Field-Programmable Gate Array Card for Readout and Control of Cryoelectronics

The main goal of the present Master’s Thesis project was to create a field-programmable gate array (FPGA) based system for the control of single-electron transistors or other cryoelectronic devices. The FPGA and similar technologies are studied in the present work. The fixed and programmable logic are compared with each other. The main features and limitations of the hardware used in the project are investigated. The hardware and software connections of the device to the computer are shown in detail. The software development techniques for FPGA-based design are described. The steps of design for programmable logic are considered. Furthermore, the results of filters implemented in the software are illustrated.

Kasvatus on kasvamaan saattamista. Kasvatusfilosofinen tutkimus J. A. Hollon sivistyskasvatusajattelusta

Tutkimukseni käsittelee J. A. Hollon (1885–1967) sivistyskasvatusajattelua. Hollo oli monitoiminen kulttuurivaikuttaja, joka toimi kriitikkona, kirjailijana, suomentajana ja kasvatustieteilijänä. Häntä voidaan pitää J. V. Snellmanin rinnalla yhtenä merkittävimpänä suomalaisena kasvatusajattelijana. Hänen kasvatusajattelustaan ei ole kuitenkaan aiemmin tehty väitöskirjatason tutkimusta. Tutkimuskysymykseni ovat seuraavat: 1. Millainen on Hollon näkemys kasvatuksesta, kasvatuksen maailmasta ja kasvatuksen teoriasta? 2. Mikä on Hollon käsitys kasvattajan ja kasvatettavan merkityksestä kasvatustapahtumassa? 3. Mitä asioita sisältyy sivistyskasvatuksen eli kasvamaan saattamisen elementteihin? Tutkimukseni on kasvatusfilosofinen. Tutkimusmenetelmäni on systemaattinen analyysi ja lähestymistapani on hermeneuttinen. Tutkimukseni pääaineistona ovat Hollon kasvatusta koskevat kirjoitukset, joista tärkeimmät ovat Mielikuvitus ja sen kasvattaminen I-II (1918, 1919), Kasvatuksen maailma (1927), Kasvatuksen teoria (1927) ja Itsekasvatus ja elämisen taito (1931). Hollon mukaan kasvatuksen maailma on suhteellisen itsenäinen elämänmuoto (Lebensform), jolla on oma ontologinen erityislaatunsa, so. sui generis. Kasvatusoppia ei pidä redusoida psykologiaan tai filosofiaan, koska sillä tavoin se menettää tieteellisen itsenäisyytensä. Hollon mielestä kasvatuksen teoria on teoria käytäntöä varten. Kasvatuksen teorian luomisessa tulee ottaa huomioon kasvatuksen maailman erityispiirteenä oleva kokonaisvaltainen näkökulma ja elämän palvelemisen päämäärä. Kasvattaminen on aina myös eettistä toimintaa. Kasvatuksen tavoitteena on hyvä elämä. Hollon mukaan kasvattajan tehtävä on luoda kasvatettavalleen eheä sivistyksellinen perusta. Tämä voi tapahtua vain laaja-alaisen sivistyskasvatuksen avulla, jonka runkona on antiikin humanistinen sivistysperinne. Sivistyskasvatukseen kuuluvat älyllinen, eettinen, uskonnollinen, esteettinen ja toiminnallinen kasvatus. Mielikuvituksen avulla kasvattaja voi yhdistää kasvatuksen osa-alueet eheäksi kokonaisuudeksi. Ilman mielikuvitusta erilaiset ilmiöt olisivat pirstaleisina, toisistaan erillisinä osina ihmisen mielessä. Opettajan persoona on merkittävä tekijä kasvatuksessa. Se tulee ottaa huomioon opettajankoulutuksen eli kasvattajan kasvattamisen valinnoissa. Opettaja-kasvattajan on tärkeää opiskella laajasti humanistisia opintoja, koska kasvatuksessa on kysymys ihmisestä. Ennen kaikkea kasvattajan eettistä ja esteettistä kykyä tulee harjoituttaa. Näin hän oppii käyttämään mielikuvitustaan kasvatustapahtumassa siten, että hän tulee kasvatuksellisesti näkeväksi kasvamaan saattajaksi, joka ymmärtää sen, mikä kussakin tilanteessa vaatii erityistä huomiota. Tutkimukseni osoittaa, että Hollon henkitieteellinen ja fenomenologis-hermeneuttinen kasvatusnäkemys ei ole vain vastaparadigma empiiriselle kasvatustieteelle, vaan myös nykyajan teknis-taloudelliselle eetokselle, joka yhtäältä uhkaa välineellistää kasvatuksen ja toisaalta väärällä tavoin tieteellistää kasvatuksen tutkimuksen. Tämän takia kasvatusoppi kysymyksineen uhkaa siirtyä kasvatuskeskustelussa syrjemmälle, jopa hävitä kokonaan. Kasvatuksen ja kasvatuksen tutkimuksen vaarana on niiden liiallinen sitouttaminen tuotantoelämän jatkeeksi, minkä seurauksena on ihmisyyden toteuttamisen vaikeutuminen. Tutkimuksen lopuksi esitän ideaalikoulunäkemykseni, joka perustuu osittain Hollon kasvatusnäkemykseen. Hollon näkemys on yhä ajankohtainen ja merkittävä kontribuutio kasvatusta, sen teoriaa ja käytäntöä koskevaan keskusteluun.

Bus bar aeolian vibration field tests

Large amplitude bus bar aeolian vibration may lead to post insulator damage. Different damping applications are used to decrease the risk of large amplitude aeolian vibration. In this paper the post insulator load caused by the bus bar aeolian vibration and the effect of damping methods are evaluated. The effects of three types of bus bar connectors and three types of primary structures are studied. Two actual damping devices, damping cable and their combinations are studied. The post insulator loads are studied with strain gage based custom made force sensors installed on the both ends of the post insulator and with the displacement sensor installed on the midpoint of the bus bar. The post insulator loads are calculated from the strain values and the damping properties are determined from the displacement history. The bus bar is deflected with a hanging weight. The weight is released and the bus bar is left to free damped vibration. Both actual bus bar vibration dampers RIBE and SBI were very effective against the aeolian vibration. Combining vibration damper with damping cable will increase the damping ratio but it may be unnecessary considering the extra effort. Bus bar connector type or primary structure have no effect on the vertical load. The bending moment at the post insulator with double sided bus bar connector is significantly higher than at the post insulator with single sided bus bar connector. No reliable conclusions about bus bar connector type effect can be done, but the roller bearing type or central bearing type connector may reduce the bending moment. The RHS steel frame as primary structure may increase the bending moment peak values since it is the least rigid primary structure type and it may start to vibrate as a response to the awakening force of the vibrating bus bar.

Electric field control of magnetism in hydrid ferromagnetic / ferroelectric materials

Väisälän palkinnon 2012 saaja.

Identification of research trends in the field of separation processes. Application of epidemiological model, citation analysis, text mining, and technical analysis of the financial markets

Choice of industrial development options and the relevant allocation of the research funds become more and more difficult because of the increasing R&D costs and pressure for shorter development period. Forecast of the research progress is based on the analysis of the publications activity in the field of interest as well as on the dynamics of its change. Moreover, allocation of funds is hindered by exponential growth in the number of publications and patents. Thematic clusters become more and more difficult to identify, and their evolution hard to follow. The existing approaches of research field structuring and identification of its development are very limited. They do not identify the thematic clusters with adequate precision while the identified trends are often ambiguous. Therefore, there is a clear need to develop methods and tools, which are able to identify developing fields of research. The main objective of this Thesis is to develop tools and methods helping in the identification of the promising research topics in the field of separation processes. Two structuring methods as well as three approaches for identification of the development trends have been proposed. The proposed methods have been applied to the analysis of the research on distillation and filtration. The results show that the developed methods are universal and could be used to study of the various fields of research. The identified thematic clusters and the forecasted trends of their development have been confirmed in almost all tested cases. It proves the universality of the proposed methods. The results allow for identification of the fast-growing scientific fields as well as the topics characterized by stagnant or diminishing research activity.

Elever syns på nätet : multimodala texter och autentiska mottagare

This study is based on the notion that all students are likely to have a computer of some kind as their primary tool at school within a few years. The overall aim is to contribute to the knowledge of what this development of computer-assisted multimodal text production and communication on and over the net may entail in a school context. The study has an abductive approach drawing on theory from Media and Communication studies and from Pedagogy - particularly on media peda-gogy, multimodality, storytelling, conversation research and deliberative democracy – and is based on a DBR project in three schools. The empirical data are retrieved from four school classes, school years 4 and 5, with good access to computers and digital cameras. The classes have used the class blogs to tell the blog visitors about their school work and Skype to communicate with other classes in Sweden and Tanzania. A variety of research methods was employed: content analysis of texts, observations with field notes and camera documentation, interviews with individual students, group interviews with teachers and students, and a small survey. The study is essentially qualitative, focusing on students’ different perceptions. A small quantitative study was conducted to determine if any factors and variables could be linked to each other and to enable comparisons of the surveyed group with other research results. The results suggest that more computers at school offer more opportunities for real-life assignments and the chance to secure an authentic audience to the students’ production; primarily the students’ parents and relatives, students in the same class and at other schools. A theoretical analysis model to determine the degree of reality and authenticity in various school assignments was developed. The results also indicate that having access to cameras for documenting various events in the classes and to an authentic audience can create new opportunities for storytelling that have not been practiced previously at school. The documentary photo invites a viewer into the present tense of the image and the location where the picture was taken, whoever took the picture. It is used by the students and here too, a model has been developed to describe this relationship. The study also focuses on the freedom of expression and democracy. One of the more unexpected findings is that the students in the study did not see that they can influence other people’s perceptions or change various power structures through communication on the web, neither in nor outside of school.

Scalable algorithms for height field illumination

Global illumination algorithms are at the center of realistic image synthesis and account for non-trivial light transport and occlusion within scenes, such as indirect illumination, ambient occlusion, and environment lighting. Their computationally most difficult part is determining light source visibility at each visible scene point. Height fields, on the other hand, constitute an important special case of geometry and are mainly used to describe certain types of objects such as terrains and to map detailed geometry onto object surfaces. The geometry of an entire scene can also be approximated by treating the distance values of its camera projection as a screen-space height field. In order to shadow height fields from environment lights a horizon map is usually used to occlude incident light. We reduce the per-receiver time complexity of generating the horizon map on N N height fields from O(N) of the previous work to O(1) by using an algorithm that incrementally traverses the height field and reuses the information already gathered along the path of traversal. We also propose an accurate method to integrate the incident light within the limits given by the horizon map. Indirect illumination in height fields requires information about which other points are visible to each height field point. We present an algorithm to determine this intervisibility in a time complexity that matches the space complexity of the produced visibility information, which is in contrast to previous methods which scale in the height field size. As a result the amount of computation is reduced by two orders of magnitude in common use cases. Screen-space ambient obscurance methods approximate ambient obscurance from the depth bu er geometry and have been widely adopted by contemporary real-time applications. They work by sampling the screen-space geometry around each receiver point but have been previously limited to near- field effects because sampling a large radius quickly exceeds the render time budget. We present an algorithm that reduces the quadratic per-pixel complexity of previous methods to a linear complexity by line sweeping over the depth bu er and maintaining an internal representation of the processed geometry from which occluders can be efficiently queried. Another algorithm is presented to determine ambient obscurance from the entire depth bu er at each screen pixel. The algorithm scans the depth bu er in a quick pre-pass and locates important features in it, which are then used to evaluate the ambient obscurance integral accurately. We also propose an evaluation of the integral such that results within a few percent of the ray traced screen-space reference are obtained at real-time render times.

Yritysosto-ohjelmien kyvykkyydet ja niiden kehittäminen: Field-tutkimus

Yritysten tavassa suorittaa yritysostoja on havaittu selkeä muutos. Useassa yritysostoja koskevassa tutkimuksessa on havaittu, että yrityksillä on tapana suorittaa useita peräkkäisiä tai jopa rinnakkaisia yritysostoja, jotka tukevat yrityksen pitkän aikavälin kasvustrategiaa. Tätä ilmiötä kutsutaan yritysosto-ohjelmaksi. Yritysosto-ohjelma on yksittäisten yritysostojen sarja, jonka avulla ohjelmaa toteuttava yritys pyrkii saavuttamaan tietyn liiketoimintapäämäärän tai halutun markkina-aseman. Yritysosto-ohjelmia koskevissa tutkimuksissa on viime aikoina siirrytty tutkimaan syitä, jotka aiheuttavat eroja yritysten toteuttamien yritysostojen suorituskyvyssä. Yhtenä potentiaalisena selityksenä tälle ilmiölle on nostettu erot yritysten yritysosto-ohjelmakyvykkyyksissä. Yritysostoohjelmakyvykkyyksiksi luetaan kaikki yrityksen tiedot, taidot, järjestelmät, menettelytavat ja muu yrityksen osaaminen, jotka tehostavat yrityksen osto-ohjelmien toteuttamista. Tutkielman tarkoituksena on selvittää, mitkä ovat olennaisimmat yritysosto-ohjelmakyvykkyydet ja miten näitä kyvykkyyksiä kehitetään. Tutkimusongelman ratkaisemiseksi aiheen teoreettisen tarkastelun lisäksi toteutettiin field-tutkimus viidessä lukuisia yritysostoja toteuttaneessa yrityksessä. Teoreettisessa tarkastelussa pyrittiin ensin kuvaamaan osto-ohjelmailmiötä ja aikaisemmissa tutkimuksissa havaittuja osto-ohjelmakyvykkyyksiä. Kyvykkyyksien kehittymisen teoreettisen tarkastelun pohjana hyödynnettiin aikaisempaa kirjallisuutta dynaamisista kyvykkyyksistä ja niiden kehityksestä sekä kirjallisuutta ja aikaisempia tutkimuksia organisatorisesta oppimisesta ja sen vaikutuksesta dynaamisten kyvykkyyksien kehitykseen. Sekä tutkimuksessa esitetty teoria että empiirinen aineisto osoittivat, että on olemassa yritysostoohjelmakyvykkyyksiä, jotka osaltaan selittävät yritysostojen suorituskyvyn eroja eri yritysostajien välillä. Olennaisimpina osto-ohjelmakyvykkyyksinä tutkielmassa nousivat esiin: (1) kyky luoda toimiva yritysostostrategia ja valita menestyvä markkina-alue, (2) kyky valita yritysostoohjelmastrategiaa tukevia ja yritykseen sopivia ostokohteita, (3) kyky strukturoida yritysostoprosessi, (4) kyky hallita integraatioprosesseja, sekä (5) kyky soveltaa yritysostokokemuksia. Haastateltavissa yrityksissä oli kyvykkyyksien kehittämisessä selkeästi havaittavissa yksisilmukkainen ja kaksisilmukkainen oppiminen, joka tuki Vossin (2008) kehittämää viitekehystä osto-ohjelmakyvykkyyksien kehittymissyklistä. Teoreettisten ja empiiristen havaintojen perusteella tutkielmassa hahmoteltiin organisatorisen oppimisen ja kyvykkyyksien kehittymisen suhdetta visualisoiva yritysosto-ohjelmakyvykkyyksien kehittämisen viitekehys.