A new least-squares approach to differintegration modeling

Signal Processing, Vol. 86, nº 10

Diffusional kurtosis imaging using a fast heuristic constrained linear least squares algorithm: a plugin for OsiriX

Diffusion Kurtosis Imaging (DKI) is a fairly new magnetic resonance imag-ing (MRI) technique that tackles the non-gaussian motion of water in biological tissues by taking into account the restrictions imposed by tissue microstructure, which are not considered in Diffusion Tensor Imaging (DTI), where the water diffusion is considered purely gaussian. As a result DKI provides more accurate information on biological structures and is able to detect important abnormalities which are not visible in standard DTI analysis. This work regards the development of a tool for DKI computation to be implemented as an OsiriX plugin. Thus, as OsiriX runs under Mac OS X, the pro-gram is written in Objective-C and also makes use of Apple’s Cocoa framework. The whole program is developed in the Xcode integrated development environ-ment (IDE). The plugin implements a fast heuristic constrained linear least squares al-gorithm (CLLS-H) for estimating the diffusion and kurtosis tensors, and offers the user the possibility to choose which maps are to be generated for not only standard DTI quantities such as Mean Diffusion (MD), Radial Diffusion (RD), Axial Diffusion (AD) and Fractional Anisotropy (FA), but also DKI metrics, Mean Kurtosis (MK), Radial Kurtosis (RK) and Axial Kurtosis (AK).The plugin was subjected to both a qualitative and a semi-quantitative analysis which yielded convincing results. A more accurate validation pro-cess is still being developed, after which, and with some few minor adjust-ments the plugin shall become a valid option for DKI computation

The use of analytical hierarchy process in spatial decision support system for land use management

Geographic information systems give us the possibility to analyze, produce, and edit geographic information. Furthermore, these systems fall short on the analysis and support of complex spatial problems. Therefore, when a spatial problem, like land use management, requires a multi-criteria perspective, multi-criteria decision analysis is placed into spatial decision support systems. The analytic hierarchy process is one of many multi-criteria decision analysis methods that can be used to support these complex problems. Using its capabilities we try to develop a spatial decision support system, to help land use management. Land use management can undertake a broad spectrum of spatial decision problems. The developed decision support system had to accept as input, various formats and types of data, raster or vector format, and the vector could be polygon line or point type. The support system was designed to perform its analysis for the Zambezi river Valley in Mozambique, the study area. The possible solutions for the emerging problems had to cover the entire region. This required the system to process large sets of data, and constantly adjust to new problems’ needs. The developed decision support system, is able to process thousands of alternatives using the analytical hierarchy process, and produce an output suitability map for the problems faced.

Context-based identification of energy consumption in industrial plants

Nowadays, reducing energy consumption is one of the highest priorities and biggest challenges faced worldwide and in particular in the industrial sector. Given the increasing trend of consumption and the current economical crisis, identifying cost reductions on the most energy-intensive sectors has become one of the main concerns among companies and researchers. Particularly in industrial environments, energy consumption is affected by several factors, namely production factors(e.g. equipments), human (e.g. operators experience), environmental (e.g. temperature), among others, which influence the way of how energy is used across the plant. Therefore, several approaches for identifying consumption causes have been suggested and discussed. However, the existing methods only provide guidelines for energy consumption and have shown difficulties in explaining certain energy consumption patterns due to the lack of structure to incorporate context influence, hence are not able to track down the causes of consumption to a process level, where optimization measures can actually take place. This dissertation proposes a new approach to tackle this issue, by on-line estimation of context-based energy consumption models, which are able to map operating context to consumption patterns. Context identification is performed by regression tree algorithms. Energy consumption estimation is achieved by means of a multi-model architecture using multiple RLS algorithms, locally estimated for each operating context. Lastly, the proposed approach is applied to a real cement plant grinding circuit. Experimental results prove the viability of the overall system, regarding both automatic context identification and energy consumption estimation.

As práticas comerciais desleais

The following study aims to examine a controversial and relatively unexplored subject within our system: the legal framework on unfair business-to-consumer commercial practices. Given the fact that this subject is based on the Directive 2005/29/EC, we considered to be appropriate to explore, firstly, the background and origin of such normative instrument. Nevertheless, we have centered our analysis on the interpretation of the set rules established by the Portuguese legal system (Law nr 57/2008, March 26th). For this dissertation, we have proposed a model of tripartite approach. Chapter V seeks to shed light on the general clause by analyzing a set of open concepts such as professional diligence, honest market practice, good faith or material distortion of the consumer’s economic behavior. In chapter VI, we will focus on two common types of unfair commercial practices: misleading and aggressive practices. Finally, due to the fact that chapter VII deals with the black list, we have illustrated the listed practices by giving real life examples. Taking into account the indefinite concepts used in the general prohibition and in the misleading and aggressive clauses, it is particularly difficult to demonstrate the unfairness of the professional’s behavior. In the light of this information, we have concluded that the regime fails on achieving its main goal: it does not protect proper and effectively the consumer’s interests.

Aprender com as Tecnologias Digitais: um Modelo em eLearning em Contexto de Sala de Aula no Ensino Superior

O estudo de caso tem por objetivo principal analisar e avaliar a utilização de um Ambiente de Aprendizagem Enriquecido pela Tecnologia (TELE) no Ensino Superior, através do que é normalmente designado de eLearning e, perceber, o impacto que estas metodologias estão a ter no ensino presencial, a forma como estão a ser usadas e de que forma alunos e professores têm sido confrontados com esta realidade. Especificamente visa analisar o impacto da implementação de um modelo de eLearning na aprendizagem e perceber a relação entre uma estratégia metodológica suportada pela LMS Moodle na sala de aula, as competências digitais e skills que os alunos têm e de que forma isso resulta em termos de ensino-aprendizagem. O Moodle foi a plataforma de aprendizagem selecionada enquanto suporte ao processo de ensino-aprendizagem na unidade curricular de Edição Multimédia do curso de Licenciatura em Comunicação Social e Cultural da Universidade Católica Portuguesa (UCP), com uma turma de 42 alunos no total. Por conseguinte, foi o ambiente usado para a interação entre os alunos e entre estes com o professor em espaço e tempo extra aula. Com o objetivo de cumprir os objetivos propostos recorreu-se a três instrumentos de recolha de dados: dois questionários aos alunos, em momentos distintos. Primeiro, procurou-se obter conhecimentos sobre as suas competências digitais e, num segundo momento, aferir sobre a perceção e o nível de satisfação dos alunos face ao modelo de aprendizagem implementado; observação não participante de sala de aula (estruturada e naturalista), delimitando-se as seguintes dimensões: estratégias operacionalizadas pelo professor, materiais/recursos e ferramentas utilizadas e práticas e atitudes do aluno; registos da plataforma pela análise das interações entre os alunos e destes com o professor através dos fóruns de discussão. O estudo permitiu atestar o impacto bastante positivo nos níveis de satisfação dos alunos e estabelecer uma relação eficaz entre a tecnologia e a aquisição de aprendizagens significativas: potenciou uma aprendizagem ativa, interativa e um contexto para o trabalho colaborativo; consequente capacidade autorregulatória da aprendizagem; promoveu o desenvolvimento da Literacia digital; possibilitou a adoção de metodologias de aprendizagem diversificadas; contribuiu para o aumento da participação, motivação e entusiasmo dos alunos.

Development of process control strategies exploiting knowledge from systems biology: application to MDCK suspension cells

Madine Darby Canine Kidney (MDCK) cell lines have been extensively evaluated for their potential as host cells for influenza vaccine production. Recent studies allowed the cultivation of these cells in a fully defined medium and in suspension. However, reaching high cell densities in animal cell cultures still remains a challenge. To address this shortcoming, a combined methodology allied with knowledge from systems biology was reported to study the impact of the cell environment on the flux distribution. An optimization of the medium composition was proposed for both a batch and a continuous system in order to reach higher cell densities. To obtain insight into the metabolic activity of these cells, a detailed metabolic model previously developed by Wahl A. et. al was used. The experimental data of four cultivations of MDCK suspension cells, grown under different conditions and used in this work came from the Max Planck Institute, Magdeburg, Germany. Classical metabolic flux analysis (MFA) was used to estimate the intracellular flux distribution of each cultivation and then combined with partial least squares (PLS) method to establish a link between the estimated metabolic state and the cell environment. The validation of the MFA model was made and its consistency checked. The resulted PLS model explained almost 70% of the variance present in the flux distribution. The medium optimization for the continuous system and for the batch system resulted in higher biomass growth rates than the ones obtained experimentally, 0.034 h-1 and 0.030 h-1, respectively, thus reducing in almost 10 hours the duplication time. Additionally, the optimal medium obtained for the continuous system almost did not consider pyruvate. Overall the proposed methodology seems to be effective and both proposed medium optimizations seem to be promising to reach high cell densities.

Growth hacking model for B2B saas startups

The following project introduces a model of Growth Hacking strategies for business-tobusiness Software-as-a-Service startups that was developed in collaboration with and applied to a Portuguese startup called Liquid. The work addresses digital marketing channels such as content marketing, email marketing, social marketing and selling. Further, the company’s product, pricing strategy, partnerships and website communication are examined. Applying best case practices, competitor benchmarks and interview insights from numerous industry influencers and experts, areas for improvement are deduced and procedures for each of those channels recommended.

Brownian motion with drift threshold model

In this thesis we implement estimating procedures in order to estimate threshold parameters for the continuous time threshold models driven by stochastic di®erential equations. The ¯rst procedure is based on the EM (expectation-maximization) algorithm applied to the threshold model built from the Brownian motion with drift process. The second procedure mimics one of the fundamental ideas in the estimation of the thresholds in time series context, that is, conditional least squares estimation. We implement this procedure not only for the threshold model built from the Brownian motion with drift process but also for more generic models as the ones built from the geometric Brownian motion or the Ornstein-Uhlenbeck process. Both procedures are implemented for simu- lated data and the least squares estimation procedure is also implemented for real data of daily prices from a set of international funds. The ¯rst fund is the PF-European Sus- tainable Equities-R fund from the Pictet Funds company and the second is the Parvest Europe Dynamic Growth fund from the BNP Paribas company. The data for both funds are daily prices from the year 2004. The last fund to be considered is the Converging Europe Bond fund from the Schroder company and the data are daily prices from the year 2005.

Modelação estatística das co-infecções da SIDA em países da União Europeia

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Matemática, especialidade de Estatística, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Extremum estimators and stochastic optimization methods

Submitted in partial fulfillment for the Requirements for the Degree of PhD in Mathematics, in the Speciality of Statistics in the Faculdade de Ciências e Tecnologia

Investigating the use of dasymetric techniques for assessing employment containment in Melbourne, Australia

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Determinantes da satisfação dos estudantes de primeiro ciclo de estudos na Universidade Nova de Lisboa

Trabalho de Projeto apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Estatística e Gestão de Informação

Desenvolvimento de métodos de espetroscopia NIR. Quantificação de grupos hidróxilo em polímeros

O objetivo deste estudo é o desenvolvimento e validação de métodos espectroscópicos (espectroscopia NIR) que possam vir a substituir os métodos químicos convencionais, para quantificação de grupos hidróxilo em resinas alquídicas. As resinas alquídicas estudadas neste trabalho são normalmente utilizadas em sistemas de revestimento de dois componentes, em que os seus grupos hidróxilo reagem com pré-polímeros de isocianato para formar revestimentos de alta dureza. Por este motivo e por questões processuais ligadas à estequiometria da reação existente na aplicação referida, é extremamente importante a quantificação destes grupos. O método mais comum de quantificação de grupos hidróxilo é conhecido como método de titulação. Este é um método demorado, pois cada medição implica um procedimento experimental de cerca de duas horas, para além de ser muito dispendioso, a nível económico. Foram estudadas as influências da temperatura, heterogeneidade e nível de enchimento da célula na recolha do espectro. As conclusões dos estudos mencionados levaram à fixação de um tempo ideal de permanência da célula dentro da câmara do espectrofotómetro antes da medição do espectro. Para além disto, conclui-se que para lotes standard, a heterogeneidade não é uma variável significativa. O nível da célula deve ser mantido constante. Os métodos desenvolvidos, baseados na norma de qualidade ISO 15063:2011, foram construídos a partir de algoritmos de Partial Least Squares Regression (PLS), utilizando um equipamento NIRVIS, Büchi©. Foram obtidos bons coeficientes de regressão linear para a Resina A (R2>0,9). Quanto aos restantes resultados, estes indicam a possibilidade de aplicação em resinas do mesmo tipo. Este método proporciona resultados 8 vezes mais rápidos e com custos em material que representam 1% do método standard.

Desenvolvimento de métodos de espetroscopia NIR. Quantificação de grupos hidróxilo em polímeros

O objetivo deste estudo é o desenvolvimento e validação de métodos espectroscópicos (espectroscopia NIR) que possam vir a substituir os métodos químicos convencionais, para quantificação de grupos hidróxilo em resinas alquídicas. As resinas alquídicas estudadas neste trabalho são normalmente utilizadas em sistemas de revestimento de dois componentes, em que os seus grupos hidróxilo reagem com pré-polímeros de isocianato para formar revestimentos de alta dureza. Por este motivo e por questões processuais ligadas à estequiometria da reação existente na aplicação referida, é extremamente importante a quantificação destes grupos. O método mais comum de quantificação de grupos hidróxilo é conhecido como método de titulação. Este é um método demorado, pois cada medição implica um procedimento experimental de cerca de duas horas, para além de ser muito dispendioso, a nível económico. Foram estudadas as influências da temperatura, heterogeneidade e nível de enchimento da célula na recolha do espectro. As conclusões dos estudos mencionados levaram à fixação de um tempo ideal de permanência da célula dentro da câmara do espectrofotómetro antes da medição do espectro. Para além disto, conclui-se que para lotes standard, a heterogeneidade não é uma variável significativa. O nível da célula deve ser mantido constante. Os métodos desenvolvidos, baseados na norma de qualidade ISO 15063:2011, foram construídos a partir de algoritmos de Partial Least Squares Regression (PLS), utilizando um equipamento NIRVIS, Büchi©. Foram obtidos bons coeficientes de regressão linear para a Resina A (R2>0,9). Quanto aos restantes resultados, estes indicam a possibilidade de aplicação em resinas do mesmo tipo. Este método proporciona resultados 8 vezes mais rápidos e com custos em material que representam 1% do método standard.