Adaptive Resonance Associative Map: A Hierarchical ART System for Fast Stable Associative Learning

This paper introduces a new class of predictive ART architectures, called Adaptive Resonance Associative Map (ARAM) which performs rapid, yet stable heteroassociative learning in real time environment. ARAM can be visualized as two ART modules sharing a single recognition code layer. The unit for recruiting a recognition code is a pattern pair. Code stabilization is ensured by restricting coding to states where resonances are reached in both modules. Simulation results have shown that ARAM is capable of self-stabilizing association of arbitrary pattern pairs of arbitrary complexity appearing in arbitrary sequence by fast learning in real time environment. Due to the symmetrical network structure, associative recall can be performed in both directions.

Plate-specific gain map correction for the improvement of detective quantum efficiency in computed radiography.

PURPOSE: The purpose of this work is to improve the noise power spectrum (NPS), and thus the detective quantum efficiency (DQE), of computed radiography (CR) images by correcting for spatial gain variations specific to individual imaging plates. CR devices have not traditionally employed gain-map corrections, unlike the case with flat-panel detectors, because of the multiplicity of plates used with each reader. The lack of gain-map correction has limited the DQE(f) at higher exposures with CR. This current work describes a feasible solution to generating plate-specific gain maps. METHODS: Ten high-exposure open field images were taken with an RQA5 spectrum, using a sixth generation CR plate suspended in air without a cassette. Image values were converted to exposure, the plates registered using fiducial dots on the plate, the ten images averaged, and then high-pass filtered to remove low frequency contributions from field inhomogeneity. A gain-map was then produced by converting all pixel values in the average into fractions with mean of one. The resultant gain-map of the plate was used to normalize subsequent single images to correct for spatial gain fluctuation. To validate performance, the normalized NPS (NNPS) for all images was calculated both with and without the gain-map correction. Variations in the quality of correction due to exposure levels, beam voltage/spectrum, CR reader used, and registration were investigated. RESULTS: The NNPS with plate-specific gain-map correction showed improvement over the noncorrected case over the range of frequencies from 0.15 to 2.5 mm(-1). At high exposure (40 mR), NNPS was 50%-90% better with gain-map correction than without. A small further improvement in NNPS was seen from carefully registering the gain-map with subsequent images using small fiducial dots, because of slight misregistration during scanning. Further improvement was seen in the NNPS from scaling the gain map about the mean to account for different beam spectra. CONCLUSIONS: This study demonstrates that a simple gain-map can be used to correct for the fixed-pattern noise in a given plate and thus improve the DQE of CR imaging. Such a method could easily be implemented by manufacturers because each plate has a unique bar code and the gain-map for all plates associated with a reader could be stored for future retrieval. These experiments indicated that an improvement in NPS (and hence, DQE) is possible, depending on exposure level, over a wide range of frequencies with this technique.

Different stimuli, different spatial codes: a visual map and an auditory rate code for oculomotor space in the primate superior colliculus.

Maps are a mainstay of visual, somatosensory, and motor coding in many species. However, auditory maps of space have not been reported in the primate brain. Instead, recent studies have suggested that sound location may be encoded via broadly responsive neurons whose firing rates vary roughly proportionately with sound azimuth. Within frontal space, maps and such rate codes involve different response patterns at the level of individual neurons. Maps consist of neurons exhibiting circumscribed receptive fields, whereas rate codes involve open-ended response patterns that peak in the periphery. This coding format discrepancy therefore poses a potential problem for brain regions responsible for representing both visual and auditory information. Here, we investigated the coding of auditory space in the primate superior colliculus(SC), a structure known to contain visual and oculomotor maps for guiding saccades. We report that, for visual stimuli, neurons showed circumscribed receptive fields consistent with a map, but for auditory stimuli, they had open-ended response patterns consistent with a rate or level-of-activity code for location. The discrepant response patterns were not segregated into different neural populations but occurred in the same neurons. We show that a read-out algorithm in which the site and level of SC activity both contribute to the computation of stimulus location is successful at evaluating the discrepant visual and auditory codes, and can account for subtle but systematic differences in the accuracy of auditory compared to visual saccades. This suggests that a given population of neurons can use different codes to support appropriate multimodal behavior.

A noisy linear map underlies oscillations in cell size and gene expression in bacteria.

During bacterial growth, a cell approximately doubles in size before division, after which it splits into two daughter cells. This process is subjected to the inherent perturbations of cellular noise and thus requires regulation for cell-size homeostasis. The mechanisms underlying the control and dynamics of cell size remain poorly understood owing to the difficulty in sizing individual bacteria over long periods of time in a high-throughput manner. Here we measure and analyse long-term, single-cell growth and division across different Escherichia coli strains and growth conditions. We show that a subset of cells in a population exhibit transient oscillations in cell size with periods that stretch across several (more than ten) generations. Our analysis reveals that a simple law governing cell-size control-a noisy linear map-explains the origins of these cell-size oscillations across all strains. This noisy linear map implements a negative feedback on cell-size control: a cell with a larger initial size tends to divide earlier, whereas one with a smaller initial size tends to divide later. Combining simulations of cell growth and division with experimental data, we demonstrate that this noisy linear map generates transient oscillations, not just in cell size, but also in constitutive gene expression. Our work provides new insights into the dynamics of bacterial cell-size regulation with implications for the physiological processes involved.

Competitividad del sistema agroindustrial de café peruano, en el período 1961-2011

El cultivo de café explica el 10,2 por ciento de la superficie de Perú y es el principal cultivo agrícola. Es un importante generador de mano de obra y sustento de más de 150.000 familias de pequeños agricultores. El consumo interno es muy bajo (menor a 0,5 Kg por habitante) y su principal destino es la exportación, la cual ha crecido significativamente en los últimos años, mostrando una tasa de crecimiento muy por encima de la media mundial. El crecimiento de la producción y exportación de este cultivo en Perú, en medio de una actividad donde coexiste con fuertes competidores mundiales lleva a preguntar: ¿Tiene competitividad dinámica el Sistema Agroindustrial de Café peruano, entre el periodo 1961-2011? y en caso de tenerlas ¿Sobre qué factores se fundamentan sus ventajas competitivas dinámicas?. En base a esto, el objetivo de la investigación consistió en determinar la competitividad dinámica del SAG de café de Perú en los últimos 50 años y especificar los principales factores físicos, económicos e institucionales que la sustentan. Para el logro del objetivo se utilizó una combinación de metodologías descriptivas, cualitativas (diamante de Porter y matriz FODA) y cuantitativa mediante el Índice de Ventajas Comparativas Reveladas y el modelo econométrico. La competitividad del sistema agroindustrial del café en Perú, entre los años 1961-2011, registra un comportamiento creciente, que se expresa a través de una tendencia con pendiente positiva. El análisis cualitativo de la competitividad de la producción y comercialización de café en Perú, utilizando la metodología de Porter sobre La Ventaja Competitiva de las Naciones (1991), permitió identificar qué las ventajas competitivas del SAG de café, principalmente se basan en los factores básicos a través de las condiciones físicas, y al factor trabajo. Se observa una baja dinámica en Investigación y Desarrollo (ID). Por otra parte se destaca como variable importante, por su incidencia institucional la relevancia de la política comercial de Perú basada en la apertura externa. A través de la matriz FODA, se estableció la posición del SAG café en el cuadrante oportunidades/fortalezas. Se definió un modelo econométrico de series de tiempo, cuyos estadísticos fueron significativos. La variable dependiente, como proxy de la competitividad, se consideró el IVCR, y las variables explicativas fueron el índice de evolución de la mano de obra, el índice rendimiento por hectárea y una variable dummy que representa el cambio institucional. Se puede concluir que Perú tiene ventajas competitivas dinámicas para la producción y comercialización de café, debido al comportamiento de las VCR, que se basan, principalmente, en factores básicos y en políticas gubernamentales adecuadas, que permiten la estabilidad e inserción internacional a partir de los años noventa, pero requieren de un mayor impulso en investigación y desarrollo para que sus ventajas sean más sustentables.

Estimación remota del área de planta en un bosque seco : validación de un sistema autónomo de captura y almacenamiento de datos

El índice de área foliar es clave en el control de los procesos de los ecosistemas y como tal se busca estimarlo cada vez con mayor precisión y frecuencia para estudios locales, regionales y globales. Los métodos han evolucionado desde la medición directa hasta la utilización de instrumentos ópticos, logrando reducir los esfuerzos y los costos y permitiendo ampliar la frecuencia, la cobertura geográfica y la variedad de ambientes en la estimación de la variable. Una herramienta de estimación es el sistema PASTiS 57, desarrollado en el INRA, que permite registrar la transmitancia de la radiación en la porción del azul del espectro automáticamente cada 1 minuto, derivando de ella el índice de área de planta (PAI). El sistema se ha probado con éxito en bosques boreales y áreas agrícolas, pero no ha sido validado en bosques secos o en áreas semiáridas. El objetivo de este trabajo fue estimar la evolución de PAI con sensores autónomos en tres sitios en un bosque seco en la provincia de San Luis bajo diferentes coberturas a lo largo de un año y evaluar su desempeño en relación a estimaciones realizadas con fotografías hemisféricas, ampliamente validadas para la obtención de PAI. El PAI obtenido mostró una evolución temporal similar al estimado con el método convencional, presentándose hasta el momento como la única herramienta para realizar un monitoreo continuo de esta variable en tierra, en una escala de detalle mayor que la de los sensores remotos satelitales, y requiriendo un menor esfuerzo de muestreo que el habitual con fotografías hemisféricas y otros sensores ópticos manuales.

Estudio del sistema de agronegocios lechero de la Región Sierra del Ecuador : identificación de restricciones y oportunidades para mejorar su competitividad

La creciente ola de prosperidad y urbanización en Asia, África y América Latina fomenta el aumento en la demanda de productos lácteos. Una investigación realizada por Tetra PakDairyIndex en el 2011, proyecta un aumento de cerca de 25 por ciento en el consumo global de leche entre 2010 y 2020. América Latina reúne condiciones insuperables para aumentar sus producciones de leche y ser proveedor de la demanda del propio continente En Ecuador, se ha incrementado la producción de leche y productos lácteos, aunque sólo exporta el 1 por ciento de su producción, mientras que la población ecuatoriana todavía mantiene un bajo nivel de consumo de lácteos. Este hecho mantiene latentes las oportunidades para el desarrollo de la industria láctea y la ganadería nacional. El presente trabajo tiene por objetivo realizar un estudio del Sistema de Agronegocios lechero de la Región Sierra de Ecuador, el cuál permita conocer su desarrollo y limitaciones, y a partir de las mismas proponer alternativas de mejora competitiva. Se utiliza el método EPESA el cual establece los lineamientos para el estudio de sistemas de agronegocios desde una óptica sistémica y utilizando como marco teórico de la nueva economía institucional. Se realizó un análisis de fuentes de información secundaria así como también se realizaron entrevistas con informantes calificados dada la escasez de información a nivel nacional. El SAG lechero de la Región Sierra cuenta con dos subsistemas: el subsistema formal y el informal, surgen a partir del bajo enforcement institucional y una demanda local que prefiere lácteos no pasteurizados y "directo del campo". Es por ello que se observan mayores niveles de tecnificación, productividad, inocuidad, sanidad y calidad en el subsistema formal, lo que lleva a competencia desleal entre ambos subsistemas. Otro aspecto se refiere a las transacciones, las cuales en general todas las transacciones del sistema (y en ambos subsistemas) son de altos niveles de incertidumbre y costos de transacción, a pesar que en el subsistema formal se observan contratos. Del análisis competitivo se observa en comparación con el SAG lechero del Uruguay, el SAG lechero cuenta desventajas competitivas en factores tecnológicos avanzados (status sanitario, genética, disponibilidad y uso de maquinaria), también en la demanda (dado el bajo consumo per cápita y una demanda de baja exigencia en calidad, y bajas exportaciones), la baja presencia en el sistema de organismos de investigación y organizaciones gremiales, y la ausencia de cooperativas sumado a una alta atomización de los productores. Este estudio ha sido clave para proponer una alternativa de mejora competitiva del sistema, el cual se resume en la creación de un organismo público-privado (CONALECH) que coordine y dictamine las estrategias que el sistema debe seguir.

El sistema agroindustrial como instrumento de crecimiento y desarrollo : la importancia de la apertura externa

Se redefinió al Sistema Agroindustrial (SAI) de la Argentina para el período 1980 - 2005 y se computaron actividades del sector secundario y del terciario no consideradas hasta ahora. La redefinición del SAI (PIBSAI) se realiza a precios básicos de 1993. En dicho período representó el 22 por ciento del PIB, destacándose un crecimiento mayor de las actividades del sector terciario imputadas. En promedio el 38 por ciento del PIBSAI está conformado por actividades del sector terciario más construcción, el 34 por ciento por actividades del sector secundario y el 28 por ciento por actividades del sector primario. El SAI genera una importante demanda de empleo y sus exportaciones han sido crecientes respecto de su producto. Aplicando el modelo económico propuesto por Thirlwall A.P (1979 y 2003) explico la relación de la cuenta corriente (de la balanza de pagos) y el crecimiento del PIB para el período 1870 - 2005 en Argentina. Usando el modelo de Thirlwall establezco una relación teórica entre las exportaciones y el crecimiento económico. Las exportaciones del SAI (XSAI) fueron en promedio el 88 por ciento del total. Entre 1870 y 1913 e incluso hasta 1929, en términos de PIB per-cápita y comercio, la Argentina creció a tasas por encima de los países desarrollados (PD). En dicho lapso se definieron, implementaron y fortalecieron las principales instituciones, se registró una gran apertura externa y un proceso inmigratorio y de inversiones significativo. Después de la crisis de 1929, la Argentina, como la mayoría de los países del mundo, cerró su economía y desarrolló un modelo proteccionista, reduciéndose la apertura y la tasa de crecimiento del ingreso per cápita en relación con los PD. Después de la Segunda Guerra Mundial, cuando el mundo retomó el camino hacia el libre comercio y se definieron instituciones para establecer un nuevo orden económico, la Argentina profundizó la sustitución de importaciones y permaneció cerrada al comercio internacional hasta fines de los años 80. Estas políticas afectaron el crecimiento del SAI en términos de sus exportaciones y el país perdió relevancia en la economía mundial, agravándose por el proteccionismo agrícola existente. En los 90 se produce un cambio estructural en la economía hacia una mayor apertura externa, la cual continúa después de 2001 hasta el 2005. Esta tesis presenta una explicación estilizada a estos hechos utilizando datos históricos y un modelo económico formal.

Competencia y alelopatía en el sistema soja (Glycine max (L.) Merr.) - Maleza (Artemisia annua L.)

La maleza altamisa (Artemisia annua L.) interfiere con el cultivo de soja por competencia y alelopatía, moduladas por estreses bióticos y abióticos (e.g. densidad, herbicida). Los aleloquímicos de altamisa (e.g. artemisinina, aceite esencial) pueden afectar directamente el crecimiento del cultivo o, indirectamente, a través de Bradyrhizobium japonicum (bacteria fijadora de N). Comprender los efectos de las interacciones en el sistema soja-altamisa es agroecológicamente relevante para diseñar prácticas que optimicen la producción y minimicen el uso de insumos. El objetivo de esta tesis fue analizar las interferencias competitivas y alelopáticas entre soja-altamisa y su impacto sobre la nodulación y el rendimiento del cultivo ante cambios en la densidad de plantas y dosis de herbicida. La metodología incluyó ensayos en: (i) parcelas a campo con distintas combinaciones de densidades cultivo-maleza y niveles de alelopatía y de herbicida, (ii) macetas a campo con distintas fuentes de aleloquímicos (biomasa seca y verde de altamisa, artemisinina pura) y suelos (arcilloso y arenoso) y (iii) laboratorio con distintos tipos y niveles de aleloquímicos. (i) Altas densidades de altamisa junto con altos niveles de aleloquímicos en el suelo no redujeron el crecimiento y rendimiento de soja y promovieron la nodulación con o sin aplicación de dosis subletales de herbicida. (ii) El rendimiento fue mayor en presencia de aleloquímicos y sustrato arcilloso. La relación entre el rendimiento y el peso de los nódulos fue positiva y los mayores valores se registraron con biomasa seca de altamisa. (iii) La artemisinina y el aceite esencial provocaron un efecto sinérgico negativo sobre el crecimiento de B. japonicum. El efecto neto de las interacciones competitivas, alelopáticas y de mutualismo generadas entre soja y altamisa dependen no solo del ambiente explorado sino del nivel de organización estudiado. En condiciones de campo (parcelas y macetas), la interacción alelopática fue positiva o neutra, mientras que en laboratorio resultó negativa.

Sistema agroindustrial del cacao fino o de aroma del Ecuador : identificación de oportunidades y restricciones del sistema para la mejora de la inserción del producto en el mercado externo

En los últimos años, el mercado de cacao fino o de aroma ha tenido un crecimiento constante en respuesta a la demanda de chocolates de alto contenido de cacao, origen conocido, sabores distintivos y producidos responsablemente, presionando a las industrias de chocolate premium a proveerse de cacaos diferenciados y de alta calidad. Esto exige a las cadenas agroalimentarias ajustar sus estrategias de producción y mercadeo con el fin de poder aprovechar las oportunidades (demanda creciente del producto, aranceles preferenciales para este país, entre otras) que ofrece el mercado. Sin embargo, Ecuador a pesar de ser el principal productor y exportador de cacao fino o de aroma del mundo (exporta alrededor del 96,3 por ciento de su producción), encuentra dificultades para mejorar la inserción de su producto en el mercado internacional y aprovechar estas oportunidades. Por lo tanto, el siguiente trabajo tiene como objetivo realizar un diagnóstico del Sistema Agroindustrial (SAG) del cacao fino o de aroma del Ecuador, con la finalidad de identificar las oportunidades y las limitaciones en el ambiente institucional, organizacional, tecnológico y comercial, y de este modo, generar información que contribuya a la mejora de la inserción del producto en el mercado mundial. El trabajo se desarrolló partir de un enfoque fenomenológico utilizando como herramienta metodológica el método EPESA. Los resultados del estudio se interpretaron y discutieron a partir de la base conceptual de la Nueva Economía Institucional y los distritos agroindustriales y agrocomerciales. Los resultados obtenidos indicarían que las restricciones institucionales estarían dadas por la ausencia de una ley que proteja los derechos de propiedad a los productores de cacao fino o de aroma. En el ambiente comercial el sistema de formación de precios no está alineado con el tipo de producto que se comercializa (especialidad), generándose alta incertidumbre especialmente para los pequeños y medianos productores que explican el 88 por ciento de los actores de la producción. De este modo aparecen comportamientos oportunistas y se generan cuasi rentas apropiables por el eslabón siguiente de la cadena. Esto desincentiva la inversión en tecnología y la innovación dando por resultado una meseta en la producción y restringiendo la mejora en la inserción del producto en el mercado mundial.

Desarrollo de un sistema de información geográfica para la evaluación del riesgo de ocurrencia de fasciolosis en el ganado patagónico

El presente trabajo plantea la utilización del Índice de Vegetación Normalizado (IVN) para identificar diferentes zonas de riesgo a fasciolosis ovina y bovina. Para tal fin se empleó el producto de IVN compuesto cada 16 días de 250 metros de resolución de la serie MODIS, con el que se generó el IVN promedio para el período 2000 - 2009. El área de estudio situada en el oeste de la provincia de Río Negro, tiene una superficie total de 2.700.000 hectáreas. A partir de los resultados de los análisis coprológicos, realizados durante el mismo período, en el Laboratorio de Parasitología de la EEA INTA Bariloche se calculó, para 25 establecimientos del área de estudio la prevalencia de fasciolosis (P FH). El rango de afectación observado varió según los establecimientos del 0 al 100 por ciento. Dado que los mallines proporcionan el ambiente donde se desarrolla el huésped intermediario de Fasciola hepatica, se identificó y se extrajo para cada establecimiento el valor de IVN promedio correspondiente a estos sitios. Según estos valores, se reclasificaron las áreas de mallines en tres clases. La correlación entre la prevalencia y el área ocupada por cada clase de IVN resultaron estadísticamente significativas (p menor a 0,05) y mostraron una fuerte relación entre dos clases de IVN y la prevalencia de fasciolosis. En base a los resultados obtenidos se generó un mapa de riesgo a fasciolosis para toda el área de estudio. Este trabajo sugiere que la proporción ocupada por las diferentes clases de IVN puede ser utilizada para predecir el nivel de riesgo de ocurrencia de la fasciolosis en el ganado ovino y bovino de la zona.

Sistema de agronegocios de uva fresca en Perú con fines de exportación

El crecimiento de la demanda de uva fresca en el mundo y las exigencias por los consumidores han hecho que el Sistema de Agronegocios de Uva Fresca con fines de exportación en Perú se esté fortaleciendo día a día mediante la buena coordinación de cada actor del sistema, ello se desenvuelve en un ambiente institucional, organizacional y tecnológico de cada vez mayor desarrollo. Las relaciones entre actores, posible causa de la alta sostenibilidad de los negocios de tipo de frutas frescas con fines de exportación, no han sido muy exploradas en el Perú. En base a esto el objetivo de la investigación consistió en realizar un diagnóstico del sistema de agronegocio de uva fresca en Perú con fines de exportación a fin de describir las fortalezas y debilidades del mismo. Para el logro del objetivo la metodología de trabajo fue el Estudio y Planificación Estratégica de los Sistemas de Agronegocios