Objective: Accurate visual classification of bladder tissue during Trans-Urethral Resection of Bladder Tumor (TURBT) procedures is essential to improve early cancer diagnosis and treatment. During TURBT interventions, White Light Imaging (WLI) and Narrow Band Imaging (NBI) techniques are used for lesion detection. Each imaging technique provides diverse visual information that allows clinicians to identify and classify cancerous lesions. Computer vision methods that use both imaging techniques could improve endoscopic diagnosis. We address the challenge of tissue classification when annotations are available only in one domain, in our case WLI, and the endoscopic images correspond to an unpaired dataset, i.e. there is no exact equivalent for every image in both NBI and WLI domains. Method: We propose a semi-surprised Generative Adversarial Network (GAN)-based method composed of three main components: a teacher network trained on the labeled WLI data; a cycle-consistency GAN to perform unpaired image-to-image translation, and a multi-input student network. To ensure the quality of the synthetic images generated by the proposed GAN we perform a detailed quantitative, and qualitative analysis with the help of specialists. Conclusion: The overall average classification accuracy, precision, and recall obtained with the proposed method for tissue classification are 0.90, 0.88, and 0.89 respectively, while the same metrics obtained in the unlabeled domain (NBI) are 0.92, 0.64, and 0.94 respectively. The quality of the generated images is reliable enough to deceive specialists. Significance: This study shows the potential of using semi-supervised GAN-based classification to improve bladder tissue classification when annotations are limited in multi-domain data.

本文提出了一种以非零速度的效果友好型捕捉对象的混合优化和学习方法。通过受约束的二次编程问题，该方法生成最佳轨迹，直至机器人和对象之间的接触点，以最小化其相对速度并减少初始影响力。接下来，生成的轨迹是由基于人类的捕捉演示的旋风动作原始词更新的，以确保围绕接口点的平稳过渡。此外，学习的人类可变刚度（HVS）被发送到机器人的笛卡尔阻抗控制器，以吸收后影响力并稳定捕获位置。进行了三个实验，以将我们的方法与固定位置阻抗控制器（FP-IC）进行比较。结果表明，所提出的方法的表现优于FP-IC，同时添加HVS可以更好地吸收影响后力。

在双胞胎输血综合征（TTTS）中，单座管胎盘中的异常血管吻合可能会在两个胎儿之间产生不均匀的流量。在当前的实践中，通过使用激光消融闭合异常吻合来对TTT进行手术治疗。该手术在最小的侵入性中依赖于胎儿镜检查。有限的视野使吻合术识别成为外科医生的具有挑战性的任务。为了应对这一挑战，我们提出了一个基于学习的框架，用于视野扩展的体内胎儿镜框架注册。该框架的新颖性依赖于基于学习的关键点提案网络以及基于胎儿镜图像细分和（ii）不一致的同符的编码策略（i）无关的关键点。我们在来自6个不同女性的6个TTT手术的6个术中序列的数据集中验证了我们的框架，这是根据最新的最新算法状态，该算法依赖于胎盘血管的分割。与艺术的状态相比，提出的框架的性能更高，为稳健的马赛克在TTTS手术期间提供背景意识铺平了道路。

人类机器人协作组装系统提高了工作场所的效率和生产力，但可能会增加工人的认知需求。本文提出了一个在线和定量框架，以评估与同事的互动，即人类运营商或具有不同控制策略的工业协作机器人所引起的认知工作量。该方法可以监视操作员的注意力分布和上身运动学，从而受益于低成本立体声摄像机和尖端的人工智能算法的输入图像（即头姿势估计和骨架跟踪）。三种实验场景具有工作站特征和互动方式的变化，旨在测试我们在线方法的性能，以防止最新的离线测量。结果证明，我们基于视觉的认知负荷评估有可能将其集成到新一代的协作机器人技术中。后者将使人类的认知状态监测和机器人控制策略适应改善人类舒适，人体工程学和对自动化的信任。

在混合工业环境中，工人对安全的舒适和积极的看法是成功接受和使用协作机器人的重要要求。本文提出了一个新型的人类机器人互动框架，其中根据操作员的认知工作量和压力在线对机器人行为进行了调整。该方法利用在关节空间中生成B-Spline轨迹的生成，并将多目标优化问题的公式用于在线调整机器人轨迹的总执行时间和平滑度。前者确保了工作场所的人力效率和生产力，而后者则有助于保护用户的舒适性和认知人体工程学。在典型的工业任务中评估了拟议框架的性能。结果表明，其能力可以提高人类二元组的生产率，同时减轻工人引起的认知工作量。

认识人类所采取的行动以及对他们的意图的预期是重要的推动力，可以在人类机器人团队中产生社交和成功的合作。同时，机器人应具有由协作任务或人类引起的多种目标和约束的能力。在这方面，我们提出了视力技术来执行人类的行动识别和图像分类，这些技术被整合到增强的层次二次编程（AHQP）方案中，以层次优化机器人的反应性行为和人类的人体工程学。所提出的框架允许执行任务时，可以直观地在空间中命令机器人。该实验证实了人体工程学和可用性的增加，这是减少肌肉骨骼疾病并增加自动化信任的基本参数。

腔内器官内部的导航是一项艰巨的任务，需要在操作员的手的运动与从内窥镜视频获得的信息之间进行非直觉的协调。开发自动化某些任务的工具可以减轻干预期间医生的身体和精神负担，从而使他们专注于诊断和决策任务。在本文中，我们提出了一种用于腔内导航的协同解决方案，该解决方案由3D打印的内窥镜软机器人组成，该机器人可以在腔内结构内安全移动。基于卷积神经网络（CNN）的Visual Servoing用于完成自主导航任务。 CNN经过幻象和体内数据训练以分割管腔，并提出了一种无模型的方法来控制受约束环境中的运动。在不同的路径配置中，在解剖幻像中验证了所提出的机器人。我们使用不同的指标分析机器人的运动，例如任务完成时间，平滑度，稳态中的误差以及均值和最大误差。我们表明，我们的方法适合在空心环境和条件下安全导航，这些环境和条件与最初对网络训练的条件不同。

胎儿镜检查激光​​光凝是一种广泛采用的方法，用于治疗双胞胎输血综合征（TTTS）。该过程涉及光凝病理吻合术以调节双胞胎之间的血液交换。由于观点有限，胎儿镜的可操作性差，可见性差和照明的可变性，因此该程序尤其具有挑战性。这些挑战可能导致手术时间增加和消融不完全。计算机辅助干预措施（CAI）可以通过识别场景中的关键结构并通过视频马赛克来扩展胎儿镜观景领域，从而为外科医生提供决策支持和背景意识。由于缺乏设计，开发和测试CAI算法的高质量数据，该领域的研究受到了阻碍。通过作为MICCAI2021内窥镜视觉挑战组织的胎儿镜胎盘胎盘分割和注册（FETREG2021）挑战，我们发布了第一个Largescale Multencentre TTTS数据集，用于开发广义和可靠的语义分割和视频摩擦质量algorithms。对于这一挑战，我们发布了一个2060张图像的数据集，该数据集是从18个体内TTTS胎儿镜检查程序和18个简短视频剪辑的船只，工具，胎儿和背景类别的像素通道。七个团队参与了这一挑战，他们的模型性能在一个看不见的测试数据集中评估了658个从6个胎儿镜程序和6个短剪辑的图像的图像。这项挑战为创建通用解决方案提供了用于胎儿镜面场景的理解和摩西式解决方案的机会。在本文中，我们介绍了FETREG2021挑战的发现，以及报告TTTS胎儿镜检查中CAI的详细文献综述。通过这一挑战，它的分析和多中心胎儿镜数据的发布，我们为该领域的未来研究提供了基准。

本文为复杂和物理互动的任务提供了用于移动操纵器的混合学习和优化框架。该框架利用了入学型物理接口，以获得直观而简化的人类演示和高斯混合模型（GMM）/高斯混合物回归（GMR），以根据位置，速度和力剖面来编码和生成学习的任务要求。接下来，使用GMM/GMR生成的所需轨迹和力剖面，通过用二次程序加强能量箱增强笛卡尔阻抗控制器的阻抗参数可以在线优化，以确保受控系统的消极性。进行了两个实验以验证框架，将我们的方法与两种恒定刚度（高和低）的方法进行了比较。结果表明，即使在存在诸如意外的最终效应碰撞等干扰的情况下，该方法在轨迹跟踪和生成的相互作用力方面都优于其他两种情况。

在科学计算的许多领域越来越流行的人工神经网络（ANN）的大量使用迅速增加了现代高性能计算系统的能源消耗。新型的神经形态范式提供了一种吸引人的替代方案，它直接在硬件中实施了ANN。但是，对于科学计算中用例使用ANN在神经形态硬件上运行ANN的实际好处知之甚少。在这里，我们提出了一种方法，用于测量使用常规硬件的ANN来计算推理任务的时间。此外，我们为这些任务设计了一个体系结构，并根据最先进的模拟内存计算（AIMC）平台估算了相同的指标，这是神经形态计算中的关键范例之一。在二维凝结物质系统中的量子多体物理学中的用例比较两种方法，并在粒子物理学中大型强子对撞机上以40 MHz的速率以40 MHz的速率进行异常检测。我们发现，与传统硬件相比，AIMC最多可以达到一个较短的计算时间，最高三个数量级的能源成本。这表明使用神经形态硬件进行更快，更可持续的科学计算的潜力。