, in order to be applied to the DDDAS paradigm, we have developed an identification method based on a data assimilation process (the Kalman filter) and using the modified Constitutive Relation Error as an observer alwayswithin the framework of linear problems. We have then extended this data assimilation approach to the problem of the identification of parameter fields by introducing a separation of the spatial discretizations and by introducing tools resulting from the mesh adaptation framework. We have then addressed the problem of non-linear mechanical models, through damage and visco-plasticitymodels. To this end, we have first recast and extended the concept of the modified Constitutive Relation Error to this nonlinear material framework and we have implemented a dedicated resolution process, based on the LaTIn method. Finally, we have introduced this reformulation of the modified Constitutive Relation Error in the previously data assimilation method in order to process the model updating of nonlinear models

La caractérisation des propriétés matérielles basée sur le dialogue essai-calcul requiert des précautions quant à la prise en compte des grandeurs physiques mises en jeu, aussi bien mesurées que calculées. Les mesures de champs cinématiques délivrent des informations qui permettent de rendre compte du comportement local du matériau et constituent une entrée riche pour ce type de dialogue axé sur la confrontation modèle - mesure. L'objet de ce travail est de discuter l'identification de propriétés élastiques homogènes ou hétérogènes, basée sur l'exploitation de mesures de champs, qui soulève la problématique de la prise en compte de mesures perturbées et d'hypothèses fortes de modélisation. Le but de cette étude est de discuter deux manières différentes pour aborder le problème. La première consiste à traiter les mesures en amont de l'étape d'identification, afin de filtrer les perturbations de mesures, et est basée sur l'outil d'approximation diffuse. La seconde consiste à développer une méthode d'identification inverse à partir d'essais quasi-statiques cherchant à tenir compte du caractère incertain des mesures, dès sa formulation, en utilisant l'ensemble des informations théoriques et expérimentales disponibles, en particulier en l'absence d'informations sur les conditions aux limites. Cette méthode est basée sur les principes de l'erreur en relation de comportement modifiée, amenant à résoudre des problèmes éléments finis non standards, et a conduit à mettre en œuvre des méthodes de résolution adaptées. L'étude a permis de souligner la robustesse de la méthode face aux incertitudes de mesure, notamment en comparaison avec le recalage par éléments finis.

Il est montre qu'un bon conditionnement du probleme peut etre assure en limitant de facon explicite la resolution desiree sur l'objet a reconstruire. La procedure interactive developpee sur la base du principe de regularisation permet d'estimer tous les parametres "cles" du probleme. L'influence des divers parametres du probleme sur la qualite de la reconstruction est mise en evidence par des resultats obtenus lors de la deconvolution partielle d'images simulees. Le processus est ensuite applique a des spectres de pertes d'energie experimentaux obtenus en microscopie electronique

Les travaux de thèse portent sur l'identification paramétrique en dynamique transitoire à partir des mesures fortement bruitées, l'un des objectifs à long terme étant de proposer une méthode d’identification peu intrusive afin de pouvoir être implémentée dans des codes de calcul éléments finis commerciaux. Dans ce travail, le concept de l'erreur en relation de comportement modifiée a été retenu pour traiter le problème d’identification des paramètres matériau. La minimisation de la fonctionnelle coût sous contraintes débouche, dans le cas de la dynamique transitoire, sur un problème dit « aux deux bouts » dans lequel il s’agit de résoudre un problème différentiel spatio-temporel avec des conditions à la fois initiales et finales en temps. Il en résulte un problème couplé entre les champs direct et adjoint dont le traitement est délicat. Dans un premier temps, des méthodes précédemment développées telles que la « méthode de Riccati » et la « méthode de tirs » ont été étudiées. Il est montré que l’identification par ces méthodes est robuste même pour des mesures fortement corrompues, mais qu’elles sont limitées par la complexité d’implémentation dans un code industriel, des problèmes de conditionnement ou de coût de calcul. Dans un second temps, une approche itérative basée sur une méthode de sur-relaxation a été développée et comparée à celles précédemment mentionnées sur des exemples académiques, validant l’intérêt de cette nouvelle approche. Enfin, des comparaisons ont été menées entre cette technique et une variante « discrétisée » de la formulation introduite par Bonnet et Aquino [Inverse Problems, vol. 31, 2015]
This thesis deals with parameters identification in transient dynamic in case of highly noisy experimental data. One long-term goal is the derivation of a non-intrusive method dedicated to the implementation in a commercial finite element code.In this work, the modified error in the constitutive relation framework is used to treat the identification of material parameters. The minimization of the cost function under constraints leads, in the case of transient dynamics, to a « two points boundary value problem » in which the differential space-time problem involves both initial and final time conditions. This results in a problem coupling the direct and adjoint fields, whose treatment is difficult.In the first part, methods such as those based on the « Riccati equations » and the « shooting methods » have been studied. It is shown that the identification is robust even in the case of highly corrupted measures, but these methods are limited either by the implementation intrusiveness, conditioning problems or the numerical cost.In the second part, an iterative over-relaxation approach is developed and compared to the aforementioned approaches on academic problems in order to validate the interest of the method. Finally, comparisons are carried out between this approach and a « discretized » variation of the formulation introduced by Bonnet and Aquino [Inverse Problems, vol. 31, 2015]

SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) est une des missions d'exploration de la Terre menées par l'ESA dans le cadre de ses missions dites d'opportunité. Son objectif est l'observation, à une échelle globale, de l'humidité des sols et de la salinité des océans, deux paramètres importants pour une meilleure modélisation du climat et de meilleures prévisions météorologiques. Ces variables sont mesurées de manière indirecte par l'instrument MIRAS, un radiomètre micro-onde imageur dont le principe observationnelle repose sur l'interférométrie et la synthèse d'ouverture. Dans le cadre de cette mission, le problème de la reconstruction de la distribution de température de brillance des scènes observées à partir des données interférométriques est la clef de la réussite de la mission. Il a été démontré que ce problème est mal posé et doit être régularisé afin de fournir une solution unique et stable. Lors de cette thèse, la méthode de régularisation retenue par l'ESA pour la reconstruction de la distribution de la température de brillance est tout d'abord étudiée. Le problème de l'erreur systématique, ou biais de reconstruction, qui peut parfois être importante est ensuite traité et une approche efficace de réduction de cette erreur est proposée et validée. Une extension de cette méthode aux deux modes polarimétrique de SMOS polarisation double et polarisation totale) est ensuite proposée. Deux autres problèmes liés à la reconstruction d'image sont aussi étudiés. Dans un premier temps, l'effet de deux genres de pannes de certains éléments de MIRAS sur la qualité de la reconstruction est étudié. Ensuite, l'étalonnage des diagrammes d'antennes de MIRAS, une fois en orbite, est abordé où une méthode est proposée pour estimer ces diagrammes d'antennes
Synthetic aperture imaging radiometers are powerful sensors for high-resolution observations of the Earth at low microwave frequencies. Within this context, the European Space Agency is currently developing the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission devoted to the monitoring of SMOS at global scale from L-band space-borne radiometric observations obtained with a 2-D interferometer. This PhD is concerned with the reconstruction of radiometric brightness temperature maps from interferometric measurements through a regularization approach called Band Limited Regularization. More exactly, it concerns with the reduction of the systematic error (or bias) in the reconstruction of radiometric brightness temperature maps from SMOS interferometric measurements. It also extends the concept of "band-limited regularization approach" to the case of the processing of dual and full polarimetric data. Also, two problems that may affect the quality of the reconstruction are investigated. First, the impact of correlators and receivers failures on the reconstruction process is studied. Then, the calibration of MIRAS antenna's voltage patterns, when the instrument is in orbit, is also studied where a general approach is proposed to estimate this antenna's patterns

Chapter 6 addresses the sub-category of internal validity defined by Shadish et al., as statistical conclusion validity, or “validity of inferences about the correlation (covariance) between treatment and outcome.” The common threats to statistical conclusion validity can arise, or become plausible through either model misspecification or through hypothesis testing. The risk of a serious model misspecification is inversely proportional to the length of the time series, for example, and so is the risk of mistating the Type I and Type II error rates. Threats to statistical conclusion validity arise from the classical and modern hybrid significance testing structures, the serious threats that weigh heavily in p-value tests are shown to be undefined in Beyesian tests. While the particularly vexing threats raised by modern null hypothesis testing are resolved through the elimination of the modern null hypothesis test, threats to statistical conclusion validity would inevitably persist and new threats would arise.

Este libro contiene artículos de destacados profesores, los cuales reflexionan sobre temas de amplia repercusión en la teoría jurídica contemporánea. En el artículo Modest Objectivity e Interpretación Jurídica Aldo Schiavello analiza el trabajo de Jules Coleman y Brian Leiter sobre su propuesta de objetividad (denominada modest objectivity) y que aspira a superar el carácter indeterminable de las decisiones judiciales. Para Schiavello esta propuesta es insatisfactoria, pues debemos tener en cuenta que la noción filosófica de objetividad se relaciona con un determinado paradigma filosófico y epistemológico y en esa medida condicionan la estructura mental del sujeto. Schiavello nos recuerda que podemos distinguir entre varias nociones de objetividad. La clásica división entre objetividad fuerte y objetividad débil. La objetividad es fuerte cuando es independiente del mundo interior y es débil cuando es compartido por una comunidad lingüística. Pero interesante clasificación es la realizada por Andrei Marmor, quien diferencia entre objetividad semántica, objetividad metafísica y objetividad lógica. Según Marmor un enunciado es objetivo semánticamente si gira en torno a un objetivo y es subjetivo si afecta el estado mental de quien lo produce. Es decir, saber si un discurso es objetivo o subjetivo es la intención lingüística del hablante, además, esta dicotomía se caracteriza porque no tiene una relación con la verdad A diferencia de la objetividad semántica, la objetividad metafísica está muy estrechamente relacionada a la noción de verdad. Un enunciado es objetivo metafísicamente si existe una correspondencia entre un enunciado y el objeto en el mundo que describe con las propiedades correspondientes a su descripción en el enunciado en cuestión. Marmor afirma que entre la objetividad metafísica y realismo metafísico no existe una relación necesaria. Por un lado, el realismo moral afirma que es posible predicar la verdad o la falsedad de enunciados que contienen valoraciones morales, estos enunciados son verdaderos o falsos sin tomar en cuenta nuestras opiniones y que los estándares del razonamiento moral son un método adecuado para incrementar el conocimiento moral. Por último, la objetividad lógica implica la verdad, pero no implica determinabilidad. No es sencillo diferenciar entre objetividad lógica y objetividad metafísica, pues se puede afirmar que la objetiva metafísica implica objetiva lógica, pero no se puede afirmar lo mismo a la inversa. En tal sentido, la relación entre objetividad y conceptos como realismo, verdad y determinabilidad, cambia según el concepto de objetividad asumido. Para Schiavello, el concepto de objetividad propuesto por Coleman y Leiter es una propuesta intermedia entre objetividad metafísica y objetividad lógica. Schiavello señala que en el campo jurídico, el problema de la objetividad se relaciona con la interpretación y aplicación normativa e implica un conjunto de presupuestos teóricos sobre la concepción del derecho y la interpretación jurídica, además de relacionarse, generalmente, con el ideal de la seguridad jurídica. Es en este aspecto en el cual la objetividad se vincula con aspectos políticos, es decir, con un modelo de organización política como el Estado liberal de Derecho en el cual la certeza tiene un papel importante y que además de las normas generales es importante tener certidumbre sobre la interpretación y aplicación que realizarán los jueces. Schiavello nos recuerda que el tema de la objetividad de la interpretación del derecho está vinculado al valor de la certeza y, por lo tanto, los discursos sobre la objetividad plantean no solo cuestiones filosóficas sino también tiene repercusiones y relaciones políticas que se deben considerar. Como afirma el autor “una concepción de la objetividad de la interpretación del derecho presupone, implícita o explícitamente, una concepción de la identificación del derecho; las teorías de la identificación del derecho que excluyen la referencia a valores morales por los criterios de validez permiten identificar el derecho de manera más precisa que otras; quien, como Coleman o Dworkin, defiende la objetividad de la interpretación a partir de una concepción de la identificación del derecho que no excluye la referencia a valores morales por los criterios de validez, debe tomar en serio los problemas que ello conlleva”. Coleman y Leiter aspiran a construir una concepción liberal del derecho de las críticas formuladas por el Critical Legal Studies Movement. Ambos autores señalan que el error del Critical Legal Studies Movement es que la intrínseca indeterminación del derecho es incompatible con una concepción liberal del mismo. Recordemos que en el esquema de organización política de un Estado, uno de los postulados del liberalismo es un poder legislativo elegido democráticamente y las leyes aprobadas son aplicadas por el poder judicial, por ello, las decisiones judiciales deben ser determinadas. En tal sentido, las razones más importantes para decidir una disputa legal las proporcionan los legisladores. Si estas razones no motivan las decisiones de los jueces, entonces es dudoso afirmar la existencia de reglas democráticas en el Estado. Las objeciones que se han dirigido a la propuesta de reconstrucción de la determinabilidad en el derecho formulada por Coleman y Leiter son dos. La primera objeción está vinculada a la imposibilidad de distinguir con precisión los casos fáciles de los casos difíciles y la segunda se refiere al problema de la llamada indeterminación de segundo nivel. Según ambos autores el problema de la objetividad se refiere al status de los hechos jurídicos y la autoridad del derecho está justificado solo si los hechos jurídicos son objetivos. Coleman y Leiter rechazan la objetividad en sentido fuerte, es decir, lo que parece correcto a alguien no puede determinar lo correcto para los demás, también rechaza la objetividad mínima según la cual lo que parece correcto a la mayor parte de los miembros de una comunidad determina lo que es efectivamente correcto. Ambos autores están a favor de un “objetividad modesta” según la cual lo correcto es lo afirmado por sujetos en “condiciones epistémicas ideales”. Schiavello piensa que la alternativa propuesta por Coleman y Leiter no logra escapar de la objetividad en sentido fuerte y la objetividad mínima; y por el contrario, considera que su propuesta de objetividad puede ser entendida como una versión de la objetividad metafísica o de la objetividad mínima. Por ello, las críticas que Coleman y Leiter dirigen a estas dos concepciones de la objetividad se vuelcan en contra de su propuesta de objetividad modesta. Según la objetividad modesta es efectivamente correcto lo que parece a aquellos que se encuentran en “condiciones epistémicas ideales”. Estas condiciones pueden ser definidas como las mejores condiciones para alcanzar un conocimiento fiable de algo. En consecuencia, la objetividad modesta admite la posibilidad de errores, pero, a diferencia de la objetividad en sentido fuerte, esta incapacidad se debe a no poder plantearse la mejor perspectiva de observación. Coleman y Leiter no aspiran a desarrollar una concepción universal de la objetividad, sino solo una concepción de la objetividad que permita explicar en forma más conveniente la práctica interpretativa en el derecho. concepción de la objetividad sino que aspira a resaltar la relación que existe entre este concepto y otros elementos conceptuales más amplios, como la política, por ejemplo. Además, el autor identifica las dificultades que pueden generarse al proponer una vía intermedia (como la “objetividad modesta”) entre la objetividad en sentido fuerte y la objetividad en sentido débil. Eso no implica afirmar que sea imposible construir esta vía intermedia, pero sí resalta la necesidad de tomar consciencia de las dificultades para una audaz y bien estructurada nueva concepción de la objetividad. El ensayo de Vittorio Villa se dirige a esclarecer los diferentes conceptos sobre positivismo jurídico, en particular el de inclusive legal positivism (positivismo jurídico inclusivo) pues entiende que esta versión del positivismo es la más defendible y prometedora de las versiones iuspositivistas. Por ello, Villa aporta aclaraciones conceptuales de carácter epistemológico, metodológico y meta-teórico con la finalidad de poder ofrecer una versión del mencionado positivismo más coherente y defendible respecto a lo que sus principales exponentes han hecho. Villa parte de esclarecer el concepto de positivismo jurídico y sus articulaciones en forma de concepciones, para ello el autor identifica el contenido conceptual mínimo compartido por todas las versiones del iuspositivismo. Asimismo, realiza un esclarecimiento mediante análisis comparativo entre el positivismo inclusivo y positivismo exclusivo consideradas como concepciones del concepto de positivismo jurídico. Así, para Villa el positivismo inclusivo es un programa de investigación más prometedor y fecundo que el positivismo exclusivo. Otra clarificación importante que realiza Villa es la postura que adopta el positivismo inclusivo y el positivismo exclusivo en relación a la tesis conceptual de separación entre derecho y moral, enfocándose en los argumentos con los cuales el positivismo inclusivo justifica la intromisión de contenidos morales en los procedimientos con que jueces y juristas garantizarán la existencia y el contenido de las normas jurídicas formando parte de los Estados de derecho constitucionales. Villa parte por definir el iuspositivismo y el contenido conceptual mínimo compartido por todas las concepciones que puedan calificarse como tales. Este contenido conceptual está formado por una tesis sobre el derecho y por ello en una preocupación ontológica y una tesis sobre el conocimiento del derecho y por ello en una preocupación metodológica. Según la primera tesis, afirma Villa, “todos los fenómenos (en primer lugar, las reglas) que llevan el nombre de “derecho” constituyen invariablemente instancias de derecho positivo, y por tanto de un derecho que representa el producto normativo (y aquí evidentemente la potencialmente evasiva propiedad de la normatividad está por especificar por parte de las diferentes concepciones), de tipo convencional (en un sentido por precisar ulteriormente), de decisiones y/o de comportamientos humanos históricamente contingentes desde el punto de vista cultural, y por lo tanto, más en particular, desde el punto de vista ético-político”. Según Villa el elemento más importante por resaltar en la contraposición entre el positivismo inclusivo y el positivismo exclusivo es el vinculado a la diferente interpretación que estas dos concepciones proporcionan de la tesis de la separación. El mismo Villa afirma que “de acuerdo al positivismo inclusivo los criterios de naturaleza moral pueden muy bien servir para verificar la existencia y el contenido de las normas de un sistema jurídico. Según el positivismo exclusivo los tests para identificar la existencia y el contenido de las normas jurídicas dependen exclusivamente de hechos del comportamiento susceptibles de ser descritos en términos neutrales, y de ser aplicados sin recurrir a argumentos morales”. El autor nos recuerda que para el positivismo inclusivo la conexión es una tesis que se desarrolla “dentro de las actividades de jueces y estudiosos del derecho que tengan que ver con normas, entre la actividad destinada a determinar la existencia (en el sentido de validez) y la de determinar el contenido”, entendiendo que no se trata, de una conexión necesaria entre derecho y moral sino a una conexión que se desarrolla en una determinado contexto institucional representado por los Estados de derecho constitucionales contemporáneos que es el ámbito institucional que permite la validez de las tesis del positivismo inclusivo. Villa entiende que el positivismo inclusivo, dentro del positivismo jurídico mismo, tiene mayores recursos teóricos para explicar el cambio de paradigma que ha ocurrido en los Estados de derecho y que se materializan a través de las constituciones escritas y rígidas, además que las normas constitucionales en nuestros Estados de derecho contemporáneos establecen restricciones de carácter procesal a la producción de normas, sino también restricciones sustanciales y estas últimas provienen de un tipo de normas especiales (que para muchos son positivización de la moral): los principios. Villa “señala que el contenido de muchas de las disposiciones constitucionales que hacen referencia a valores morales es de carácter muy general, a veces también genérico, cuando no es –más o menos conscientemente– ambiguo. Por tanto, rendir cuenta del contenido semántico de estas disposiciones quiere decir en cada caso, efectuar las opciones interpretativas que privilegian –no necesariamente en forma arbitraria– uno de los posibles significados que estos enunciados pueden soportar; y hacer esto quiere decir también entrar en la cuestión del posible significado de atribuir a nociones essentially contested como “libertad”, “igualdad”, “democracia”, etcétera. Dichas disposiciones, además, no se presentan nunca por sí solas en un texto constitucional, sino junto a muchas otras, en una red muy confusa de enunciados entre ellos estrechamente interrelacionados. Una de las consecuencias de la naturaleza compleja de estas disposiciones es que su interpretación no es muy a menudo capaz de vislumbrar un orden jerárquico previamente preconstituido, capaz de determinar, de una vez por todas, cuáles son los principios más importantes, y bajo qué interpretación de su contenido. Esto ocurre –al menos– por dos razones fundamentales, una de carácter teórico-lingüístico, otra de carácter filosófico-político: i) con la primera se quiere poner en evidencia, como ya he dicho antes, que el contenido de estos principios es vago, genérico, a veces ambiguo, y no permite rastrear un orden preexistente; ii) con la segunda se observa que, en cada caso, el carácter pluralista de los valores presentes dentro de nuestras cartas constitucionales excluye la previa codificación de un orden jerárquico fijo e inmutable”. La parte más interesante del artículo de Villa es su propuesta constructivista del positivismo jurídico. El autor piensa que una importante tarea del positivismo jurídico, en su versión constructivista, es la de ofrecer una concepción alternativa a la concepción fuerte de la objetividad. Aun así, se debe destacar que entre las diferentes concepciones epistemológicas actuales existen aquellas que aspiran a constituirse en una vía intermedia entre objetivismo fuerte y relativismo fuerte. “Entre estas posiciones, el enfoque constructivista aspira a identificar el núcleo de esta “vía intermedia” en la transición de una objetividad metafísica a una objetividad epistémica”.

AbstractWe consider inverse parametric problems for elliptic variational PDEs. They are solved through the minimization of misfit functionals. Main difficulties encountered consist in the misfit multimodality and insensitivity as well as in the weak conditioning of the direct (forward) problem, that therefore requires stabilization. A complex multi-population memetic strategy hp-HMS combined with the Petrov-Galerkin method stabilized by the Demkowicz operator is proposed to overcome obstacles mentioned above. This paper delivers the theoretical motivation for the common inverse/forward error scaling, that can reduce significantly the computational cost of the whole strategy. A short illustrative numerical example is attached at the end of the paper.

In this paper, real-time feedfoward position control algorithm of electro-hydraulic actuator (EHA) is proposed. To reduce nonlinearity of EHA, model uncertainty and disturbance, feedback system with proportional-integral-derivative (PID) controller is used. The feedback system is estimated as linear dirsrete time transfer function by recursive least squares algorithm. Feed-forward controller using inverse model generates filtered signals that compensate magnitude and phase of feedback system. For high bandwidth control, fast sample rate is necessary and it causes NMP zeros of estimated transfer function. The NMP transfer function is inversed by zero phase error tracking control (ZPETC) method and the inverse model is used to feedforward controller. The real-time experiment is conducted by NI-CompactRio and Labview, and the simulation is programmed in MATLAB/Simulink. The results of simulation verify the validity of proposed control strategy.

This paper presents a simple and effective methodology to address the issues on the manufacturing error analysis and the tolerance design of linkages and manipulators. It assesses the effect of the dimension tolerances to the performance error and inversely determines the required dimensional tolerances for a prescribed performance tolerance. The methodology is adaptable to assess the effect of an individual tolerance as well as any combination of tolerances. Instead of using complex closed loop equations to describe the linkage geometry, the methodology is focused on using linkage topology. Complex linkages are broken down to basic RR, PR, and RP units. The error and tolerance computation of complex linkages are reduced to repeatedly or alternatively using forward and inverse analysis of basic RR, PR, and RP units. The methodology is exemplified by simple and complex linkages. For design and manufacturing engineers, the proposed method is most useful for quick tolerance allocation and performance error assessment.

The ability to track the severity of a spall in a bearing in operation is desirable for bearing condition monitoring and remaining life estimation. Existing technology estimates spall severity from bearing vibration r.m.s which can be affected by many factors such as operating conditions, and other nearby machine components, and therefore is of little practical use. The proposed method is a model based one and therefore is much more robust. When a spall is present, the impact between rollers and the spall produces a train of impulses which then excite the bearing and its nearby structure. The proposed method identifies a bearing dynamic model from a measured bearing vibration using a system identification method. This bearing dynamic model is then properly inverted to create a stable high fidelity inverse model that recovers the impact impulse behind a measured bearing vibration. Given the vibration of the bearing measured at a different time and therefore a possible different spall size, the inverse model estimates the impulse that excites the bearing vibration. A modeling error compensation scheme then refines the recovered impulse. Subsequently, the spall severity is estimated from the magnitude of impulse by removing the effect of bearing speed. This study also conducted experimental validations to ascertain the effectiveness of the proposed scheme in assessing spall severity.

We present a new approach based on pruning neural networks for solving inverse design in nanophotonics and show how this approach can be used to solve inverse problem with minimal complexity without imposing significant error.

Abstract Estimation of tractions and displacements on inaccessible boundaries, such as contact areas of solids, can be regarded as an inverse boundary value problem. In this study finite-element based inverse analysis schemes with regularization were applied to the estimation of the distributions of tractions and displacements on contact areas. The finite element equation was rewritten in terms of unknown boundary values on the contact area using over-prescribed boundary values. This equation was solved for the boundary values on the contact area. Like many other inverse problems, this inverse problem was severely ill-conditioned and the estimated distributions were very sensitive to the over-prescribed boundary values used in the estimation. To overcome the ill-posedness of this boundary value inverse problem, the function expansion method and Tikhonov regularization were introduced in the finite element-based inverse analysis scheme. The number of terms in the function expansion and the smoothing parameter in Tikhonov regularization were regarded as regularization parameters in the inverse analysis. To determine the optimum value of these regularization parameters, the estimated error criterion and the AIC were introduced. The usefulness of the finite element-based inversion scheme was examined by numerical simulations. It was found that the distributions of tractions and displacements can be estimated reasonably even from noisy observations by using the finite-element based inverse analysis schemes with regularization. The optimum value of the regularization parameters can be estimated by the estimated error criterion or by the AIC.

The inverse Langevin function has a crucial role in different research fields, such as polymer physics, para- or superpara-magnetism materials, molecular dynamics simulations, turbulence modeling, and solar energy conversion. The inverse Langevin function cannot be explicitly derived and thus, its inverse function is usually approximated using rational functions. Here, a generalized approach is proposed that can provide multiple approximation functions with a different degree of complexity/accuracy for the inverse Langevin function. While some special cases of our approach have already been proposed as approximation function, a generic approach to provide a family of solutions to a wide range of accuracy/complexity trade-off problems has not been available so far. By coupling a recurrent procedure with current estimation functions, a hybrid function with adjustable accuracy and complexity is developed. Four different estimation families based four estimation functions are presented here and their relative error is calculated with respect to the exact inverse Langevin function. The level of error for these simple and easy-to-use formulas can be reduced as low as 0.1%.

Inverse dynamic simulation of hydraulic drives is helpful in early design stages of hydraulic machines to answer the question whether the drive can meet dynamic load requirements and at the same time to predict the energy consumption for required load cycles. While a forward simulation of the hydraulic drive needs an implementation of the controller which generates the control input as a function of the control error, the inverse dynamic simulation can be implemented without control. This is because the required motion is simply defined as a constraint and therefore the control error is always zero. This paper surveys examples of successful use of inverse dynamic simulation in engineering. We use the example of a hydraulic servo-drive to explain the procedure how to generate a state space description of the inverse problem from the given system of differential algebraic equations. Equation based modeling languages such as Modelica lend themselves naturally for inverse simulation because the definitions of which variables of the model are inputs and which are outputs is not made explicit in the model itself.

Abstract Robotic tasks, like reaching a pre-grasp configuration, are specified in the end effector space or task space, whereas, robot motion is controlled in joint space. Because of inherent actuation errors in joint space, robots cannot achieve desired configurations in task space exactly. Furthermore, different inverse kinematics (IK) solutions map joint space error set to task space differently. Thus for a given task with a prescribed error tolerance, all IK solutions will not be guaranteed to successfully execute the task. Any IK solution that is guaranteed to execute a task (possibly with high probability) irrespective of the realization of the joint space error is called a robust IK solution. In this paper we formulate and solve the robust inverse kinematics problem for redundant manipulators with actuation uncertainties (errors). We also present simulation and experimental results on a 7-DoF redundant manipulator for two applications, namely, a pre-grasp positioning and a pre-insertion positioning scenario. Our results show that the robust IK solutions result in higher success rates and also allows the robot to self-evaluate how successful it might be in any application scenario.

When fitting observations from a complex survey, the standard regression model assumes that the expected value of the difference between the dependent variable and its model-based prediction is zero, regardless of the values of the explanatory variables. A rarely failing extended regression model assumes only that the model error is uncorrelated with the model’s explanatory variables. When the standard model holds, it is possible to create alternative analysis weights that retain the consistency of the model-parameter estimates while increasing their efficiency by scaling the inverse-probability weights by an appropriately chosen function of the explanatory variables. When a regression model is used to impute for missing item values in a complex survey and when item missingness is a function of the explanatory variables of the regression model and not the item value itself, near unbiasedness of an estimated item mean requires that either the standard regression model for the item in the population holds or the analysis weights incorporate a correctly specified and consistently estimated probability of item response. By estimating the parameters of the probability of item response with a calibration equation, one can sometimes account for item missingness that is (partially) a function of the item value itself.

Women’s schooling has long been regarded as one of the best investments in development. Using two different cross-nationally comparable data sets which both contain measures of schooling, assessments of literacy, and life outcomes for more than 50 countries, we show the association of women’s education (defined as schooling and the acquisition of literacy) with four life outcomes (fertility, child mortality, empowerment, and financial practices) is much larger than the standard estimates of the gains from schooling alone. First, estimates of the association of outcomes with schooling alone cannot distinguish between the association of outcomes with schooling that actually produces increased learning and schooling that does not. Second, typical estimates do not address attenuation bias from measurement error. Using the new data on literacy to partially address these deficiencies, we find that the associations of women’s basic education (completing primary schooling and attaining literacy) with child mortality, fertility, women’s empowerment and the associations of men’s and women’s basic education with positive financial practices are three to five times larger than standard estimates. For instance, our country aggregated OLS estimate of the association of women’s empowerment with primary schooling versus no schooling is 0.15 of a standard deviation of the index, but the estimated association for women with primary schooling and literacy, using IV to correct for attenuation bias, is 0.68, 4.6 times bigger. Our findings raise two conceptual points. First, if the causal pathway through which schooling affects life outcomes is, even partially, through learning then estimates of the impact of schooling will underestimate the impact of education. Second, decisions about how to invest to improve life outcomes necessarily depend on estimates of the relative impacts and relative costs of schooling (e.g., grade completion) versus learning (e.g., literacy) on life outcomes. Our results do share the limitation of all previous observational results that the associations cannot be given causal interpretation and much more work will be needed to be able to make reliable claims about causal pathways.