Visualització dinàmica d'un procés metabòlic amb finalitats docents

La incorporació del Moodle com a eina de docència, i l’augment de hores no presencials a les diverses assignatures fa que calgui incorporar les noves tecnologies perquè els alumnes disposin de més material docent al seu abast. Però l’acumulació de material fa que només sigui útil aquell material que es guanyi a l’alumne. En aquest sentit, creiem que les animacions i les eines interactives poden ser materials atractius pels alumnes. En aquest projecte hem creat una eina d’animació interactiva perquè l’estudiant de Bioquímica practiqui i aprengui una de les rutes metabòliques principals: la glucòlisi. Aquesta eina consta d’una pantalla separada en 3 zones: 1) una zona lateral que inclou la ruta metabòlica completa, i en la que l’alumne pot prémer sobre cada un dels passos que estructuren la ruta (finestra del metabolisme); 2) una zona inferior que presenta la reacció individual de la ruta metabòlica, en la que s’observa l’estructura química de les molècules i informació de l’enzim implicat en la reacció (finestra de l’enzim); i 3) una zona central en la que a través d’una animació amb Macromedia Flash MX, l’alumne observa el mecanisme químic de la reacció (finestra del mecanisme químic). Les tres zones són interactives i en prémer sobre elles donen informació, respectivament sobre la ruta completa, l’enzim de cada pas en particular i el mecanisme d’acció. A més, la finestra del mecanisme químic permet aturar en qualsevol moment la animació, tornar enrere i veure els intermediaris. Durant el segon semestre del curs 2006-2007 hem avaluat l’eina amb alumnes de Bioquímica de la Llicenciatura de Química, incorporant-la als dossier electrònics. Creiem que hem assolit els objectius que es proposaven: aprendre una ruta metabòlica, de manera divertida; aprendre el mecanisme de cada un dels passos de la ruta i aprendre l’estructura química dels metabòlits intermediaris de la ruta.

Estudi òptic dels minerals

El Grup Consolidat d’Innovació Docent de Mineralogia i òptica cristal·lina de la Universitat de Barcelona ha desenvolupat un CD interactiu que simula el funcionament d’un microscopi petrogràfic, per tal de facilitar a l’alumne un material d’autoaprenentatge, ha de servir per a reforçar els coneixements dels minerals formadors de roques en làmina prima. Aquest material te tres entrades diferents, en català, castellà i anglès. Cada mineral té una fitxa general amb les seves propietats òptiques i una complementaria amb les característiques cristal·logràfiques, camp d’estabilitat, diagrames de fases i característiques morfològiques del mineral a observar, les quals marquen els trets determinatius d’aquell mineral per tal de facilitar el seu reconeixement. Per tal de complementar les dades s’han introduït links directes amb la planes web: “webmineral” i “mindat” on hi ha les corresponents estructures i morfologies “interactives” de cadascun dels minerals que apareixen en el programa. En l’aplicació informàtica hi ha 169 filmacions corresponents a 43 dels principals minerals que formen les roques, una filmació correspon a la imatge només amb el polaritzador, i l'altre a la imatge amb el polaritzador més l'analitzador. Cadascuna d'aquestes imatges es presenta amb un gir de 360º; es pot aturar i després continuar girant, simulant el que veuríem al microscopi. D'aquesta manera es pot determinar el pleocroisme, la presència de macles, el color d'interferència i l'angle d'extinció.. S’ha intentat sempre que hi hagués diferents exemples d’un mateix mineral en diverses paragènesis. També s'incorpora una fitxa que l'usuari pot omplir amb les característiques texturals i òptiques del mineral agrupades segons les observacions que es fan, bé amb el polaritzador, amb el polaritzador i l'analitzador o bé amb les condicions específiques per veure la figura d'interferència i el signe òptic. Aquesta fitxa, un cop plena, es pot imprimir. En tot moment hi ha un menú d’ajuda on l’usuari pot remetre i fer la consulta adient per poder continuar.

Animació de les rutes glucolítica i gluconeogènica : una eina no presencial per a aprendre de manera amena

La incorporació del Moodle com a eina de docència, i l’augment de hores no presencials a les diverses assignatures fa que calgui incorporar les noves tecnologies perquè els alumnes disposin de més material docent al seu abast. Però l’acumulació de material fa que només sigui útil aquell material que es guanyi a l’alumne. En aquest sentit, creiem que les animacions i les eines interactives poden ser materials atractius pels alumnes. En aquest projecte hem creat una eina d’animació interactiva perquè l’estudiant de Bioquímica practiqui i aprengui dues rutes principals del metabolisme de hidrats de carboni: la glucòlisi i la gluconeogènesi. Aquesta eina consta d’una pantalla separada en 3 zones: 1) una zona lateral que inclou la ruta metabòlica completa, i en la que l’alumne pot prémer sobre cada un dels passos que estructuren la ruta (finestra del metabolisme); 2) una zona inferior que presenta la reacció individual de la ruta metabòlica, en la que s’observa l’estructura química de les molècules i informació de l’enzim implicat en la reacció (finestra de l’enzim); i 3) una zona central en la que a través d’una animació amb Macromedia Flash MX, l’alumne observa el mecanisme químic de la reacció (finestra del mecanisme químic). Les tres zones són interactives i en prémer sobre elles donen informació, respectivament sobre la ruta completa, l’enzim de cada pas en particular i el mecanisme d’acció. A més, la finestra del mecanisme químic permet aturar en qualsevol moment la animació, tornar enrere i veure els intermediaris. Durant el segon semestre del curs 2007-2008 hem avaluat l’eina amb alumnes de Bioquímica de la Llicenciatura de Química, incorporant-la als dossier electrònics i al Moodle. Creiem que hem assolit els objectius que es proposaven: que l’alumne aprengui les dues rutes metabòliques, de manera divertida; el mecanisme de cada un dels passos de les rutes i l’estructura química dels metabòlits intermediaris de les rutes.

BAW notch filter for WiMAX applications

Als darrers anys la necessitat de connectar-se a internet des de qualsevol lloc s’ha incrementat exponencialment sobretot de manera inalàmbrica. Degut al finit espectre radioelèctric es tendeix a aprofitar totes les franges freqüencials d’aquest convivint diferents sistemes en franges properes podent induir-se interferències mútuament. Per evitar aquestes interferències es requereix de filtres a tots els dispositius els quals aïllin un sistema del adjacent. En aquest projecte es dóna una solució al cas concret de la convivència entre els sistemes Wi-Fi y WiMAX eliminant la banda Wi-Fi interferent en sistemes WiMAX. Aquesta solució consisteix en el disseny d’un filtre banda eliminada d’ordre 3 implementat mitjançant tecnologia BAW a partir de l’estructura y especificacions d’un filtre comercial. A més també es fa un petit estudi per veure si seria interessant una millora en els processos de fabricació del filtre per part del fabricant.

Traducció i edició a Catalunya durant la primera dictadura del s.XX (1923-1930)

Quan Miguel Primo de Rivera va pujar al poder l’any 1923, una de les primeres accions que va portar a terme fou la imposició de la censura en la premsa, tant pel que fa a les publicacions periòdiques com als llibres. A la pràctica, però, l’impacte d’aquesta censura en l’edició de llibres va ser força reduït: de fet, durant els anys que va durar el directori el món editorial va viure un creixement considerable, tant pel que fa als volums editats (originals i traduïts) com al nombre de segells editorials. Amb aquest treball em proposo construir una base de dades que inclogui totes les traduccions publicades a Catalunya de 1923 a 1930 a partir de la qual em sigui possible valorar diversos aspectes relacionats amb l’activitat traductora durant la dictadura de Primo de Rivera (per exemple, les matèries i llengües més traduïdes, el perfil dels traductors més actius o les editorials i col•leccions més actives en la traducció).

RADIC: un middleware de tolerancia a fallos que preserva el rendimiento

La tolerancia a fallos es una línea de investigación que ha adquirido una importancia relevante con el aumento de la capacidad de cómputo de los súper-computadores actuales. Esto es debido a que con el aumento del poder de procesamiento viene un aumento en la cantidad de componentes que trae consigo una mayor cantidad de fallos. Las estrategias de tolerancia a fallos actuales en su mayoría son centralizadas y estas no escalan cuando se utiliza una gran cantidad de procesos, dado que se requiere sincronización entre todos ellos para realizar las tareas de tolerancia a fallos. Además la necesidad de mantener las prestaciones en programas paralelos es crucial, tanto en presencia como en ausencia de fallos. Teniendo en cuenta lo citado, este trabajo se ha centrado en una arquitectura tolerante a fallos descentralizada (RADIC – Redundant Array of Distributed and Independant Controllers) que busca mantener las prestaciones iniciales y garantizar la menor sobrecarga posible para reconfigurar el sistema en caso de fallos. La implementación de esta arquitectura se ha llevado a cabo en la librería de paso de mensajes denominada Open MPI, la misma es actualmente una de las más utilizadas en el mundo científico para la ejecución de programas paralelos que utilizan una plataforma de paso de mensajes. Las pruebas iniciales demuestran que el sistema introduce mínima sobrecarga para llevar a cabo las tareas correspondientes a la tolerancia a fallos. MPI es un estándar por defecto fail-stop, y en determinadas implementaciones que añaden cierto nivel de tolerancia, las estrategias más utilizadas son coordinadas. En RADIC cuando ocurre un fallo el proceso se recupera en otro nodo volviendo a un estado anterior que ha sido almacenado previamente mediante la utilización de checkpoints no coordinados y la relectura de mensajes desde el log de eventos. Durante la recuperación, las comunicaciones con el proceso en cuestión deben ser retrasadas y redirigidas hacia la nueva ubicación del proceso. Restaurar procesos en un lugar donde ya existen procesos sobrecarga la ejecución disminuyendo las prestaciones, por lo cual en este trabajo se propone la utilización de nodos spare para la recuperar en ellos a los procesos que fallan, evitando de esta forma la sobrecarga en nodos que ya tienen trabajo. En este trabajo se muestra un diseño propuesto para gestionar de un modo automático y descentralizado la recuperación en nodos spare en un entorno Open MPI y se presenta un análisis del impacto en las prestaciones que tiene este diseño. Resultados iniciales muestran una degradación significativa cuando a lo largo de la ejecución ocurren varios fallos y no se utilizan spares y sin embargo utilizándolos se restablece la configuración inicial y se mantienen las prestaciones.

Monitorización de la temperatura de un CPD mediante una red de sensores inalámbricos

Con este proyecto se pretende que una organización sea más consciente del estado de sus máquinas y anticiparse a una situación de pérdida de información, parada de servicios o parada por sobrecalentamiento de servidores.

Redefinición de indicadores y planificación del proceso de recogida de datos de la Biblioteca Virtual de la Universitat Oberta de Catalunya

Pre-print.

Redefinición de indicadores y planificación del proceso de recogida de datos de la Biblioteca Virtual de la Universitat Oberta de Catalunya

Pre-print.

Refinement criteria for global illumination using convex funcions

In several computer graphics areas, a refinement criterion is often needed to decide whether to goon or to stop sampling a signal. When the sampled values are homogeneous enough, we assume thatthey represent the signal fairly well and we do not need further refinement, otherwise more samples arerequired, possibly with adaptive subdivision of the domain. For this purpose, a criterion which is verysensitive to variability is necessary. In this paper, we present a family of discrimination measures, thef-divergences, meeting this requirement. These convex functions have been well studied and successfullyapplied to image processing and several areas of engineering. Two applications to global illuminationare shown: oracles for hierarchical radiosity and criteria for adaptive refinement in ray-tracing. Weobtain significantly better results than with classic criteria, showing that f-divergences are worth furtherinvestigation in computer graphics. Also a discrimination measure based on entropy of the samples forrefinement in ray-tracing is introduced. The recursive decomposition of entropy provides us with a naturalmethod to deal with the adaptive subdivision of the sampling region

List-based decision problems

When encountering a set of alternatives displayed in the form of a list, the decision maker usually determines a particular alternative, after which she stops checking the remaining ones, and chooses an alternative from those observed so far. We present a framework in which both decision problems are explicitly modeled, and axiomatically characterize a stop-and-choose rule which unifies position-biased successive choice and satisficing choice.

SGP-1: prediction and validation of homologous genes based on sequence alignments

Conventional methods of gene prediction rely on the recognition of DNA-sequence signals, the coding potential or the comparison of a genomic sequence with a cDNA, EST, or protein database. Reasons for limited accuracy in many circumstances are species-specific training and the incompleteness of reference databases. Lately, comparative genome analysis has attracted increasing attention. Several analysis tools that are based on human/mouse comparisons are already available. Here, we present a program for the prediction of protein-coding genes, termed SGP-1 (Syntenic Gene Prediction), which is based on the similarity of homologous genomic sequences. In contrast to most existing tools, the accuracy of SGP-1 depends little on species-specific properties such as codon usage or the nucleotide distribution. SGP-1 may therefore be applied to nonstandard model organisms in vertebrates as well as in plants, without the need for extensive parameter training. In addition to predicting genes in large-scale genomic sequences, the program may be useful to validate gene structure annotations from databases. To this end, SGP-1 output also contains comparisons between predicted and annotated gene structures in HTML format. The program can be accessed via a Web server at http://soft.ice.mpg.de/sgp-1. The source code, written in ANSI C, is available on request from the authors.

GeneID in "Drosophila"

GeneID is a program to predict genes in anonymous genomic sequences designed with a hierarchical structure. In the first step, splice sites, and start and stop codons are predicted and scored along the sequence using position weight matrices (PWMs). In the second step, exons are built from the sites. Exons are scored as the sum of the scores of the defining sites, plus the log-likelihood ratio of a Markov model for coding DNA. In the last step, from the set of predicted exons, the gene structure is assembled, maximizing the sum of the scores of the assembled exons. In this paper we describe the obtention of PWMs for sites, and the Markov model of coding DNA in Drosophila melanogaster. We also compare other models of coding DNA with the Markov model. Finally, we present and discuss the results obtained when GeneID is used to predict genes in the Adh region. These results show that the accuracy of GeneID predictions compares currently with that of other existing tools but that GeneID is likely to be more efficient in terms of speed and memory usage.

Estimation of protein coding density in a corpus of DNA sequence data

A number of experimental methods have been reported for estimating the number of genes in a genome, or the closely related coding density of a genome, defined as the fraction of base pairs in codons. Recently, DNA sequence data representative of the genome as a whole have become available for several organisms, making the problem of estimating coding density amenable to sequence analytic methods. Estimates of coding density for a single genome vary widely, so that methods with characterized error bounds have become increasingly desirable. We present a method to estimate the protein coding density in a corpus of DNA sequence data, in which a ‘coding statistic’ is calculated for a large number of windows of the sequence under study, and the distribution of the statistic is decomposed into two normal distributions, assumed to be the distributions of the coding statistic in the coding and noncoding fractions of the sequence windows. The accuracy of the method is evaluated using known data and application is made to the yeast chromosome III sequence and to C.elegans cosmid sequences. It can also be applied to fragmentary data, for example a collection of short sequences determined in the course of STS mapping.

A short motif in Drosophila SECIS Binding Protein 2 provides differential binding affinity to SECIS RNA hairpins

Selenoproteins contain the amino acid selenocysteine which is encoded by a UGA Sec codon. Recoding UGA Sec requires a complex mechanism, comprising the cis-acting SECIS RNA hairpin in the 3′UTR of selenoprotein mRNAs, and trans-acting factors. Among these, the SECIS Binding Protein 2 (SBP2) is central to the mechanism. SBP2 has been so far functionally characterized only in rats and humans. In this work, we report the characterization of the Drosophila melanogaster SBP2 (dSBP2). Despite its shorter length, it retained the same selenoprotein synthesis-promoting capabilities as the mammalian counterpart. However, a major difference resides in the SECIS recognition pattern: while human SBP2 (hSBP2) binds the distinct form 1 and 2 SECIS RNAs with similar affinities, dSBP2 exhibits high affinity toward form 2 only. In addition, we report the identification of a K (lysine)-rich domain in all SBP2s, essential for SECIS and 60S ribosomal subunit binding, differing from the well-characterized L7Ae RNA-binding domain. Swapping only five amino acids between dSBP2 and hSBP2 in the K-rich domain conferred reversed SECIS-binding properties to the proteins, thus unveiling an important sequence for form 1 binding.