Scalable and efficient data processing in networked control systems

Network control systems (NCSs) are spatially distributed systems in which the communication between sensors, actuators and controllers occurs through a shared band-limited digital communication network. However, the use of a shared communication network, in contrast to using several dedicated independent connections, introduces new challenges which are even more acute in large scale and dense networked control systems. In this paper we investigate a recently introduced technique of gathering information from a dense sensor network to be used in networked control applications. Obtaining efficiently an approximate interpolation of the sensed data is exploited as offering a good tradeoff between accuracy in the measurement of the input signals and the delay to the actuation. These are important aspects to take into account for the quality of control. We introduce a variation to the state-of-the-art algorithms which we prove to perform relatively better because it takes into account the changes over time of the input signal within the process of obtaining an approximate interpolation.

Elements of scalable data processing

Cooperating objects (COs) is a recently coined term used to signify the convergence of classical embedded computer systems, wireless sensor networks and robotics and control. We present essential elements of a reference architecture for scalable data processing for the CO paradigm.

A firefly dynamic penalty approach for solving engineering design problems

Firefly Algorithm is a recent swarm intelligence method, inspired by the social behavior of fireflies, based on their flashing and attraction characteristics [1, 2]. In this paper, we analyze the implementation of a dynamic penalty approach combined with the Firefly algorithm for solving constrained global optimization problems. In order to assess the applicability and performance of the proposed method, some benchmark problems from engineering design optimization are considered.

Ingeniería de glicanos: diseño de inmunógenos y ligandos de lectinas. Glycan engineering: design of immunogens and ligand of lectins.

La ingeniería de glicanos es un área de investigación emergente, la que posee múltiples aplicaciones en medicina. Mediante esta herramienta se intentará reducir la flexibilidad de las uniones glicosídicas de antígenos tumorales, como la del antígeno T (Galbeta3GalNAcalfa-Ser/Thr). Aquí se realizarán las menores alteraciones posibles en la topología de glicanos que generen la mejor respuesta inmune hacia el antígeno de interés. Por otra parte, se buscará ligandos de alta afinidad que interaccionen con lectinas involucradas en diseminación de metástasis. Mediante ensayos teóricos de Docking se tratará de hallar modificaciones topológicas de glicanos que potencialmente tengan propiedades anti-adhesivas para células tumorales. Este proyecto constará de tres etapas: una teórica, utilizando programas de cálculos para ensayos de Docking y mínimos energéticos de glicanos. Otra de síntesis, generando los glicoconjugados sugeridos en la etapa anterior. En la última, se verificará si estos glicanos rediseñados adquirieron las propiedades biológicas deseadas. Así se determinará si generan una respuesta inmune que reconozca antígenos y células tumorales. También, se analizarán las propiedades anti-adhesivas de los glicanos utilizando diferentes modelos experimentales. Finalmente, se determinará si los inmunógenos producidos y/o glicoconjugados rediseñados poseen efecto en el desarrollo tumoral y sobrevida animal.

Errores en sistemas de procesamiento de datos debido a eventos transitorios en interfaces analógicas: aportes a la mitigación de los mismos. Errors in data processing systems due to single transient events affecting analog interfaces: contributions to their mitigation.

Los eventos transitorios únicos analógicos (ASET, Analog Single Event Transient) se producen debido a la interacción de un ión pesado o un protón de alta energía con un dispositivo sensible de un circuito analógico. La interacción del ión con un transistor bipolar o de efecto de campo MOS induce pares electrón-hueco que provocan picos que pueden propagarse a la salida del componente analógico provocando transitorios que pueden inducir fallas en el nivel sistema. Los problemas más graves debido a este tipo de fenómeno se dan en el medioambiente espacial, muy rico en iones pesados. Casos típicos los constituyen las computadoras de a bordo de satélites y otros artefactos espaciales. Sin embargo, y debido a la continua contracción de dimensiones de los transistores (que trae aparejado un aumento de sensibilidad), este fenómeno ha comenzado a observarse a nivel del mar, provocado fundamentalmente por el impacto de neutrones atmosféricos. Estos efectos pueden provocar severos problemas a los sistemas informáticos con interfaces analógicas desde las que obtienen datos para el procesamiento y se han convertido en uno de los problemas más graves a los que tienen que hacer frente los diseñadores de sistemas de alta escala de integración. Casos típicos son los Sistemas en Chip que incluyen módulos de procesamiento de altas prestaciones como las interfaces analógicas.El proyecto persigue como objetivo general estudiar la susceptibilidad de sistemas informáticos a ASETs en sus secciones analógicas, proponiendo estrategias para la mitigación de los errores.Como objetivos específicos se pretende: -Proponer nuevos modelos de ASETs basados en simulaciones en el nivel dispositivo y resueltas por el método de elementos finitos.-Utilizar los modelos para identificar las secciones más propensas a producir errores y consecuentemente para ser candidatos a la aplicación de técnicas de endurecimiento a radiaciones.-Utilizar estos modelos para estudiar la naturaleza de los errores producidos en sistemas de procesamiento de datos.-Proponer soluciones novedosas para la mitigación de estos efectos en los mismos circuitos analógicos evitando su propagación a las secciones digitales.-Proponer soluciones para la mitigación de los efectos en el nivel sistema.Para llevar a cabo el proyecto se plantea un procedimiento ascendente para las investigaciones a realizar, comenzando por descripciones en el nivel físico para posteriormente aumentar el nivel de abstracción en el que se encuentra modelado el circuito. Se propone el modelado físico de los dispositivos MOS y su resolución mediante el Método de Elementos Finitos. La inyección de cargas en las zonas sensibles de los modelos permitirá determinar los perfiles de los pulsos de corriente que deben inyectarse en el nivel circuito para emular estos efectos. Estos procedimientos se realizarán para los distintos bloques constructivos de las interfaces analógicas, proponiendo estrategias de mitigación de errores en diferentes niveles.Los resultados esperados del presente proyecto incluyen hardware para detección de errores y tolerancia a este tipo de eventos que permitan aumentar la confiabilidad de sistemas de tratamiento de la información, así como también nuevos datos referentes a efectos de la radiación en semiconductores, nuevos modelos de fallas transitorias que permitan una simulación de estos eventos en el nivel circuito y la determinación de zonas sensibles de interfaces analógicas típicas que deben ser endurecidas para radiación.

Hypermodelling : next level software engineering with data warehouses

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2013

Data Processing at the Flaw Detector with Combined Multisector Eddy-Current Transducer

There is described data processing at the flaw detector with combined multisectional eddy-current transducer and heterofrequency magnetic field. The application of this method for detecting flaws in rods and pipes under the conditions of significant transverse displacements is described.

Interfície de control de una línia industrial automatitzada

Estudi seriós sobre les interfícies gràfiques destinades al sector industrial. En aquest sentit, s'analitza el perfil d'usuari o usuaris més freqüent en aquest sector (les seves característiques i les seves necessitats), es presenten i es descriuen diverses pautes de disseny i diversos elements gràfics que compleixen una sèrie de requisits predefinits, es procedeix a fer un muntatge d'exemple presentant una sèrie de pantalles (se n'explica i justifica el funcionament) i, per acabar, es proposa un mètode per a fer la validació del disseny, mètode que pot comportar modificacions sobre el disseny inicial.

Design, data management, and population baseline characteristics of the PERFORM magnetic resonance imaging project.

Quantitative information from magnetic resonance imaging (MRI) may substantiate clinical findings and provide additional insight into the mechanism of clinical interventions in therapeutic stroke trials. The PERFORM study is exploring the efficacy of terutroban versus aspirin for secondary prevention in patients with a history of ischemic stroke. We report on the design of an exploratory longitudinal MRI follow-up study that was performed in a subgroup of the PERFORM trial. An international multi-centre longitudinal follow-up MRI study was designed for different MR systems employing safety and efficacy readouts: new T2 lesions, new DWI lesions, whole brain volume change, hippocampal volume change, changes in tissue microstructure as depicted by mean diffusivity and fractional anisotropy, vessel patency on MR angiography, and the presence of and development of new microbleeds. A total of 1,056 patients (men and women ≥ 55 years) were included. The data analysis included 3D reformation, image registration of different contrasts, tissue segmentation, and automated lesion detection. This large international multi-centre study demonstrates how new MRI readouts can be used to provide key information on the evolution of cerebral tissue lesions and within the macrovasculature after atherothrombotic stroke in a large sample of patients.

Finding the Fit Between Engineering Design and Cost Information

This paper analyzes the possibilities of integrating cost information and engineering design. Special emphasis is put on finding the potential of using the activity-based costing (ABC) method. Today, the problem of cost estimation in engineering design is that there are two separate extremes of knowledge. On the one extreme, the engineers model the technical parametres behindcosts in great detail but do not get appropriate cost information to their elegant models. On the other extreme, the accounting professionals are stuck with traditional cost accounting methods driven by the procedures and cycles of financial accounting. Therefore, in many cases, the cost information needs of various decision making groups, for example design engineers, are not served satisfactorily. This paper studies if the activity-based costing (ABC) method could offer a compromise between the two extremes. Recognizing activities and activity chains as well as activity and cost drivers could be specially beneficial for design engineers. Also, recognizing the accurate and reliable product costs of existing products helps when doing variant design. However, ABC is not at its best if the cost system becomes too complicated. This is why a comprehensive ABC-cost information system with detailed cost information for the use of design engineers should be examined critically. ABC is at its best when considering such issues as which activities drive costs, the cost of product complexity, allocating indirect costs on the products, the relationships between processes and costs, and the cost of excess capacity.

Big Data Processing in the Cloud: a Hydra/Sufia Experience

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

The chronic kidney disease outcomes and practice patterns study Brazil (CKDopps-Brazil): Design, data and methodology

Introduction: The chronic kidney disease outcomes and practice patterns study (CKDopps) is an international observational, prospective, cohort study involving patients with chronic kidney disease (CKD) stages 3-5 [estimated glomerular filtration rate (eGFR) < 60 ml/min/1.73 m2, with a major focus upon care during the advanced CKD period (eGFR < 30 ml/min/1.73 m2)]. During a 1-year enrollment period, each one of the 22 selected clinics will enroll up to 60 advanced CKD patients (eGFR < 30 ml/min/1.73 m2 and not dialysis-dependent) and 20 earlier stage CKD patients (eGFR between 30-59 ml/min/1.73 m2). Exclusion criteria: age < 18 years old, patients on chronic dialysis or prior kidney transplant. The study timeline include up to one year for enrollment of patients at each clinic starting in the end of 2013, followed by up to 2-3 years of patient follow-up with collection of detailed longitudinal patient-level data, annual clinic practice-level surveys, and patient surveys. Analyses will apply regression models to evaluate the contribution of patient-level and clinic practice-level factors to study outcomes, and utilize instrumental variable-type techniques when appropriate. Conclusion: Launching in 2013, CKDopps Brazil will study advanced CKD care in a random selection of nephrology clinics across Brazil to gain understanding of variation in care across the country, and as part of a multinational study to identify optimal treatment practices to slow kidney disease progression and improve outcomes during the transition period to end-stage kidney disease.