A comparative review of dimension reduction methods in approximate Bayesian computation

Approximate Bayesian computation (ABC) methods make use of comparisons between simulated and observed summary statistics to overcome the problem of computationally intractable likelihood functions. As the practical implementation of ABC requires computations based on vectors of summary statistics, rather than full data sets, a central question is how to derive low-dimensional summary statistics from the observed data with minimal loss of information. In this article we provide a comprehensive review and comparison of the performance of the principal methods of dimension reduction proposed in the ABC literature. The methods are split into three nonmutually exclusive classes consisting of best subset selection methods, projection techniques and regularization. In addition, we introduce two new methods of dimension reduction. The first is a best subset selection method based on Akaike and Bayesian information criteria, and the second uses ridge regression as a regularization procedure. We illustrate the performance of these dimension reduction techniques through the analysis of three challenging models and data sets.

Is there sufficient 'sink' in current bioaccessibility determinations of organic pollutants in soils?

Bioaccessibility tests can be used to improve contaminated land risk assessments. For organic pollutants a ‘sink’ is required within these tests to better mimic their desorption under the physiological conditions prevailing in the intestinal tract, where a steep diffusion gradient for the removal of organic pollutants from the soil matrix would exist. This is currently ignored in most PBET systems. By combining the CEPBET bioaccessibility test with an infinite sink, the removal of PAH from spiked solutions was monitored. Less than 10% of spiked PAH remained in the stomach media after 1 h, 10% by 4 h in the small intestine compartment and c.15% after 16 h in the colon. The addition of the infinite sink increased bioaccessibility estimates for field soils by a factor of 1.2–2.8, confirming its importance for robust PBET tests. TOC or BC were not the only factors controlling desorption of the PAH from the soils.

The science case for an orbital mission to Uranus: Exploring the origins and evolution of ice giant planets

Giant planets helped to shape the conditions we see in the Solar System today and they account for more than 99% of the mass of the Sun’s planetary system. They can be subdivided into the Ice Giants (Uranus and Neptune) and the Gas Giants (Jupiter and Saturn), which differ from each other in a number of fundamental ways. Uranus, in particular is the most challenging to our understanding of planetary formation and evolution, with its large obliquity, low self-luminosity, highly asymmetrical internal field, and puzzling internal structure. Uranus also has a rich planetary system consisting of a system of inner natural satellites and complex ring system, five major natural icy satellites, a system of irregular moons with varied dynamical histories, and a highly asymmetrical magnetosphere. Voyager 2 is the only spacecraft to have explored Uranus, with a flyby in 1986, and no mission is currently planned to this enigmatic system. However, a mission to the uranian system would open a new window on the origin and evolution of the Solar System and would provide crucial information on a wide variety of physicochemical processes in our Solar System. These have clear implications for understanding exoplanetary systems. In this paper we describe the science case for an orbital mission to Uranus with an atmospheric entry probe to sample the composition and atmospheric physics in Uranus’ atmosphere. The characteristics of such an orbiter and a strawman scientific payload are described and we discuss the technical challenges for such a mission. This paper is based on a white paper submitted to the European Space Agency’s call for science themes for its large-class mission programme in 2013.

On site flotation for recovering polluted aquatic systems: is it a feasible solution for a Brazilian urban river?

Pinheiros River (Brazil) plays a pivotal role in supplying water to Billings Reservoir, which presents multiple uses (human drinking, energy generation, irrigation, navigation, fishing and leisure) An intense monitoring program was performed during the years 2007 and 2008 to find out whether on site flotation is a feasible solution or not for improving the water quality of this urban river, attenuating the pollutants load caused by the water pumping to the reservoir (approximately 10 m(3)s(-1)) The monitoring of 18 variables (13,429 laboratorial analysis during the period of 490 days), suggested that despite the convenience of the on site approach for water treatment, especially for rivers located in fully urbanized areas, the flotation system is not enough itself to recover Pinheiros River water quality, given the several constraints that apply Total phosphorus removal was high in percentage terms (about 90%), although the remaining concentrations were not so low (mean of 0 05 mg L(-1)) The removal efficiency of some variables was insufficient, leading to high final mean concentrations of metals [e g aluminium (0 29 mg L(-1)), chromium (0 02 mg L(-1)) and iron (1 1 mg L(-1))] as well as nitrogen-ammonia (25 8 mg L(-1)) and total suspended solids (18 mg L(-1)) in the treated water

The performance of solarscan : an automated dermoscopy image analysis instrument for the diagnosis of primary melanoma

Objective To describe the diagnostic performance of SolarScan (Polartechnics Ltd, Sydney, Australia), an automated instrument for the diagnosis of primary melanoma.

Design Images from a data set of 2430 lesions (382 were melanomas; median Breslow thickness, 0.36 mm) were divided into a training set and an independent test set at a ratio of approximately 2:1. A diagnostic algorithm (absolute diagnosis of melanoma vs benign lesion and estimated probability of melanoma) was developed and its performance described on the test set. High-quality clinical and dermoscopy images with a detailed patient history for 78 lesions (13 of which were melanomas) from the test set were given to various clinicians to compare their diagnostic accuracy with that of SolarScan.

Setting Seven specialist referral centers and 2 general practice skin cancer clinics from 3 continents. Comparison between clinician diagnosis and SolarScan diagnosis was by 3 dermoscopy experts, 4 dermatologists, 3 trainee dermatologists, and 3 general practitioners.

Patients Images of the melanocytic lesions were obtained from patients who required either excision or digital monitoring to exclude malignancy.

Main Outcome Measures Sensitivity, specificity, the area under the receiver operator characteristic curve, median probability for the diagnosis of melanoma, a direct comparison of SolarScan with diagnoses performed by humans, and interinstrument and intrainstrument reproducibility.

Results The melanocytic-only diagnostic model was highly reproducible in the test set and gave a sensitivity of 91% (95% confidence interval [CI], 86%-96%) and specificity of 68% (95% CI, 64%-72%) for melanoma. SolarScan had comparable or superior sensitivity and specificity (85% vs 65%) compared with those of experts (90% vs 59%), dermatologists (81% vs 60%), trainees (85% vs 36%; P =.06), and general practitioners (62% vs 63%). The intraclass correlation coefficient of intrainstrument repeatability was 0.86 (95% CI, 0.83-0.88), indicating an excellent repeatability. There was no significant interinstrument variation (P = .80).

Conclusions SolarScan is a robust diagnostic instrument for pigmented or partially pigmented melanocytic lesions of the skin. Preliminary data suggest that its performance is comparable or superior to that of a range of clinician groups. However, these findings should be confirmed in a formal clinical trial.

"The children must go out white"

This study looks at indigenous child removal in Western Australia as a case of genocide. The key figure in the process of child removal in Western Australia was the Chief Protector, A.O. Neville. The intention was complete biological absorption through forced child removal and controlled procreation of Aboriginal women.

Building awareness of mathematical modelling at teacher education: a case study in Indonesia

A growing interest to teach mathematics closely connected to its use in daily life has taken place in Indonesia for over a decade (Sembiring, Hadi, and Dolk 2008). This chapter  reports an exploratory case study of  the building of an awareness of mathematical modelling in teacher education in Indonesia. A modelling task, re-designing a parking lot (Ang 2009), was assigned to groups of pre-service secondary mathematics teachers. All groups undertook the stages of collecting data on a parking lot, identifying limitations in the current design of the parking lot, and proposing a new design based on their observations and analyses. The nature of the mathematical models elicited by pre-service teachers during various stages of completing the modelling task will be examined. Implications of this study suggest the need to encourage pre-service teachers to state the assumptions and real-world considerations and link them to the mathematical model in order to validate their models.

Request mitigating devices in Australian English and Iraqi Arabic : a comparative study

Speech acts realization in everyday interaction is seen as an important field to explore the impact of linguistic and cultural variations on cross-cultural communication and second language acquisition. The reported study investigates the use of request mitigating devices in Australian English and Iraqi Arabic. It explores the internal and external devices that speakers of the two languages use to mitigate the imposition force of requests and the impact of the linguistic and cultural parameters on this use. Request samples were collected from 14 native speakers of Australian English and 14 native speakers of Iraqi Arabic by means of eight role-play interviews. The mitigating devices were identified and classified according to a modified categorization scheme based on Blum-Kulka et al. (1989). Additional categories of mitigating devices were added to this scheme to meet the requirements of data analysis. These include consultative device (Blum-Kulka & Olshtain, 1984), questions (Trosborg, 1995), apology (Economidou-Kogetsidis, 2008), alerter (Schauer, 2007), closing (Al-Ali & Alawneh, 2010), and new categories: wish/hope statement and verbal incentive. The results showed that internal mitigating devices were more frequent in Australian English requests than in Iraqi Arabic requests, while external mitigating devices were equally pervasive in both groups. The two groups also used different semantic formulae of some mitigating devices in specific situations. The pervasive occurrence of external mitigators in both groups‟ requests is discussed in terms of volubility as a politeness strategy. It is suggested that the divergence between the two groups in their utilization of request mitigations is related to linguistic and cultural variations between the Australian and Iraqi languages and cultures.

Aquisição e otimização de mapas de navegação usando redes neurais

A capacidade de encontrar e aprender as melhores trajetórias que levam a um determinado objetivo proposto num ambiente e uma característica comum a maioria dos organismos que se movimentam. Dentre outras, essa e uma das capacidades que têm sido bastante estudadas nas ultimas décadas. Uma consequência direta deste estudo e a sua aplicação em sistemas artificiais capazes de se movimentar de maneira inteligente nos mais variados tipos de ambientes. Neste trabalho, realizamos uma abordagem múltipla do problema, onde procuramos estabelecer nexos entre modelos fisiológicos, baseados no conhecimento biológico disponível, e modelos de âmbito mais prático, como aqueles existentes na área da ciência da computação, mais especificamente da robótica. Os modelos estudados foram o aprendizado biológico baseado em células de posição e o método das funções potencias para planejamento de trajetórias. O objetivo nosso era unificar as duas idéias num formalismo de redes neurais. O processo de aprendizado de trajetórias pode ser simplificado e equacionado em um modelo matemático que pode ser utilizado no projeto de sistemas de navegação autônomos. Analisando o modelo de Blum e Abbott para navegação com células de posição, mostramos que o problema pode ser formulado como uma problema de aprendizado não-supervisionado onde a estatística de movimentação no meio passa ser o ingrediente principal. Demonstramos também que a probabilidade de ocupação de um determinado ponto no ambiente pode ser visto como um potencial que tem a propriedade de não apresentar mínimos locais, o que o torna equivalente ao potencial usado em técnicas de robótica como a das funções potencias. Formas de otimização do aprendizado no contexto deste modelo foram investigadas. No âmbito do armazenamento de múltiplos mapas de navegação, mostramos que e possível projetar uma rede neural capaz de armazenar e recuperar mapas navegacionais para diferentes ambientes usando o fato que um mapa de navegação pode ser descrito como o gradiente de uma função harmônica. A grande vantagem desta abordagem e que, apesar do baixo número de sinapses, o desempenho da rede e muito bom. Finalmente, estudamos a forma de um potencial que minimiza o tempo necessário para alcançar um objetivo proposto no ambiente. Para isso propomos o problema de navegação de um robô como sendo uma partícula difundindo em uma superfície potencial com um único ponto de mínimo. O nível de erro deste sistema pode ser modelado como uma temperatura. Os resultados mostram que superfície potencial tem uma estrutura ramificada.

O desenvolvimento da análise financeira nos últimos anos

A Análise Financeira dos Índices tem sido usada largamente, desde o fim do século passado na avaliação das demonstrações financeiras; no entanto, encontrou-se desacreditada por volta dos anos 60. Assim, por essa época, Beaver; baseando-se na literatura existente, testa empiricamente muitas crenças tidas como verdadeiras e chega a resultados diferentes. Para isso, utilizou-se de metodologia estatística univariada, isto é, analisou cada índice isoladamente. Altman refuta a metodologia usada por Beaver e cria um modelo utilizando se da estatística multivariada, isto é, vários Índices são estudados, estabelecendo um score limite. Outros autores, baseando-se nestes dois estudos, ora criticando, ora comparando, montam outros modelos. Assim temos: Deakin, Blum, Libby, Kennedy, Kanitz, Zappa, Collongues, Conan, Holder, C.E.S.A. e outros que não foram mencionados neste trabalho. Este estudo mostrou o trabalho de cada autor individualmente e, num segundo momento, apresentou críticas e comparações sofridas por esses modelos, procurando evidenciar que essas críticas e comparações serviram para estimular o desenvolvimento da Análise Financeira, a tal ponto que pode-se citar Altman que, devido a críticas e também ao seu interesse em atualizar os dados, reformula o seu modelo original (1968), criando o modelo Zeta (1977). A segunda preocupação deste trabalho foi evidenciar alguns pontos que puderam ser colhidos do material disponível. Assim, procurou-se responder quais os Índices que mais foram usados pelos modelos e, como conclusão, chegou-se a evidência de que não existem alguns poucos índices que melhor discriminem uma empresa falida e não falida. Outra indagação foi, se esses modelos serviriam para todos os tipos e tamanhos de empresas, e concluiu-se que servem, desde que o analista os adapte às suas necessidades peculiares. E, por fim, procurou-se verificar a que finalidade esses modelos podiam corresponder. E, assim, apontou-se a análise de crédito comercial, para investimento, para decisões internas, para compra e venda de ações etc. Conclui-se, pois, que os vários modelos desenvolvidos nestes últimos anos, realmente trouxeram progresso à Análise Financeira, mas que esses resultados devem ser cuidadosa mente adaptados às diversas realidades e mais, dado ao desenvolvimento de outras ciências, podem somar-se esforços com intuito de alcançar um maior desenvolvimento.

São Bernardo do Campo: um exemplo de desenvolvimento urbano condicionado por variáveis externas

Analisa a intervenção do Estado, quando consideradas as suas diferentes esferas de governo, e do Capital Multinacional, na evolução urbana do Município de São Bernardo do Campo. Trata-se de um estudo descritivo com hipóteses, servindo-se do método empírico, compreendendo análise interpretativa de fatos e dados primários em torno do tema apresentado, buscando reconstituir o urbano da cidade com base nos momentos e eventos mais significa ti vos que se tornaram os parâmetros do desenvolvimento local. A crítica enfoca o Planejamento e a Autonomia, correlacionando os conceitos e pressupostos adotados com a ocorrência dos eventos abordados, procurando identificar e qualificar a ação do Estado e do Capital Multinacional no âmbito do Município, bem como as consequências dessa ação no urbano, quando considerados todos os aspectos inerentes à sua dinâmica: físico, econômico, social e politico.

O problema de agência nos contratos de gestão: as organizações sociais de saúde do Estado do Rio de Janeiro

Esse estudo objetiva compreender como são tratados os problemas de agência nos contratos de gestão com as Organizações Sociais de Saúde pelo Estado do Rio de Janeiro. Para tanto, realiza-se a revisão da literatura permitindo a construção da fundamentação teórica, referente à Nova Gestão Pública e ao paradigma pós-burocrático da contratação de parcerias pela esfera pública, identificando problemas na contratualização com foco nos problemas de agência. O contexto de estudo descreve, com base em pesquisa documental, o campo de análise da dissertação, a contratualização com Organizações Sociais pela Secretaria de Saúde do Estado do Rio de Janeiro. A análise dos resultados na perspectiva da teoria da agência, aplicada ao conteúdo do contrato de gestão e aos eventos do contexto de estudo, leva à conclusão de que a Secretaria de Saúde adota na delegação da gestão, de forma padronizada, salvaguardas contratuais que incorporam grande número de contingências, identificadas como problemas de agência, e exerce forte pressão como principal da relação, impondo custos de obrigação aos agentes e suportando custos de monitoramento e custos residuais. Privilegiam-se mecanismos de governança consistentes, apostando em sistemas de informação e no controle e acompanhamento permanente dos contratos por estrutura organizacional dedicada, com o monitoramento do comportamento para o alcance de resultado vinculado à remuneração do agente, sem a utilização de incentivos por recompensas. Não há uma substituição do clássico controle de meios pelo controle de fins, apregoado pela administração pública gerencial. Há, sim, um duplo controle, no qual a prestação de contas é uma obrigação e os resultados são um critério de avaliação para o repasse dos recursos e sustentabilidade da parceria, agregando qualidade ao gasto público.