Autonomous behaviors for an unmanned mini-aerial vehicle

This thesis aims at addressing the development of autonomous behaviors, for search and exploration with a mini-UAV (Unmanned Aerial Vehicle), or also called MAV (Mini Aerial Vehicle) prototype, in order to gather information in rescue scenarios. The platform used in this work is a four rotor helicopter, known as quad-rotor from the German company Ascending Technologies GmbH, which is later assembled with a on-board processing unit (i.e. a tiny light weight computer) and a on-board sensor suite (i.e. 2D-LIDAR and Ultrasonic Sonar). This work can be divided into two phases. In the first phase an Indoor Position Tracking system was settled in order to obtain the Cartesian coordinates (i.e. X, Y, Z) and orientation (i.e.heading) which provides the relative position and orientation of the platform. The second phase was the design and implementation of medium/high level controllers on each command input in order to autonomously control the aircraft position, which is the first step towards an autonomous hovering flight, and any autonomous behavior (e.g. Landing, Object avoidance, Follow the wall). The main work is carried out in the Laboratory ”Intelligent Systems for Emergencies and Civil Defense”, in collaboration with ”Dipartimento di Informatica e Sistemistica” of Sapienza Univ. of Rome and ”Istituto Superiore Antincendi” of the Italian Firemen Department.

Fucosyltransferase IX: characterization and biological role

α3/4-Fucosyltransferases (α3/4-FUTs) are glycosyltransferases (GTs) that catalyze the transfer of fucose in an α3/4-linkage onto the N-acetylglucosamine residue from acceptors containing the type II or type I (Galβ4/3GlcNAc, respectively) structures, thus synthesizing the fucosylated Lewis (Le) carbohydrate determinants. Fucosyltransferase IX (FUT9), the most recently identified member of the family, presents the higher divergence from the other FUTs and its sequence is the only highly conserved among species. FUT9 synthesizes the Lewisx (Lex) epitope (Galβ4(Fucα3)GlcNAc). Recent evidence has suggested that it is the enzyme responsible for the synthesis of Lex in the mouse brain. Lex expression has been described in glycoproteins, proteoglycans and glycolipids from the central nervous system (CNS) of diverse species, including rodents and humans.

Adherence to health-related behaviors: effectiveness of implementation intentions and posthypnotic suggestion in college students

Resumo: Com base no conceito de implementação de intenções (Gollwitzer, 1993, 1999) e na teoria do contexto de resposta de Kirsch & Lynn (1997), o presente trabalho testou a eficácia de uma intervenção combinada de implementação de intenções com hipnose e sugestão pós-hipnótica na promoção da adesão a uma tarefa simples (avaliação do humor) e uma tarefa difícil (actividade física). Os participantes são estudantes universitários de uma universidade na Nova Jérsia, (N=124, Estudo 1, EUA) e em Lisboa (N=323, Estudo 2, Portugal). Em ambos os estudos os participantes foram seleccionados a partir de uma amostra mais vasta baseado num escrutínio da sua sugestibilidade hipnótica avaliada por meio da Escala de Grupo de Sugestibilidade Hipnótica de Waterloo-Stanford (WSGC): Forma C. O Estudo 1 usou um desenho factorial do tipo 2x2x3 (tipo de intenção formada x hipnose x nível de sugestionabilidade) e o Estudo 2 usou um desenho factorial do tipo 2 x 2x 2 x 4 (tipo de tarefa x tipo de intenção formada x hipnose x nível de sugestionabilidade). No Estudo 1 foi pedido aos participantes que corressem todos os dias e durante três semanas durante 5 minutos, que medissem a sua pulsação antes e depois da actividade física e que mandassem um e-mail ao experimentador, fornecendo assim uma medida comportamental e uma medida de auto-relato. Aos participantes no grupo de intenções de meta foi apenas pedido que corressem todos os dias. Aos participantes no grupo de implementação de intenções foi pedido que especificasses com exactidão quando e onde iriam correr e enviar o e-mail. Para além disso, cerca de metade dos participantes foram hipnotizados e receberam uma sugestão pós-hipnótica em que lhes foi sugerido que o pensamento de correr todos os dias lhes viria à mente sem esforço no momento apropriado. A outra metade dos participantes não recebeu qualquer sugestão hipnótica. No Estudo 2 foi seguido o mesmo procedimento, mas a cerca de metade dos participantes foi atribuída uma tarefa fácil (enviar um Adherence to health-related behaviors ix SMS com a avaliação diária do seu estado de humor naquele momento) e à outra metade da amostra foi atribuída a tarefa de exercício físico atrás descrita (tarefa difícil). Os resultados do estudo 1 mostraram uma interacção significativa entre o nível de sugestionabilidade dos participantes e a sugestão pós-hipnótica (p<.01) indicando que a administração da sugestão pós-hipnótica aumentou a adesão nos participantes muito sugestionáveis, mas baixou a adesão nos participantes pouco sugestionáveis. Não se encontraram diferenças entre os grupos que formaram intenções de meta e os que formaram implementação de intenções. No Estudo 2 os resultados indicaram que os participantes aderiram significativamente mais à tarefa fácil do que à tarefa difícil (p<.001). Os resultados não revelaram diferenças significativas entre as condições implementações de intenções, hipnose e as duas estratégias combinadas, indicando que a implementação de intenções não foi eficaz no aumento da adesão às duas tarefas propostas e não beneficiou da combinação com as sugestões pós-hipnóticas. A utilização da hipnose com sugestão pós-hipnótica significativamente reduziu a adesão a ambas as tarefas. Dado que não existiam instrumentos em Português destinados a avaliar a sugestionabilidade hipnótica, traduziu-se e adaptou-se para Português Escala de Grupo de sugestibilidade hipnótica de Waterloo-Stanford (WSGC): Forma C. A amostra Portuguesa (N=625) apresentou resultados semelhantes aos encontrados nas amostras de referência em termos do formato da distribuição dos padrões da pontuação e do índice de dificuldade dos itens. Contudo, a proporção de estudantes portugueses encontrada que pontuaram na zona superior de sugestionabilidade foi significativamente inferior à proporção de participantes na mesma zona encontrada nas amostras de referência. No sentido de lançar alguma luz sobre as razões para este resultado, inquiriu-se alguns dos participantes acerca das suas atitudes face à hipnose utilizando uma versão portuguesa da Escala de Valência de Atitudes e Crenças face à Hipnose e comparou-se com a opinião de Adherence to health-related behaviors xAbstract: On the basis of Gollwitzer’s (1993, 1999) implementation intentions’ concept, and Kirsch & Lynn’s (1997) response set theory, this dissertation tested the effectiveness of a combined intervention of implementation intentions with hypnosis with posthypnotic suggestions in enhancing adherence to a simple (mood report) and a difficult (physical activity) health-related task. Participants were enrolled in a university in New Jersey (N=124, Study 1, USA) and in two universities in Lisbon (N=323, Study 2, Portugal). In both studies participants were selected from a broader sample based on their suggestibility scores using the Waterloo-Stanford Group C (WSGC) scale of hypnotic susceptibility and then randomly assigned to the experimental groups. Study 1 used a 2x2x3 factorial design (instruction x hypnosis x level of suggestibility) and Study 2 used a 2 x 2x 2 x 4 factorial design (task x instructions x hypnosis x level of suggestibility). In Study 1 participants were asked to run in place for 5 minutes each day for a three-week period, to take their pulse rate before and after the activity, and to send a daily email report to the experimenter, thus providing both a self-report and a behavioral measure of adherence. Participants in the goal intention condition were simply asked to run in place and send the e-mail once a day. Those in the implementation intention condition were further asked to specify the exact place and time they would perform the physical activity and send the e-mail. In addition, half of the participants were given a post-hypnotic suggestion indicating that the thought of running in place would come to mind without effort at the appropriate moment. The other half did not receive a posthypnotic suggestion. Study 2 followed the same procedure, but additionally half of the participants were instructed to send a mood report by SMS (easy task) and half were assigned to the physical activity task described above (difficult task). Adherence to health-related behaviors vii Study 1 result’s showed a significant interaction between participant’s suggestibility level and posthypnotic suggestion (p<.01) indicating that posthypnotic suggestion enhanced adherence among highly suggestible participants, but lowered it among low suggestible individuals. No differences between the goal intention and the implementation intentions groups were found. In Study 2, participants adhered significantly more (p<.001) to the easy task than to the difficult task. Results did not revealed significant differences between the implementation intentions, hypnosis and the two conditions combined, indicating that implementation intentions was not enhanced by hypnosis with posthypnotic suggestion, neither was effective as single intervention in enhancing adherence to any of the tasks. Hypnosis with posthypnotic suggestion alone significantly reduced adherence to both tasks in comparison with participants that did not receive hypnosis. Since there were no instruments in Portuguese language to asses hypnotic suggestibility, the Waterloo-Stanford Group C (WSGC) scale of hypnotic susceptibility was translated and adapted to Portuguese and was used in the screening of a sample of college students from Lisbon (N=625). Results showed that the Portuguese sample has distribution shapes and difficulty patterns of hypnotic suggestibility scores similar to the reference samples, with the exception of the proportion of Portuguese students scoring in the high range of hypnotic suggestibility, that was found lower than the in reference samples. In order to shed some light on the reasons for this finding participant’s attitudes toward hypnosis were inquired using a Portuguese translation and adaptation of the Escala de Valencia de Actitudes y Creencias Hacia la Hipnosis, Versión Cliente, and compared with participants with no prior hypnosis experience (N=444). Significant differences were found between the two groups with participants without hypnosis experience scoring higher in factors indicating misconceptions and negative attitudes about hypnosis.

Biological activity of well defined hydantoin derivatives on efflux pump systems of bacteria and cancer cells

A multi-resistência a antibióticos e medicamentos usados em quimioterapia é um dos grandes problemas com os quais as instituições de saúde se debatem hoje em dia. A acção provocada por bombas de efluxo é uma das suas causas. Estas bombas têm uma importância fundamental, uma vez que, ao expelirem todo o tipo de tóxicos para o exterior das células, também expelem medicamentos, fazendo com que estes não tenham o efeito desejado dentro delas. As bombas de efluxo são transportadores que se encontram nas membranas de todo o tipo de células. Existem dois grandes tipos de bombas de efluxo: as primárias e as secundárias. As primeiras conferem multi-resistência principalmente em células eucariotas, como as células do cancro em humanos, tendo como função a mediação da repulsa de substâncias tóxicas por intermédio da hidrólise de ATP. A primeira a ser descoberta e mais estudada destas bombas foi a ABCB1 que é o gene que codifica a glicoproteína-P (P de permeabilidade). Enquanto as secundárias, que são a maior fonte de multi-resistência em bactérias, promovem a extrusão de substâncias tóxicas através da força motriz de protões. Neste tipo de bombas são conhecidas quatro famílias principais, das quais uma das mais importantes é a superfamília RND, uma vez que inclui a bomba AcrAB-TolC, que é muito importante no metabolismo xenobiótico de bactérias Gramnegativas, nomeadamente a E.coli. Com o objectivo de reverter a multi-resistência, tanto em células eucariotas como procariotas, têm-se desenvolvido estratégias de combate que envolvem a descoberta de substâncias que inibam as bombas de efluxo. Assim sendo, ao longo dos tempos têm sido descobertas variadas substâncias que cumprem este objectivo. É o caso, por exemplo, dos derivados de fluoroquinolonas usados como inibidores de bombas de efluxo em bactérias ou do Tamoxifen, utilizado na terapia de pacientes com cancro da mama. Um dos grupos de substâncias estudados para o desenvolvimento de possíveis compostos que actuem como reversores de multi-resistência são os compostos derivados de hidantoínas. Estes, são conhecidos por possuírem uma grande variedade de propriedades bioquímicas e farmacológicas, sendo portanto usados para tratarem algumas doenças em humanos, como a epilepsia. Nestes, estão englobados compostos com actividade anti-convulsão que constitui a sua grande mais-valia e, dependente da substituição no anel que os constitui, uma grande variedade de outras propriedades farmacológicas como a anti-fungica, a anti-arritmica, a anti-viral, a anti-diabética ou por exemplo a antagonização de determinados receptores, como os da serotonina. Apesar de pouco usados em estudos experimentais para desenvolver substâncias anti-carcinogénicas, existem alguns estudos com este efeito. Objectivos: O presente projecto envolve o estudo de bombas de efluxo primárias e secundárias, em células eucariotas e procariotas, respectivamente. Em bactérias, foram usados quatro modelos experimentais: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus faecalis ATCC 29212, E. coli AG 100 e Salmonella Enteritidis NCTC 13349. Em células de cancro foram usadas, células T de linfoma de rato parentais e células T de linfoma de rato transfectadas com o gene humano MDR-1. O principal objectivo deste estudo foi a pesquisa de novos moduladores de bombas de efluxo presentes em bactérias e células do cancro, tentando assim contribuir para o desenvolvimento de novos agentes farmacológicos que consigam reverter a multi-resistência a medicamentos. Assim sendo foram testados trinta compostos derivados de hidantoínas: SZ-2, SZ-7, LL-9, BS-1, JH-63, MN-3, TD-7k, GG-5k, P3, P7, P10, P11, RW-15b, AD-26, RW-13, AD-29, KF-2, PDPH-3, Mor-1, KK-XV, Thioam-1, JHF-1, JHC-2, JHP-1, Fur-2, GL-1, GL-7, GL-14, GL-16, GL-18. Como forma de atingir estes objectivos, a actividade biológica dos trinta compostos derivados de hidantoínas foi avaliada nas quatro estirpes de bactérias da seguinte forma: foram determinadas as concentrações mínimas inibitórias dos trinta compostos como forma de definir as concentrações em que os compostos seriam utilizados. Os compostos foram posteriormente testadas com um método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo, que é um substrato comum em bombas de efluxo bacterianas, desenvolvido por Viveiros et al. A actividade biológica dos compostos derivados de hidantoínas nas células de cancro foi demonstrada por diferentes métodos. O efeito anti-proliferativo e citotóxico dos trinta compostos foi avaliado nas células T de linfoma de rato transfectadas com o gene humano MDR-1 pelo método de thiazolyl de tetrazólio (MTT). Como o brometo de etídeo também é expelido pelos transportadores ABC, estes compostos foram posteriormente testados com um método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo desenvolvido por Spengler et al nos dois diferentes tipos de células eucariotas. Resultados: A maioria dos compostos derivados de hidantoínas foi eficaz na modulação de bombas de efluxo, nas duas estirpes de bactérias Gram-negativas e nos dois diferentes tipos de células T de linfoma. Em contraste com estes resultados, nas duas estirpes de células Gram-positivas, a maioria dos compostos tiveram pouco efeito na inibição de bombas de efluxo ou até nenhum, em muitos dos casos. De uma maneira geral os melhores compostos nas diferentes estirpes de bactérias foram: Thioam-1, SZ-2, P3, Rw-15b, AD-26, AD-29, GL-18, GL-7, KF-2, SZ-7, MN-3, GL-16 e GL- 14. Foram portanto estes os compostos que provocaram maior acumulação de brometo de etídeo, inibindo assim com maior eficácia as bombas de efluxo. No presente estudo, a maioria dos compostos conseguiu inibir a resistência provocada pela bomba de efluxo ABCB1, tanto nas células parentais bem como nas células que sobre-expressam esta bomba, causando a acumulação de brometo de etídeo dentro das células. As células que sobreexpressam a bomba ABCB1 foram posteriormente testadas com citometria de fluxo que é a técnica padrão para pesquisa de inibidores de bombas de efluxo. Os compostos que foram mais efectivos na inibição da bomba ABCB1, causando assim maior acumulação de brometo de etídeo nas células que sobre-expressam esta bomba foram: PDPH-3, GL-7, KK-XV, AD-29, Thioam-1, SZ-7, KF-2, MN-3, RW-13, LL-9, P3, AD-26, JH-63 e RW- 15b. Este facto não corroborou totalmente os resultados da citometria de fluxo uma vez que os moduladores que provocaram maior inibição da bomba ABCB1 foram o MN-3, JH-63 e o BS-1, sendo que o último não foi seleccionado como um bom composto usando o método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo. Conclusão: Os compostos derivados de hidantoínas testados tiveram maior efeito nas estirpes de bactérias Gram-negativas do que nas Gram-positivas. Relativamente às células eucariotas, as estruturas mais activas apresentam substituintes aromáticos bem como alguns fragmentos aminicos terciários.

Perceptions of organizational virtuousness and happiness and predictors of organizational citizenship behaviors

Journal of Business Ethics, Vol. 93 Issue 2, p214-235

Modelling of the kinetics of municipal solid waste composting in full-scale mechanical-biological treatment plants

A thesis submitted in fulfilment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Sanitary Engineering in the Faculty of Sciences and Technology of the New University of Lisbon

Vibroacoustic disease II: The biological and acoustical basis of low frequency noise induced pathology

Proceedings Institute of Acoustics (UK); vol. 25, nº2, p. 72-78.

Measurement of lead concentration in biological tissues by atomic spectroscopy techniques

Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in Physics

Protein glycosylation of exosomes from ovarian carcinoma cells: structures and biological roles

Dissertation presented to obtain the Ph.D. degree in Biology

The removal of xenobiotic compounds from wastewater through the use of biological processes and advanced oxidation technologies

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Photoelectron spectroscopy of nitrogen containing molecules of biological and industrial interest

A thesis submitted for the degree of Ph. D. in Physics

Biological predictors of survival in limphoma and mechanisms underlying follicular lymphoma transformaion into diffuse large B cell lymphoma (vol I e II)

RESUMO: Os biomarcadores tumorais permitem identificar os doentes com maior risco de recorrência da doença, predizer a resposta tumoral à terapêutica e, finalmente, definir candidatos a novos alvos terapêuticos. Novos biomarcadores são especialmente necessários na abordagem clínica dos linfomas. Actualmente, esses tumores são diagnosticados através de uma combinação de características morfológicas, fenotípicas e moleculares, mas o prognóstico e o planeamento terapêutico estão quase exclusivamente dependentes de características clínicas. Estes factores clínicos são, na maioria dos linfomas, insuficientes numa proporção significativa dos doentes, em particular, aqueles com pior prognóstico. O linfoma folicular (LF) é, globalmente, o segundo subtipo mais comum de linfoma. É tipicamente uma doença indolente com uma sobrevida média entre os 8 e 12 anos, mas é geralmente fatal quando se transforma num linfoma agressivo de alto grau, habitualmente o linfoma difuso de grandes células B (LDGCB). Morfologicamente e funcionalmente, as células do LF recapitulam as células normais do centro germinativo na sua dependência de sobrevivência do microambiente não-tumoral, especialmente das células do sistema imunológico. Biomarcadores preditivos de transformação não existem pelo que um melhor conhecimento da biologia intrínseca de progressão do LF poderá revelar novos candidatos. Nesta tese descrevo duas abordagens distintas para a descoberta de novos biomarcadores. A primeira, o estudo da expressão global de genes ('genomics') obtidos por técnicas de alto rendimento que analisam todo o genoma humano sequenciado, permitindo identificar novas anomalias genéticas que possam representar mecanismos biológicos importantes de transformação. São descritos novos genes e alterações genómicas associados à transformação do LF, sendo especialmente relevantes as relacionadas com os eventos iniciais de transformação em LDGCB. A segunda, baseou-se em várias hipóteses centradas no microambiente do LF, rico em vários tipos de células nãomalignas. Os estudos imunoarquitectural de macrófagos, células T regulatórias e densidade de microvasos efectuado em biopsias de diagnóstico de doentes com LF tratados uniformemente correlacionaram-se significativamente, e independentemente dos critérios clínicos, com a evolução clínica e, mais importante, com o risco de transformação em LDGCB. Nesta tese, foram preferencialmente utilizadas (e optimizadas) técnicas que permitam o uso de amostras fixadas em parafina e formalina (FFPET). Estas são facilmente acessíveis a partir das biopsias de diagnóstico de rotina presentes nos arquivos de todos os departamentos de patologia, facilitando uma transição rápida dos novos marcadores para a prática clínica. Embora o FL fosse o tema principal da tese, os novos achados permitiram estender facilmente hipóteses semelhantes a outros subtipos de linfoma. Assim, são propostos e validados vários biomarcadores promissores e relacionados com o microambiente não tumoral, sobretudo dependentes das células do sistema imunológico, como contribuintes importantes para a biologia dos linfomas. Estes sugerem novas opções para a abordagem clínica destas doenças e, eventualmente, novos alvos terapêuticos.------------- ABSTRACT: Cancer biomarkers provide an opportunity to identify those patients most at risk for disease recurrence, predict which tumours will respond to different therapeutic approaches and ultimately define candidate biomarkers that may serve as targets for personalized therapy. New biomarkers are especially needed in the management of lymphoid cancers. At present, these tumours are diagnosed using a combination of morphologic, phenotypic and molecular features but prognosis and overall survival are mostly dependent on clinical characteristics. In most lymphoma types, these imprecisely assess a significant proportion of patients, in particular, those with very poor outcomes. Follicular lymphoma (FL) is the second most common lymphoma subtype worldwide. It is typically an indolent disease with current median survivals in the range of 8-12 years, but is usually fatal when it transforms into an aggressive high-grade lymphoma, characteristically Diffuse Large B Cell Lymphoma (DLBCL). Morphologically and functionally it recapitulates the normal cells of the germinal center with its survival dependency on non-malignant immune and immunerelated cells. Informative markers of transformation related to the intrinsic biology of FL progression are needed. Within this thesis two separate approaches to biomarker discovery were employed. The first was to study the global expression of genes (‘genomics’) obtained using high-throughput, wholegenome-wide approaches that offered the possibility for discovery of new genetic abnormalities that might represent the important biological mechanisms of transformation. Gene signatures associated with early events of transformation were found. Another approach relied on hypothesis-driven concepts focusing upon the microenvironment, rich in several non-malignant cell types. The immunoarchitectural studies of macrophages, regulatory T cells and microvessel density on diagnostic biopsies of uniformly treated FL patients significantly predicted clinical outcome and, importantly, also informed on the risk of transformation. Techniques that enabled the use of routine formalin fixed paraffin embedded diagnostic specimens from the pathology department archives were preferentially used in this thesis with the goal of fulfilling a rapid bench-to-beside” translation for these new findings. Although FL was the main subject of the thesis the new findings and hypotheses allowed easy transition into other lymphoma types. Several promising biomarkers were proposed and validated including the implication of several non-neoplastic immune cells as important contributors to lymphoma biology, opening new options for better treatment planning and eventually new therapeutic targets and candidate therapeutics.

Full-scale biological phosphorus removal: quantification of storage polymers, microbial performance and metabolic modelling

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

Insights into the biological significance of alternative splicing in Arabidopsis: functional characterization of a dual-targeted E3 ligase and the SCL30a SR protein

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Molecular Biology

Quantum dots: synthesis, functionalization and bioconjugation for biological applications

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Engineering Sciences and Technology