A Coordination and Ligand Replacement Based Three-Input Colorimetric Logic Gate Sensing Platform for Melamine, Mercury Ions, and Cysteine

Discrimination of different species in various target scopes within a single sensing platform can provide many advantages such as simplicity, rapidness, and cost effectiveness. Here we design a three-input colorimetric logic gate based on the aggregation and anti-aggregation of gold nanoparticles (Au NPs) for the sensing of melamine, cysteine, and Hg2+. The concept takes advantages of the highly specific coordination and ligand replacement reactions between melamine, cysteine, Hg2+, and Au NPs. Different outputs are obtained with the combinational inputs in the logic gates, which can serve as a reference to discriminate different analytes within a single sensing platform. Furthermore, besides the intrinsic sensitivity and selectivity of Au NPs to melamine-like compounds, the “INH” gates of melamine/cysteine and melamine/Hg2+ in this logic system can be employed for sensitive and selective detections of cysteine and Hg2+, respectively.

Making randomised trials more efficient: report of the first meeting to discuss the Trial Forge platform

Randomised trials are at the heart of evidence-based healthcare, but the methods and infrastructure for conducting these sometimes complex studies are largely evidence free. Trial Forge (www.trialforge.org) is an initiative that aims to increase the evidence base for trial decision making and, in doing so, to improve trial efficiency.

This paper summarises a one-day workshop held in Edinburgh on 10 July 2014 to discuss Trial Forge and how to advance this initiative. We first outline the problem of inefficiency in randomised trials and go on to describe Trial Forge. We present participants' views on the processes in the life of a randomised trial that should be covered by Trial Forge.

General support existed at the workshop for the Trial Forge approach to increase the evidence base for making randomised trial decisions and for improving trial efficiency. Agreed upon key processes included choosing the right research question; logistical planning for delivery, training of staff, recruitment, and retention; data management and dissemination; and close down. The process of linking to existing initiatives where possible was considered crucial. Trial Forge will not be a guideline or a checklist but a 'go to' website for research on randomised trials methods, with a linked programme of applied methodology research, coupled to an effective evidence-dissemination process. Moreover, it will support an informal network of interested trialists who meet virtually (online) and occasionally in person to build capacity and knowledge in the design and conduct of efficient randomised trials.

Some of the resources invested in randomised trials are wasted because of limited evidence upon which to base many aspects of design, conduct, analysis, and reporting of clinical trials. Trial Forge will help to address this lack of evidence.

Strategic behaviour in choice experiments.

Practitioners of environmental economics sometimes use repeated trinary choice experiment surveys to estimate the value of environmental policies and programs for use in policy evaluation. These surveys have several advantages over simpler forms of non-market valuation: (1) researchers can estimate the marginal value of attributes of the good or service in question, making the results useful for benefits transfer; and (2) because respondents make several choices and choose from choice sets containing three options, efficiency of the willingness to pay estimate is improved over one-shot, binary choice formats. Despite these benefits, such surveys may have incentive properties which cause the resulting value estimates to be biased. This paper presents a theoretical demonstration that subjects often have an incentive to choose the second-best option in a repeated trinary choice survey. The model shows that due to the nature of factorial choice set design, the second-best option in the choice set will often be the status quo option. The paper reports a set of experiments designed to test these theoretical predictions in an induced-value setting. The experimental results are consistent with the theoretical predictions, demonstrating that repeated trinary choice experiment surveys can generate biased value estimates under a wide range of conditions.

A Scheme Design of Cloud + End Technology in Demand Side Management

Demand Side Management (DSM) plays an important role in Smart Grid. It has large scale access points, massive users, heterogeneous infrastructure and dispersive participants. Moreover, cloud computing which is a service model is characterized by resource on-demand, high reliability and large scale integration and so on and the game theory is a useful tool to the dynamic economic phenomena. In this study, a scheme design of cloud + end technology is proposed to solve technical and economic problems of the DSM. The architecture of cloud + end is designed to solve technical problems in the DSM. In particular, a construct model of cloud + end is presented to solve economic problems in the DSM based on game theories. The proposed method is tested on a DSM cloud + end public service system construction in a city of southern China. The results demonstrate the feasibility of these integrated solutions which can provide a reference for the popularization and application of the DSM in china.

Inexact-aware architecture design for ultra-low power bio-signal analysis

This study introduces an inexact, but ultra-low power, computing architecture devoted to the embedded analysis of bio-signals. The platform operates at extremely low voltage supply levels to minimise energy consumption. In this scenario, the reliability of static RAM (SRAM) memories cannot be guaranteed when using conventional 6-transistor implementations. While error correction codes and dedicated SRAM implementations can ensure correct operations in this near-threshold regime, they incur in significant area and energy overheads, and should therefore be employed judiciously. Herein, the authors propose a novel scheme to design inexact computing architectures that selectively protects memory regions based on their significance, i.e. their impact on the end-to-end quality of service, as dictated by the bio-signal application characteristics. The authors illustrate their scheme on an industrial benchmark application performing the power spectrum analysis of electrocardiograms. Experimental evidence showcases that a significance-based memory protection approach leads to a small degradation in the output quality with respect to an exact implementation, while resulting in substantial energy gains, both in the memory and the processing subsystem.

A Scalable Runtime for the ECOSCALE Heterogeneous Exascale Hardware Platform

Exascale computation is the next target of high performance computing. In the push to create exascale computing platforms, simply increasing the number of hardware devices is not an acceptable option given the limitations of power consumption, heat dissipation, and programming models which are designed for current hardware platforms. Instead, new hardware technologies, coupled with improved programming abstractions and more autonomous runtime systems, are required to achieve this goal. This position paper presents the design of a new runtime for a new heterogeneous hardware platform being developed to explore energy efficient, high performance computing. By combining a number of different technologies, this framework will both simplify the programming of current and future HPC applications, as well as automating the scheduling of data and computation across this new hardware platform. In particular, this work explores the use of FPGAs to achieve both the power and performance goals of exascale, as well as utilising the runtime to automatically effect dynamic configuration and reconfiguration of these platforms. 

Design of a Virtual Reality Framework for Maintainability and assemblability test of complex systems

This paper presents a unique environment whose features are able to satisfy requirements for both virtual maintenance and virtual manufacturing through the conception of original virtual reality (VR) architecture. Virtual Reality for the Maintainability and Assemblability Tests (VR_MATE) encompasses VR hardware and software and a simulation manager which allows customisation of the architecture itself as well as interfacing with a wide range of devices employed in the simulations. Two case studies are presented to illustrate VR_MATE's unique ability to allow for both maintainability tests and assembly analysis of an aircraft carriage and a railway coach cooling system respectively. The key impact of this research is the demonstration of the potentialities of using VR techniques in industry and its multiple applications despite the subjective character within the simulation. VR_MATE has been presented as a framework to support the strategic and operative objectives of companies to reduce product development time and costs whilst maintaining product quality for applications which would be too expensive to simulate and evaluate in the real world.

A Wii Bit of Fun: A Novel Platform to Deliver Effective Balance Training to Older Adults

BACKGROUND: Falls and fall-related injuries are symptomatic of an aging population. This study aimed to design, develop, and deliver a novel method of balance training, using an interactive game-based system to promote engagement, with the inclusion of older adults at both high and low risk of experiencing a fall.

STUDY DESIGN: Eighty-two older adults (65 years of age and older) were recruited from sheltered accommodation and local activity groups. Forty volunteers were randomly selected and received 5 weeks of balance game training (5 males, 35 females; mean, 77.18 ± 6.59 years), whereas the remaining control participants recorded levels of physical activity (20 males, 22 females; mean, 76.62 ± 7.28 years). The effect of balance game training was measured on levels of functional balance and balance confidence in individuals with and without quantifiable balance impairments.

RESULTS: Balance game training had a significant effect on levels of functional balance and balance confidence (P < 0.05). This was further demonstrated in participants who were deemed at high risk of falls. The overall pattern of results suggests the training program is effective and suitable for individuals at all levels of ability and may therefore play a role in reducing the risk of falls.

CONCLUSIONS: Commercial hardware can be modified to deliver engaging methods of effective balance assessment and training for the older population.

The design and implementation of a study to investigate the effectiveness of community vs hospital eye service follow-up for patients with neovascular age-related macular degeneration with quiescent disease

Introduction
Standard treatment for neovascular age-related macular degeneration (nAMD) is intravitreal injections of anti-VEGF drugs. Following multiple injections, nAMD lesions often become quiescent but there is a high risk of reactivation, and regular review by hospital ophthalmologists is the norm. The present trial examines the feasibility of community optometrists making lesion reactivation decisions.

Methods
The Effectiveness of Community vs Hospital Eye Service (ECHoES) trial is a virtual trial; lesion reactivation decisions were made about vignettes that comprised clinical data, colour fundus photographs, and optical coherence tomograms displayed on a web-based platform. Participants were either hospital ophthalmologists or community optometrists. All participants were provided with webinar training on the disease, its management, and assessment of the retinal imaging outputs. In a balanced design, 96 participants each assessed 42 vignettes; a total of 288 vignettes were assessed seven times by each professional group.The primary outcome is a participant's judgement of lesion reactivation compared with a reference standard. Secondary outcomes are the frequency of sight threatening errors; judgements about specific lesion components; participant-rated confidence in their decisions about the primary outcome; cost effectiveness of follow-up by optometrists rather than ophthalmologists.

Discussion
This trial addresses an important question for the NHS, namely whether, with appropriate training, community optometrists can make retreatment decisions for patients with nAMD to the same standard as hospital ophthalmologists. The trial employed a novel approach as participation was entirely through a web-based application; the trial required very few resources compared with those that would have been needed for a conventional randomised controlled clinical trial.

A cultura cerâmica no design da joalharia portuguesa

Este trabalho de investigação tem como objectivo contribuir para o aprofundamento de estudos vocacionados para o desenvolvimento de novos produtos, suportado pelo encontro entre duas Culturas do Fazer, a cerâmica e a joalharia, e orientado pela Cultura do Projecto, o design. A análise e a ponderação acerca dos pontos em comum entre estas duas culturas materiais, em particular no contexto português, são a base para a definição e a aplicação de um novo concept de produto, mediado por uma metodologia projectual e sustentado nas noções de Modularidade, de Arquétipo, de Tipologia, de Valor Semântico, de Valor Simbólico, de Sistema de Produto e de Design Estratégico. Esta dissertação desenvolve-se ao longo de duas partes, após uma introdução em que se define o objecto de estudo e a metodologia da investigação. A primeira parte tem quatro capítulos. O primeiro capítulo trata do enquadramento teórico da Cultura Cerâmica a partir de uma análise históricotipologica (desde a cultura mesopotâmica até ao século XXI) orientando-se para o contexto português: os lugares de produção cerâmica e o azulejo como portador de cultura. O segundo capítulo, centrando-se em Portugal como lugar de investigação, estuda a Joalharia num âmbito experimental, analisando o valor simbólico da jóia. No terceiro capítulo interpreta-se o design entre tradição e inovação, nomeadamente a sua importância como veiculador cultural, o seu relacionamento com o artesanato e a relevância do laboratório como lugar de experimentação. O quarto capítulo analisa a acção do cruzamento entre os dois sectores – cerâmica e joalharia – na definição da cultura material, na Europa e em Portugal. Clarifica-se também o conceito de Sistema de Produto quando aplicado, como projecto piloto, à Joalharia, servindo-se de estudos de caso como mediadores experimentais. A segunda parte tem três capítulos. No primeiro capítulo analisam-se e averiguam-se tipologias de jóias existentes, assim como algumas provas laboratoriais que permitem o entendimento da tecnologia cerâmica no desenvolvimento de um projecto de Joalharia. Possibilita-se, deste modo, o surgimento dos primeiros estudos tipológico-formais determinantes para a definição da tipologia de projecto jóia-azulejo. No segundo capítulo define-se uma estratégia metodológica para aplicar a um produto de jóia cerâmica, analisando a particular importância do factor emocional na tomada de decisão do cliente. O terceiro capítulo defende um projecto experimental, como momento de verificação, aplicação e materialização do estudo desenvolvido nesta dissertação, proporcionando uma ocasião projectual para avaliar as potencialidades de um produto futuro, orientado pelo design, fruto do cruzamento entre a Cultura Cerâmica e a Joalharia em Portugal.

A telematic platform towards regional connected healthcare

As tecnologias de informação e comunicação na área da saúde não são só um instrumento para a boa gestão de informação, mas antes um fator estratégico para uma prestação de cuidados mais eficiente e segura. As tecnologias de informação são um pilar para que os sistemas de saúde evoluam em direção a um modelo centrado no cidadão, no qual um conjunto abrangente de informação do doente deve estar automaticamente disponível para as equipas que lhe prestam cuidados, independentemente de onde foi gerada (local geográfico ou sistema). Este tipo de utilização segura e agregada da informação clínica é posta em causa pela fragmentação generalizada das implementações de sistemas de informação em saúde. Várias aproximações têm sido propostas para colmatar as limitações decorrentes das chamadas “ilhas de informação” na saúde, desde a centralização total (um sistema único), à utilização de redes descentralizadas de troca de mensagens clínicas. Neste trabalho, propomos a utilização de uma camada de unificação baseada em serviços, através da federação de fontes de informação heterogéneas. Este agregador de informação clínica fornece a base necessária para desenvolver aplicações com uma lógica regional, que demostrámos com a implementação de um sistema de registo de saúde eletrónico virtual. Ao contrário dos métodos baseados em mensagens clínicas ponto-a-ponto, populares na integração de sistemas em saúde, desenvolvemos um middleware segundo os padrões de arquitetura J2EE, no qual a informação federada é expressa como um modelo de objetos, acessível através de interfaces de programação. A arquitetura proposta foi instanciada na Rede Telemática de Saúde, uma plataforma instalada na região de Aveiro que liga oito instituições parceiras (dois hospitais e seis centros de saúde), cobrindo ~350.000 cidadãos, utilizada por ~350 profissionais registados e que permite acesso a mais de 19.000.000 de episódios. Para além da plataforma colaborativa regional para a saúde (RTSys), introduzimos uma segunda linha de investigação, procurando fazer a ponte entre as redes para a prestação de cuidados e as redes para a computação científica. Neste segundo cenário, propomos a utilização dos modelos de computação Grid para viabilizar a utilização e integração massiva de informação biomédica. A arquitetura proposta (não implementada) permite o acesso a infraestruturas de e-Ciência existentes para criar repositórios de informação clínica para aplicações em saúde.

Práticas de gestão do design para o subsetor nacional de cerâmica utilitária e decorativa

O campo de análise do estudo compreende o subsetor de cerâmica utilitária e decorativa (CUD) nacional. Nesse contexto, o estudo analisa o papel atual do designer e propõe novas estratégias de gestão do design, como ferramentas estratégicas potenciadoras de inovação e de valor acrescentado, para o produto e para o desenvolvimento da empresa. A pertinência da investigação justifica-se pela necessidade premente da reestruturação estratégica das empresas do setor face ao cenário da crise atual. Os dados mais recentes disponibilizados do subsetor indicam que, de 2002 para 2008, encerraram 36,6% das empresas, o número de trabalhadores reduziu-se em 36,8% e o volume de negócios decresceu 32%. Acrescenta-se ainda que, do ano de 2008 para 2012, encerraram 15% das empresas da amostra. Pretende-se com este estudo não só definir o estado atual da arte e do subsetor mas, ir mais além, procurando respostas aos problemas detetados, através de ferramentas estratégicas para a gestão do design integrado nas estratégias de imagem, comercialização e produção. O estudo compreendeu as seguintes etapas: pesquisa, análise de dados e desenvolvimento dos resultados. A etapa da pesquisa correspondeu à recolha da documentação disponível para o contexto do subsetor e da gestão do design apresentado no estado da arte; a pesquisa de campo a seleção de empresas da amostra onde se realizaram questionários (em 2008 e 2012) e entrevistas (em 2008) no universo amostra. Na análise de dados, estes foram apresentados e analisados de forma quantitativa e qualitativa (com recurso a lugares estruturais e a palavras-chave) e relacionados com o estado de arte e desenvolvimento de resultados. A última etapa, desenvolvimento dos resultados, traduz-se pela idealização e construção de ferramentas sob a perspetiva da gestão do design nas empresas: em checklists da definição do trabalho do designer e da integração do designer nas estratégias de gestão do design, aplicadas ao subsetor; na definição das estratégias vigentes na amostra; na sugestão de uma estratégia de gestão de design direcionada para o subsetor e de planos de ação concordantes com a estratégia sugerida. A novidade do estudo está presente nas propostas de ferramentas estratégicas, onde se define o trabalho do designer, enuncia estratégias de gestão do design direcionadas ao subsetor, define campos de integração do designer nessas estratégias, caracteriza-se a aplicabilidade de práticas de gestão do design e sugere-se uma estratégia e planos de ação para aplicar ao subsetor de CUD. De modo a facilitar a aplicação da investigação e da análise aqui realizada, redigiu-se um manual de estratégias de gestão do design – Cerâmica design mais – para disponibilizar e apresentar futuramente ao subsetor e a todos os interessados no tema.

Embarcações tradicionais da Ria de Aveiro: uma análise pelo design

Perante o estado de perda de grande parte do património móvel, material e imaterial, lagunar, e da consequente desvalorização identitária da região, nomeadamente, das embarcações tradicionais da Ria de Aveiro, surgiu a necessidade de efectuar um levantamento desse património e de o caracterizar. Para tal, delimitamos o estudo no espaço e no tempo. O território abrange a grande área lagunar do Distrito de Aveiro, denominada de Ria de Aveiro, com uma extensão de cerca de 47km, de norte a sul - de Ovar a Mira - incluindo as lagoas adjacentes: Barrinha de Mira, Lagoa e a Pateira de Fermentelos. No tempo, marcamos como referência, o início do século XIX até à actualidade. A partir do ano de 1808, a laguna adquire uma configuração morfológica, perto da actual e condições de navegabilidade estáveis para as embarcações tradicionais, devido à fixação da Barra do Porto de Aveiro. Após realizar as primeiras pesquisas, apoiados em fontes bibliográficas, iconográficas e videográficas apercebemo-nos da dispersão da informação existente e das poucas obras que abordam o tema. Desta forma, sentiu-se a necessidade de realizar uma pesquisa de campo, que contextualizasse e aportasse informação pertinente ao tema em estudo. Iniciamos a pesquisa de campo, utilizando as técnicas da observação passiva e activa, e do registo de imagem, vídeo, áudio e gráfico. Realizamos entrevistas, assistimos a processos de construção, efectuamos levantamentos e anotações de medidas, elaboramos esquissos de pormenores, apoiados nas ferramentas da Etnografia e do Design e participamos em eventos ligados à temática. Realizamos um levantamento das embarcações existentes, localizando-as e contextualizando-as no território regional. Descrevemo-las, analisamos a sua forma, função, estética, e o processo construtivo, e com base na análise de outros trabalhos, apresentamos uma proposta classificativa, por tipologias, para as embarcações tradicionais da Ria de Aveiro. Com base na comparação dos desenhos das embarcações procuramos alguns marcadores genéticos comuns, caracterizadores e transmissores da identidade do nosso património lagunar. Recolhemos, observámos e procuramos entender a problemática subjacente a este tema. Por fim, elaboramos um ensaio conclusivo sobre essa problemática da perda do património lagunar móvel, na contemporaneidade, classificando-o, e obtendo resultados que nos elucidam sobre a actual situação, e anunciam uma previsão futura de perda total, caso não se registem urgentes intervenções estratégicas para minimizar e travar esta realidade.

Design e auto-produção : novos paradigmas para o design de artefactos na sociedade pós-industrial : a contribuição das tecnologias digitais

Tese de doutoramento, Belas-Artes (Design de Equipamento), Universidade de Lisboa, Faculdade de Belas-Artes, 2015

MASCEM: electricity markets simulation with strategic agents

Electricity markets are complex environments, involving numerous entities trying to obtain the best advantages and profits while limited by power-network characteristics and constraints.1 The restructuring and consequent deregulation of electricity markets introduced a new economic dimension to the power industry. Some observers have criticized the restructuring process, however, because it has failed to improve market efficiency and has complicated the assurance of reliability and fairness of operations. To study and understand this type of market, we developed the Multiagent Simulator of Competitive Electricity Markets (MASCEM) platform based on multiagent simulation. The MASCEM multiagent model includes players with strategies for bid definition, acting in forward, day-ahead, and balancing markets and considering both simple and complex bids. Our goal with MASCEM was to simulate as many market models and player types as possible. This approach makes MASCEM both a short- and mediumterm simulation as well as a tool to support long-term decisions, such as those taken by regulators. This article proposes a new methodology integrated in MASCEM for bid definition in electricity markets. This methodology uses reinforcement learning algorithms to let players perceive changes in the environment, thus helping them react to the dynamic environment and adapt their bids accordingly.