Universality class of fiber bundles with strong heterogeneities

We study the effect of strong heterogeneities on the fracture of disordered materials using a fiber bundle model. The bundle is composed of two subsets of fibers, i.e. a fraction 0 ≤ α ≤ 1 of fibers is unbreakable, while the remaining 1 - α fraction is characterized by a distribution of breaking thresholds. Assuming global load sharing, we show analytically that there exists a critical fraction of the components αc which separates two qualitatively diferent regimes of the system: below αc the burst size distribution is a power law with the usual exponent Ƭ= 5/2, while above αc the exponent switches to a lower value Ƭ = 9/4 and a cutoff function occurs with a diverging characteristic size. Analyzing the macroscopic response of the system we demonstrate that the transition is conditioned to disorder distributions where the constitutive curve has a single maximum and an inflexion point defining a novel universality class of breakdown phenomena

Avalanche dynamics of fiber bundle models

We present a detailed analytical and numerical study of the avalanche distributions of the continuous damage fiber bundle model CDFBM . Linearly elastic fibers undergo a series of partial failure events which give rise to a gradual degradation of their stiffness. We show that the model reproduces a wide range of mechanical behaviors. We find that macroscopic hardening and plastic responses are characterized by avalanche distributions, which exhibit an algebraic decay with exponents between 5/2 and 2 different from those observed in mean-field fiber bundle models. We also derive analytically the phase diagram of a family of CDFBM which covers a large variety of potential avalanche size distributions. Our results provide a unified view of the statistics of breaking avalanches in fiber bundle models

Sistema per al control de sensors mitjançant P2P

L'objectiu del projecte és la creació d'una aplicació Android que permeti monitoritzar i controlar l'estat de sensors. El projecte ha de definir l'arquitectura del sistema complet tot i que es desenvolupa únicament l'aplicació d'Android i la comunicació peer-to-peer. L'ús de sensors és simulat i queda fora de l'abast d'aquest projecte.

Reliable and persistent storage for CoDeS a distributed collaborative system

This research is aimed to find a solution for a distributed storage system adapted for CoDeS. By studying how DSSs work and how they are implemented, we can conclude how we can implement a DSS compatible with CoDeS requirements.

Distributed all-atom simulations of intrinsically unstructured proteins

The Computational Biophysics Group at the Universitat Pompeu Fabra (GRIB-UPF) hosts two unique computational resources dedicated to the execution of large scale molecular dynamics (MD) simulations: (a) the ACMD molecular-dynamics software, used on standard personal computers with graphical processing units (GPUs); and (b) the GPUGRID. net computing network, supported by users distributed worldwide that volunteer GPUs for biomedical research. We leveraged these resources and developed studies, protocols and open-source software to elucidate energetics and pathways of a number of biomolecular systems, with a special focus on flexible proteins with many degrees of freedom. First, we characterized ion permeation through the bactericidal model protein Gramicidin A conducting one of the largest studies to date with the steered MD biasing methodology. Next, we addressed an open problem in structural biology, the determination of drug-protein association kinetics; we reconstructed the binding free energy, association, and dissaciociation rates of a drug like model system through a spatial decomposition and a Makov-chain analysis. The work was published in the Proceedings of the National Academy of Sciences and become one of the few landmark papers elucidating a ligand-binding pathway. Furthermore, we investigated the unstructured Kinase Inducible Domain (KID), a 28-peptide central to signalling and transcriptional response; the kinetics of this challenging system was modelled with a Markovian approach in collaboration with Frank Noe’s group at the Freie University of Berlin. The impact of the funding includes three peer-reviewed publication on high-impact journals; three more papers under review; four MD analysis components, released as open-source software; MD protocols; didactic material, and code for the hosting group.

QDIUS2 (Query Device Information Using Specific Sensors)

QDius2 és una aplicació pensada per a persones amb discapacitat visual. Consisteix en realitzar una descripció verbalitzada de l’estat d’un electrodomèstic utilitzant un dispositiu mòbil amb sistema operatiu Android. L’aplicació guiarà verbalment l’usuari perquè pugui enfocar el panell de control de l’electrodomèstic amb la càmera. Es processarà la imatge obtinguda per extreure la seva informació, ja sigui en el mateix mòbil o al núvol, segons les preferències de l’usuari, i es llegirà la informació resultant. Aquest projecte està dividit en vuit memòries, una per a cada integrant del grup.

Impairment of mossy fiber long-term potentiation and associative learning in pituitary adenylate cyclase activating polypeptide type I receptor-deficient Mice

The pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP) type I receptor (PAC1) is a G-protein-coupled receptor binding the strongly conserved neuropeptide PACAP with 1000-fold higher affinity than the related peptide vasoactive intestinal peptide. PAC1-mediated signaling has been implicated in neuronal differentiation and synaptic plasticity. To gain further insight into the biological significance of PAC1-mediated signaling in vivo, we generated two different mutant mouse strains, harboring either a complete or a forebrain-specific inactivation of PAC1. Mutants from both strains show a deficit in contextual fear conditioning, a hippocampus-dependent associative learning paradigm. In sharp contrast, amygdala-dependent cued fear conditioning remains intact. Interestingly, no deficits in other hippocampus-dependent tasks modeling declarative learning such as the Morris water maze or the social transmission of food preference are observed. At the cellular level, the deficit in hippocampus-dependent associative learning is accompanied by an impairment of mossy fiber long-term potentiation (LTP). Because the hippocampal expression of PAC1 is restricted to mossy fiber terminals, we conclude that presynaptic PAC1-mediated signaling at the mossy fiber synapse is involved in both LTP and hippocampus-dependent associative learning.

Non-invasive monitoring of diaphragmatic timing by means of surface contact sensors: an experimental study in dogs

Background: Non-invasive monitoring of respiratory muscle function is an area of increasing research interest, resulting in the appearance of new monitoring devices, one of these being piezoelectric contact sensors. The present study was designed to test whether the use of piezoelectric contact (non-invasive) sensors could be useful in respiratory monitoring, in particular in measuring the timing of diaphragmatic contraction.Methods: Experiments were performed in an animal model: three pentobarbital anesthetized mongrel dogs. The motion of the thoracic cage was acquired by means of a piezoelectric contact sensor placed on the costal wall. This signal is compared with direct measurements of the diaphragmatic muscle length, made by sonomicrometry. Furthermore, to assess the diaphragmatic function other respiratory signals were acquired: respiratory airflow and transdiaphragmatic pressure. Diaphragm contraction time was estimated with these four signals. Using diaphragm length signal as reference, contraction times estimated with the other three signals were compared with the contraction time estimated with diaphragm length signal.Results: The contraction time estimated with the TM signal tends to give a reading 0.06 seconds lower than the measure made with the DL signal (-0.21 and 0.00 for FL and DP signals, respectively), with a standard deviation of 0.05 seconds (0.08 and 0.06 for FL and DP signals, respectively). Correlation coefficients indicated a close link between time contraction estimated with TM signal and contraction time estimated with DL signal (a Pearson correlation coefficient of 0.98, a reliability coefficient of 0.95, a slope of 1.01 and a Spearman's rank-order coefficient of 0.98). In general, correlation coefficients and mean and standard deviation of the difference were better in the inspiratory load respiratory test than in spontaneous ventilation tests.Conclusion: The technique presented in this work provides a non-invasive method to assess the timing of diaphragmatic contraction in canines, using a piezoelectric contact sensor placed on the costal wall.

On the computational security of a distributed key distribution scheme

In a distributed key distribution scheme, a set of servers helps a set of users in a group to securely obtain a common key. Security means that an adversary who corrupts some servers and some users has no information about the key of a noncorrupted group. In this work, we formalize the security analysis of one such scheme which was not considered in the original proposal. We prove the scheme is secure in the random oracle model, assuming that the Decisional Diffie-Hellman (DDH) problem is hard to solve. We also detail a possible modification of that scheme and the one in which allows us to prove the security of the schemes without assuming that a specific hash function behaves as a random oracle. As usual, this improvement in the security of the schemes is at the cost of an efficiency loss.

Web containers / portals integrating tools and accessing distributed services

En aquest projecte he avaluat un seguit de plataformes per veure quina era la millor pertal d’integrar les eines que proporcionen serveis del projecte TENCompetence.Per començar el projecte plantejaré el context del projecte. Com se situa al marc del projecte TENCompetence on he desenvolupat aquest treball fi de carrera. Tot seguit es veuen quines eines disposem per tal d’accedir als diferents serveis que ens proporciona el projecte.Comento els escenaris on s’aplicarà la tecnologia que triem i finalment comento les diferents plataformes web on integrarem les diferents eines.A continuació he realitzat un capítol per tal de comentar l’anàlisi de requeriments del’escenari d’aplicació de cada pilot. Per a cada escenari aplico unes determinades eines a un determinat context, i per tant hi han unes necessitats concretes que he de recollir. Per plasmar-ho en paper he realitzat l’anàlisi de requeriments. Un cop recollides totes les dades he pogut feruna selecció de la plataforma contenidora que més s’escau a cada pilot.Amb els requeriments i la plataforma seleccionada, he realitzat un disseny per a cada pilot. Després de refinar el disseny he realitzat la implementació per tal de cobrir les necessitats dels pilots. També he aprofitat per veure quina tecnologia es pot utilitzar per tal d’integrar leseines dins de la plataforma.Amb la implementació feta he realitzat un seguit de proves per tal de veure els resultats aconseguits. Tot seguit he iniciat un procés iteractiu per tal refinar el disseny i millorar la implementació.

Estudi del procès evolutiu de la maduració del raïm mitjançant un sistema de sensors de temperatura i humitat

Treball de recerca realitzat per alumnes d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2010. L’objectiu principal d'aquest treball és analitzar i quantificar la relació i influència que podria existir entre alguns paràmetres que defineixen les condicions meteorològiques i l'estat de maduració del raïm en les setmanes prèvies a la verema. En la part introductòria s'estableixen els fonaments biològics i tecnològics, per donar pas a la secció on es duu a terme la implantació tecnològica, i s'explica la metodologia experimental i analítica seguides, per donar lloc a l'anàlisi, estudi i valoració dels resultats obtinguts. En el fons, i al llarg de tot el treball de recerca, es pretén que el lector encuriosit es vegi motivat per extreure les seves pròpies deduccions, conclusions i formular els seus propis dubtes sobre els procediments que es descriuen, així com els resultats finals. S'ha pogut establir a partir dels resultats empírics una equació matemàtica entre l'increment de la concentració dels sucres del raïm (factor principal en la seva maduració) i el nombre d'hores de Sol acumulades.

Non-invasive RF built-in testing using on-chip temperature sensors

This poster shows how to efficiently observe high-frequency figures of merit in RF circuits by measuring DC temperature with CMOS-compatible built-in sensors.

Software per al cronometratge de temps mitjançant sensors digitals

L’Slot, conegut per tots amb el nom d’Scalextric, s’ha implantat com a una forma d’oci habitual, la pràctica del qual no queda restringida als més petits, sinó que cada vegada crea més afició entre els grans. El fet que l’Slot s’hagi extès entre els adults n’ha revolucionat la pràctica. L’entrada al mercat de l’Slot de gent adulta, i amb poder adquisitiu molt superior als adolescents, ha provocat que les marques especialitzades vagin evolucionant els seus productes cada vegada més. Totes les marques s’han vist obligades a desenvolupar vehicles més competitius i alhora treure al mercat accessoris que augmentin la realitat del joc. Una de les necessitats que s’ha creat és la de competir entre jugadors. Aquesta competició tan pot ser en forma de carrera entre diversos participants, com de forma individual, cronometrant el temps de cada participant en un circuit. L’objectiu principal del projecte és crear un sistema capaç de realitzar cronometratges en temps real mitjançant sensors digitals ja existents en el mercat de l’Slot i poder controlar i visualitzar la informació des d’un PC. Per a poder captar els senyals dels sensors s’ha utilitzat un sistema microcontrolat, que garanteix gran velocitat d’adquisició, processament de dades i transmissió. La comunicació del Microcontrolador amb el PC s’ha realizat mitjançant el bus USB. El PC serà el controlador del sistema i donarà les ordres al Microcontrolador, podent així tenir control total sobre el funcionament del programa. També serà el PC el que tractarà els crocometratges enregistrats i els mostrarà per pantalla