Maximum Entropy Discrimination

We present a general framework for discriminative estimation based on the maximum entropy principle and its extensions. All calculations involve distributions over structures and/or parameters rather than specific settings and reduce to relative entropy projections. This holds even when the data is not separable within the chosen parametric class, in the context of anomaly detection rather than classification, or when the labels in the training set are uncertain or incomplete. Support vector machines are naturally subsumed under this class and we provide several extensions. We are also able to estimate exactly and efficiently discriminative distributions over tree structures of class-conditional models within this framework. Preliminary experimental results are indicative of the potential in these techniques.

Fast Learning by Bounding Likelihoods in Sigmoid Type Belief Networks

Sigmoid type belief networks, a class of probabilistic neural networks, provide a natural framework for compactly representing probabilistic information in a variety of unsupervised and supervised learning problems. Often the parameters used in these networks need to be learned from examples. Unfortunately, estimating the parameters via exact probabilistic calculations (i.e, the EM-algorithm) is intractable even for networks with fairly small numbers of hidden units. We propose to avoid the infeasibility of the E step by bounding likelihoods instead of computing them exactly. We introduce extended and complementary representations for these networks and show that the estimation of the network parameters can be made fast (reduced to quadratic optimization) by performing the estimation in either of the alternative domains. The complementary networks can be used for continuous density estimation as well.

On the Convergence of Stochastic Iterative Dynamic Programming Algorithms

Recent developments in the area of reinforcement learning have yielded a number of new algorithms for the prediction and control of Markovian environments. These algorithms, including the TD(lambda) algorithm of Sutton (1988) and the Q-learning algorithm of Watkins (1989), can be motivated heuristically as approximations to dynamic programming (DP). In this paper we provide a rigorous proof of convergence of these DP-based learning algorithms by relating them to the powerful techniques of stochastic approximation theory via a new convergence theorem. The theorem establishes a general class of convergent algorithms to which both TD(lambda) and Q-learning belong.

What controls the vertical distribution of aerosol? Relationships between process sensitivity in HadGEM3–UKCA and inter-model variation from AeroCom Phase II

The vertical profile of aerosol is important for its radiative effects, but weakly constrained by observations on the global scale, and highly variable among different models. To investigate the controlling factors in one particular model, we investigate the effects of individual processes in HadGEM3–UKCA and compare the resulting diversity of aerosol vertical profiles with the inter-model diversity from the AeroCom Phase II control experiment. In this way we show that (in this model at least) the vertical profile is controlled by a relatively small number of processes, although these vary among aerosol components and particle sizes. We also show that sufficiently coarse variations in these processes can produce a similar diversity to that among different models in terms of the global-mean profile and, to a lesser extent, the zonal-mean vertical position. However, there are features of certain models' profiles that cannot be reproduced, suggesting the influence of further structural differences between models. In HadGEM3–UKCA, convective transport is found to be very important in controlling the vertical profile of all aerosol components by mass. In-cloud scavenging is very important for all except mineral dust. Growth by condensation is important for sulfate and carbonaceous aerosol (along with aqueous oxidation for the former and ageing by soluble material for the latter). The vertical extent of biomass-burning emissions into the free troposphere is also important for the profile of carbonaceous aerosol. Boundary-layer mixing plays a dominant role for sea salt and mineral dust, which are emitted only from the surface. Dry deposition and below-cloud scavenging are important for the profile of mineral dust only. In this model, the microphysical processes of nucleation, condensation and coagulation dominate the vertical profile of the smallest particles by number (e.g. total CN  >  3 nm), while the profiles of larger particles (e.g. CN  >  100 nm) are controlled by the same processes as the component mass profiles, plus the size distribution of primary emissions. We also show that the processes that affect the AOD-normalised radiative forcing in the model are predominantly those that affect the vertical mass distribution, in particular convective transport, in-cloud scavenging, aqueous oxidation, ageing and the vertical extent of biomass-burning emissions.

Optimering av hålltidstabeller vid Normaliseringsugnen

Analyserna av hålltiderna i Normaliseringsugnen visar att i de flesta fall kan hålltiderna förkortas, beroende på om man väljer att godkänna värmebehandlingen vid en temperatur15C° eller 5C° under börvärdet. Om 5C° väljas kan det krävas att vissa ugnstider förlängs. Det finns ingen anledning att hålla övertid på plåtarna i ugnen, vilket kan leda till korntillväxt och ett sprött material. Undersökningen visar att övertiden ökar med plåttjockleken. Temperaturavvikelsediagrammet för värmebehandlingen visar att inom tjockleksintervallet 30mm - 50mm är temperaturdifferensen vid hålltidens slut störst gentemot börvärdet. Man bör dock komma ihåg att pyrometern endast mäter yttemperaturen. Kärntemperaturen är förmodligen något lägre och då krävs en viss övertid för att säkerställa en homogen temperatur genom hela plåten. Vid ett lyckat experiment med att plana en plåt, efter att ha värmt upp den till 650°C, gjordes en simulering i dataprogrammet Steeltemp 2D. Simuleringen visar svalningskurvor för en given analyskod från 600°C för olika plåttjocklekar. Temperaturen på experimentplåten vid inträdet i planmaskinen var 350°C. Resultatet som redovisas i Steeltempdiagrammet visar att det inte finns risk att plåttemperaturen sjunker under 350°C.

The Diverse Impacts of the Neo-liberal Social Policies on Children’s Welfare and Social Work with Young People: The Finnish Perspective

This article discusses the impacts of globalization, neo-liberal social policies and the Finnish economic recession of the 1990s on children's and young people's welfare. It summarises some of the impacts of Finnish social policies on the everyday lives of families with children and highlights some of the features of the recent and current debates surrounding youth delinquency and the societal reactions to young generations. All this contributes to a contradictory and conflicting societal context which challenges experts in the field of child welfare social work experts to operate - as expected - at the right moment, legally and effectively. Instead of being overly-defensive for the ‘good old’ ways of practicing social work with children, the authors invite social work scholars and practitioners to reconceptualise both the concept of children's citizenship and its position both in child welfare theory and practice in the context of children's global rights.

Manipulation of the phenolic chemistry of willows by gall-inducing sawflies

The ability to induce galls on plants has evolved independently in many insect orders, but the adaptive significance and evolutionary consequences of gall induction are still largely unknown. We studied these questions by analyzing the concentrations of various plant defense compounds in willow leaves and sawfly galls. We found that the galls are probably nutritionally beneficial for the sawfly larvae, because the concentrations of most defensive phenolics are substantially lower in gall interiors than in leaves. More importantly, changes in chemistry occur in a similar coordinated pattern in all studied willow species, which suggests that the insects control the phenolic biosynthesis in their hosts. The resulting convergence of the chemical properties of the galls both within and between host species indicates that the role of plant chemistry in the evolution of host shifts may be fundamentally less significant in gallers than in other phytophagous insects.

Electrochemical reactions of catechol, methylcatechol and dopamine at tetrahedral amorphous carbon (ta-C) thin film electrodes

The electrochemical reactions of dopamine, catechol and methylcatechol were investigated at tetrahedral amorphous carbon (ta-C) thin film electrodes. In order to better understand the reaction mechanisms of these molecules, cyclic voltammetry with varying scan rates was carried out at different pH values in H2SO4 and PBS solutions. The results were compared to the same redox reactions taking place at glassy carbon (GC) electrodes. All three catechols exhibited quasi-reversible behavior with sluggish electron transfer kinetics at the ta-C electrode. At neutral and alkaline pH, rapid coupled homogeneous reactions followed the oxidation of the catechols to the corresponding o-quinones and led to significant deterioration of the electrode response. At acidic pH, the extent of deterioration was considerably lower. All the redox reactions showed significantly faster electron transfer kinetics at the GC electrode and it was less susceptible toward surface passivation. An EC mechanism was observed for the oxidation of dopamine at both ta-C and GC electrodes and the formation of polydopamine was suspected to cause the passivation of the electrodes.

Simulation and analysis of an emergency lowering system for crane applications

An emergency lowering system for use in safety critical crane applications is discussed. The system is used to safely lower the payload of a crane in case of an electric blackout. The system is based on a backup power source, which is used to operate the crane while the regular supply is not available. The system enables both horizontal and vertical movements of the crane. Two different configurations for building the system are described, one with an uninterruptible power source (UPS) or a diesel generator connected in parallel to the crane’s power supply and one with a customized energy storage connected to the intermediate DC-link in the crane. In order to be able to size the backup power source, the power required during emergency lowering needs to be understood. A simulation model is used to study and optimize the power used during emergency lowering. The simulation model and optimizations are verified in a test hoist. Simulation results are presented with non-optimized and optimized controls for two example applications: a paper roll crane and a steel mill ladle crane. The optimizations are found to significantly reduce the required power for the crane movements during emergency lowering.

Esineiden internetin verkkostandardit älykodissa

Tutkielman tavoitteena on esitellä esineiden internetin kokonaisuutta ja tutkia siellä käytettäviä langattomia verkkostandardeja sekä niiden käyttöä älykodissa. Esineiden internetin soveltamisalueet jakautuvat älykodin, teollisuuden ja yhteiskunnan osa-alueisiin. Näistä älykotia käsitellään tutkielmassa tarkemmin. Työssä selvitetään, mitkä ovat esineiden internetin yleisimmät langattomat verkkostandardit ja niiden ominaisuudet. Lisäksi selvitetään, mistä osista älykoti koostuu, mitkä ovat soveltamisalueet ja miten älykoti toimii. Vertailukohteina käytetään kahden suuren elektroniikkavalmistajan, Samsungin ja LG:n, älykotiratkaisuja. Tutkielmassa esitellään esineiden internetin määritelmä, sen historiaa ja käyttökohteita, jotta saadaan yleiskuva esineiden internetin kokonaisuudesta. Tämän jälkeen syvennytään langattomiin verkkostandardeihin, jotka ovat keskeisesti käytössä esineiden internetissä. Kyseiset verkkostandardit ovat Bluetooth, Bluetooth Low Energy, NFC, Wi-Fi, Zigbee ja 6LoWPAN. Lopuksi käsitellään älykotia ja sen ominaisuuksia. Samalla tutkitaan Samsungin ja LG:n älykotilaitteita ja pohditaan niiden toimivuutta. Lisäksi pohditaan verkkostandardien käyttöä älykodeissa sekä esineiden internetin ja älylaitteiden vaikutuksia ihmisiin. Lopputuloksena todetaan, että Wi-Fi, Bluetooth ja Zigbee ovat yleisimmät älykodin verkkostandardit ja että ainoastaan yksi verkkostandardi ei tällä hetkellä riitä monipuolisen älykodin kaikkia toimintoja varten. Vertailussa huomataan Samsungin älykotiratkaisun olevan kehityksessä LG:tä edellä.

Mobiililaboratorio -oppimiskokonaisuus: oppiaineiden integraation sekä tieto- ja viestintäteknologian näkökulmista

Suomessa otetaan vaiheittain syksystä 2016 lähtien käyttöön uusi valtakunnallinen perusopetuksen opetussuunnitelma, Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet 2014 (POPS 2014), joka sisältää monia muutoksia opetuksen toteuttamiseen ja oppilaiden oppimiseen liittyen. Uudessa opetussuunnitelmassa pyritään kehittämään oppilaan osaamista entistä laaja-alaisemmaksi, jolla tarkoitetaan oppilaan tietojen, taitojen, arvojen ja asenteiden muodostamaa kokonaisuutta. Monialaiset oppimiskokonaisuudet, joissa integroidaan eri oppiaineille tyypillisiä sisältöjä jonkin ilmiön tai teeman tutkimiseen, on yksi tapa kehittää oppilaan laaja-alaista osaamista. Mobiililaboratorio on monialainen oppimiskokonaisuus, jossa korostuvat eri oppiaineiden välinen integraatio, tieto- ja viestintäteknologian käyttö sekä monipuoliset oppimisympäristöt ja työtavat. Tutkimuksessa keskitytään Mobiililaboratorion kahteen pilotointijaksoon, jotka toteutettiin toukokuussa 2015. Tapaustutkimuksessa tutkittiin oppiaineiden välisen integraation, tieto- ja viestintäteknologian käytön sekä toiminnallisten työtapojen onnistumista oppimiskokonaisuuden pilotoinneissa. Koulujen, opettajien sekä oppilaiden valmiuksia hyödyntää tieto- ja viestintäteknologiaa osana tavallista koulutyötä pyriittiin selvittämään yleisellä tasolla, jonka lisäksi tutkittiin opettajien mahdollisuuksia suunnitella ja toteuttaa itse oppiaineita integroivia oppimiskokonaisuuksia. Tutkielman aineisto kerättiin pilotointien yhteydessä haastattelemalla pilotointeihin osallistuneita opettajia ja oppilaita sekä havainnoimalla pilotointituntien kulkua. Aineistot analysoitiin sisällönanalyysilla tutkimuskysymyksistä johdettujen tutkimusteemojen avulla. Mobiililaboratorio -oppimiskokonaisuuden pilotointi osoitti, että monipuoliset työtavat ja oppimisympäristöt sekä tieto- ja viestintäteknologiaa hyödyntävä työskentely motivoivat oppilaita. Opetuksen sitominen oppilaan oman lähiympäristön tutkimiseen eri oppiaineiden näkökulmasta onnistui hyvin. Sen sijaan opettajien ja koulujen valmiudet hyödyntää tieto- ja viestintäteknologiaa opetuksessa olivat puutteellisia. Erityisesti opettajat tarvitsevat tukea tietotekniikan pedagogisesti tehokkaaseen hyödyntämiseen. Oppiaineiden välisen integraation kannalta ongelmallisia asioita ovat opetus- ja oppimateriaalien heikko saatavuus sekä nykyisen koulujärjestelmän rakenteet. Tutkimuksen tuloksia on mahdollista hyödyntää Mobiililaboratorion kaltaisten monialaisten oppimiskokonaisuuksien suunnittelussa ja toteuttamisessa. Tuloksia on mahdollista käyttää hyväksi myös yleisemmin parannettaessa opettajien, oppilaiden ja koulujen valmiuksia ottaa tieto- ja viestintäteknologiaa sekä oppiaineita integroivaa opetusta vahvemmin osaksi tavallista kouluarkea.

Luodon-Öjanjärveen laskevien vesistöjen vesienhoidon toimenpideohjelma 2016-2021

Vesienhoidon keskeisenä tavoitteena on estää jokien, järvien ja rannikkovesien sekä pohjavesien tilan heikkeneminen sekä pyrkiä kaikkien vesien vähintään hyvään tilaan. Erinomaisiksi tai hyviksi arvioitujen vesien tilaa ei saa heikentää. Tavoitteen saavuttamiseksi suunnitellaan ja toteutetaan vesien tilaa parantavia toimenpiteitä ja seurataan niiden vaikutuksia. Vesienhoidossa otetaan huomioon myös merenhoidon, tulvariskien hallinnan sekä luonnonsuojelun tavoitteet. Vesienhoitoa suunnitellaan vesienhoitoalueittain, joita on Manner-Suomessa seitsemän. Vesienhoitoalue muodostuu yhdestä tai useammasta vesistöalueesta. Luodon-Öjanjärven ja siihen laskevien jokien vesistöalue kuuluu Kokemäenjoen-Saaristomeren-Selkämeren vesienhoitoalueeseen. Vesienhoidon suunnittelu etenee kuuden vuoden jaksoissa. Ensimmäiset vuoteen 2015 ulottuvat toimenpideohjelmat laadittiin laajassa yhteistyössä vuosien 2008–2009 aikana. Lisätietoa vesienhoidosta ja vesienhoidon järjestämisestä vesienhoitoalueella on saatavilla osoitteessa www.ymparisto.fi/lantinenvesienhoitoalue.

Pyrolyysiöljyn käyttökohteet ja -teknologiat Suomessa

Tässä kandidaatintyössä käsitellään pyrolyysiöljyn käyttökohteita Suomessa. Tarkoitus on luoda katsaus suomalaisen pyrolyysiöljyn ominaisuuksista, käytöstä sekä näihin liittyvistä haasteista. Työssä tarkastellaan myös pyrolyysiöljyn tutkittuja käyttömuotoja ja -tekniikoita. Lisäksi selvitetään missä ja miten pyrolyysiöljyä Suomessa tällä hetkellä käytetään. Pyrolyysiöljyä valmistetaan kaasuttamalla ja sen jälkeen lauhduttamalla biomassaa hapettomissa olosuhteissa. Suomessa pyrolyysiöljyä valmistetaan ainoastaan Fortumin Joensuun voimalaitokseen integroidussa bioöljylaitoksessa. Vuosituotantokapasiteetti on noin 50 000 tonnia. Fortum käyttää pyrolyysiöljyä kahdella eri laitoksella: Joensuussa voimalaitosalueella sekä Espoon Vermossa. Lisäksi Savon Voima ostaa pyrolyysiöljyä Fortumilta käyttääkseen sitä Iisalmen Kivirannankujan lämpökeskuksessa. Fortum on modifioinut fossiilisia polttoaineita käyttäneet kattilat pyrolyysiöljylle sopiviksi. Savon Voiman pyrolyysiöljyä käyttävä kattila on rakennettu alun perin kyseisen polttoaineen käyttämiseen. Myös Ruotsissa on testattu Fortumin pyrolyysiöljyä E.ON:in Karlshamnin voimalaitoksessa. Suomen tavoite siirtyä fossiilisten polttoaineiden käytöstä yhä enemmän uusiutuvaan energiaan edistää biopolttoaineiden yleistymistä. Maailmanmarkkinahinnan lisäksi raskaan ja kevyen polttoöljyn verotus vaikuttaa niiden käytön kustannuksiin. Biomassasta valmistettu pyrolyysiöljy on osoittautunut toimivaksi vaihtoehdoksi näille polttoaineille.

Comparison of five popular normalization methods using a spike-in proteomics data set

Mass spectrometry (MS)-based proteomics has seen significant technical advances during the past two decades and mass spectrometry has become a central tool in many biosciences. Despite the popularity of MS-based methods, the handling of the systematic non-biological variation in the data remains a common problem. This biasing variation can result from several sources ranging from sample handling to differences caused by the instrumentation. Normalization is the procedure which aims to account for this biasing variation and make samples comparable. Many normalization methods commonly used in proteomics have been adapted from the DNA-microarray world. Studies comparing normalization methods with proteomics data sets using some variability measures exist. However, a more thorough comparison looking at the quantitative and qualitative differences of the performance of the different normalization methods and at their ability in preserving the true differential expression signal of proteins, is lacking. In this thesis, several popular and widely used normalization methods (the Linear regression normalization, Local regression normalization, Variance stabilizing normalization, Quantile-normalization, Median central tendency normalization and also variants of some of the forementioned methods), representing different strategies in normalization are being compared and evaluated with a benchmark spike-in proteomics data set. The normalization methods are evaluated in several ways. The performance of the normalization methods is evaluated qualitatively and quantitatively on a global scale and in pairwise comparisons of sample groups. In addition, it is investigated, whether performing the normalization globally on the whole data or pairwise for the comparison pairs examined, affects the performance of the normalization method in normalizing the data and preserving the true differential expression signal. In this thesis, both major and minor differences in the performance of the different normalization methods were found. Also, the way in which the normalization was performed (global normalization of the whole data or pairwise normalization of the comparison pair) affected the performance of some of the methods in pairwise comparisons. Differences among variants of the same methods were also observed.

Rintamasotilaiden lasten isäkokemukset. Sodan jälkeen syntyneiden porilaismiesten kertomuksia isistään.

Tässä tutkielmassa tarkastelen millaisia ovat rintamasotilaiden lasten isäkokemukset ja miksi ne muodostuivat sellaisiksi kuin ne ovat? Tutkielman ensisijaisena lähteenä toimivat neljän porilaisen miehen haastattelut, jotka tehtiin maaliskuun 2011 ja huhtikuun 2012 välisenä aikana. Haastattelut olivat luonteeltaan pitkiä teemahaastatteluja, joihin haasteltavat osallistuivat yksin ja kukin yhden kerran. Ajallisesti haastatteluissa keskityttiin 50- ja 60-lukuun. Haasteltavaksi valikoitui alkujaan sattumalta vain miehiä, mutta ei yrityksistä huolimatta yhtään naista. Tämän johdosta rajaus tehtiin tietoisesti miehiin. Lisäksi haasteltavat oli tietoisesti valittu sodan jälkeen syntyneistä ikäluokista. Haastatteluaineisto purettiin osiksi Jyrki Pöysän määrittelemää lähilukumetodia käyttäen. Lähiluvun jälkeen aineistosta esiin nousseita kertomuksia tulkittiin Victor W. Turnerin määrittelemän erityisen kokemuksen sekä Kirsti Salmi-Niklanderin määrittelemän rajatun kokemuksen käsitteitä hyväksi käyttäen. Näiden käsitteiden kautta hain haastattelukertomuksille yhteisiä nimittäjiä, jotka voidaan tulkita yhteisiksi kokemuksiksi ja laajentaa näin koskemaan suurempia joukkoja. Tutkimusaineisto kontekstualisoitiin tarkastelemalla aluksi 50- ja 60-lukujen yhteiskunnallista, poliittista sekä sosiaalista ilmapiiriä, jonka jälkeen tutkielman fokus siirtyy varsinaisen haastatteluaineiston tarkastelemiseen. Tutkielmassa osoitan, että yhteisiä nimittäviä tekijöitä haasteltavien lapsuudessa olivat isien runsas alkoholinkäyttö, etäinen käyttäytyminen suhteessa lapsiin sekä sodasta vaikeneminen. Sodasta miehet puhuivat lähinnä humalassa, saunassa ja kavereilleen, mutta eivät juuri koskaan omalle perheelle. Osalla isistä täyttyivät kaikki yllä mainitut nimittäjät, mutta yksi heistä pysyi raittiina lähes koko elämänsä. Tutkielma myös osoittaa, että mitä kauemmas sodan ajasta tultiin, sitä vähäisemmäksi kävi isien etäinen käytös ja myös vaikenemisen kulttuuri alkoi ajan myötä rakoilla. Osalla isistä alkoholi näytteli suurta osaa elämän loppuun asti, mutta osa vähensi sen käyttöä ikäännyttyään. Tutkielmassa korostuvat haasteltavien kertomukset siitä, että isien käytös ei ollut heille traumaattista, vaan se nähtiin ajan tapojen sanelemana tai henkilökohtaisena käytöksenä. Haasteltavat eivät osanneet kertoa miten sota oli heidän isiinsä vaikuttanut, vaikka kuitenkin allekirjoittivat sodalla olleen vaikutuksia. Erityisesti haasteltavien mieleen oli jäänyt leppoisa ja mukava isän kanssa vietetty aika, joka Turneria mukaillen näyttäytyy erityisen kokemuksen hetkinä. Näiden hetkien rooli traumojen puuttumisen selittäjänä on erittäin tärkeä ja vaatii tulevaisuudessa lähempää tarkastelua.