Inverse Sensitivity Analysis of Singular Solutions of FRF matrix in Structural System Identification

The problem of structural damage detection based on measured frequency response functions of the structure in its damaged and undamaged states is considered. A novel procedure that is based on inverse sensitivity of the singular solutions of the system FRF matrix is proposed. The treatment of possibly ill-conditioned set of equations via regularization scheme and questions on spatial incompleteness of measurements are considered. The application of the method in dealing with systems with repeated natural frequencies and (or) packets of closely spaced modes is demonstrated. The relationship between the proposed method and the methods based on inverse sensitivity of eigensolutions and frequency response functions is noted. The numerical examples on a 5-degree of freedom system, a one span free-free beam and a spatially periodic multi-span beam demonstrate the efficacy of the proposed method and its superior performance vis-a-vis methods based on inverse eigensensitivity.

Feasibility of autologous bone marrow mesenchymal stem cell-derived extracellular matrix scaffold for cartilage tissue engineering

Extracellular matrix (ECM) materials are widely used in cartilage tissue engineering. However, the current ECM materials are unsatisfactory for clinical practice as most of them are derived from allogenous or xenogenous tissue. This study was designed to develop a novel autologous ECM scaffold for cartilage tissue engineering. The autologous bone marrow mesenchymal stem cell-derived ECM (aBMSC-dECM) membrane was collected and fabricated into a three-dimensional porous scaffold via cross-linking and freeze-drying techniques. Articular chondrocytes were seeded into the aBMSC-dECM scaffold and atelocollagen scaffold, respectively. An in vitro culture and an in vivo implantation in nude mice model were performed to evaluate the influence on engineered cartilage. The current results showed that the aBMSC-dECM scaffold had a good microstructure and biocompatibility. After 4 weeks in vitro culture, the engineered cartilage in the aBMSC-dECM scaffold group formed thicker cartilage tissue with more homogeneous structure and higher expressions of cartilaginous gene and protein compared with the atelocollagen scaffold group. Furthermore, the engineered cartilage based on the aBMSC-dECM scaffold showed better cartilage formation in terms of volume and homogeneity, cartilage matrix content, and compressive modulus after 3 weeks in vivo implantation. These results indicated that the aBMSC-dECM scaffold could be a successful novel candidate scaffold for cartilage tissue engineering.

Passivity-based Trajectory-tracking for Marine Craft with Disturbance Rejection

This paper presents a Hamiltonian model of marine vehicle dynamics in six degrees of freedom in both body-fixed and inertial momentum coordinates. The model in body-fixed coordinates presents a particular structure of the mass matrix that allows the adaptation and application of passivity-based control interconnection and damping assignment design methodologies developed for robust stabilisation of mechanical systems in terms of generalised coordinates. As an example of application, we follow this methodology to design a passivity-based tracking controller with integral action for fully actuated vehicles in six degrees of freedom. We also describe a momentum transformation that allows an alternative model representation that resembles general port-Hamiltonian mechanical systems with a coordinate dependent mass matrix. This can be seen as an enabling step towards the adaptation of the theory of control of port-Hamiltonian systems developed in robotic manipulators and multi-body mechanical systems to the case of marine craft dynamics.

Space and time efficiency of the forest-of-quadtrees representation

A forest of quadtrees is a refinement of a quadtree data structure that is used to represent planar regions. A forest of quadtrees provides space savings over regular quadtrees by concentrating vital information. The paper presents some of the properties of a forest of quadtrees and studies the storage requirements for the case in which a single 2m × 2m region is equally likely to occur in any position within a 2n × 2n image. Space and time efficiency are investigated for the forest-of-quadtrees representation as compared with the quadtree representation for various cases.

Discussion of “Generalized estimating equations: Notes on the choice of the working correlation matrix”

Objective To discuss generalized estimating equations as an extension of generalized linear models by commenting on the paper of Ziegler and Vens "Generalized Estimating Equations. Notes on the Choice of the Working Correlation Matrix". Methods Inviting an international group of experts to comment on this paper. Results Several perspectives have been taken by the discussants. Econometricians have established parallels to the generalized method of moments (GMM). Statisticians discussed model assumptions and the aspect of missing data Applied statisticians; commented on practical aspects in data analysis. Conclusions In general, careful modeling correlation is encouraged when considering estimation efficiency and other implications, and a comparison of choosing instruments in GMM and generalized estimating equations, (GEE) would be worthwhile. Some theoretical drawbacks of GEE need to be further addressed and require careful analysis of data This particularly applies to the situation when data are missing at random.

On the probability that the determinant of an nxn matrix over a finite field vanishe

An expression is derived for the probability that the determinant of an n x n matrix over a finite field vanishes; from this it is deduced that for a fixed field this probability tends to 1 as n tends to.

Fast matrix transposition computer implementation

Eklundh's (1972) algorithm to transpose a large matrix stored on an external device such as a disc has been programmed and tested. A simple description of computer implementation is given in this note.

Rhetoric and Representation : Exploring the Cultural Meaning of the Natural Sciences in Contemporary Popular Science Writing and Literature

Kirjallisuuden- ja kulttuurintutkimus on viimeisten kolmen vuosikymmenen aikana tullut yhä enenevässä määrin tietoiseksi tieteen ja taiteen suhteen monimutkaisesta luonteesta. Nykyään näiden kahden kulttuurin tutkimus muodostaa oman kenttänsä, jolla niiden suhdetta tarkastellaan ennen kaikkea dynaamisena vuorovaikutuksena, joka heijastaa kulttuurimme kieltä, arvoja ja ideologisia sisältöjä. Toisin kuin aiemmat näkemykset, jotka pitävät tiedettä ja taidetta toisilleen enemmän tai vähemmän vastakkaisina pyrkimyksinä, nykytutkimus lähtee oletuksesta, jonka mukaan ne ovat kulttuurillisesti rakentuneita diskursseja, jotka kohtaavat usein samankaltaisia todellisuuden mallintamiseen liittyviä ongelmia, vaikka niiden käyttämät metodit eroavatkin toisistaan. Väitöskirjani keskittyy yllä mainitun suhteen osa-alueista popularisoidun tietokirjallisuuden (muun muassa Paul Davies, James Gleick ja Richard Dawkins) käyttämän kielen ja luonnontieteistä ideoita ammentavan kaunokirjallisuuden (muun muassa Jeanette Winterson, Tom Stoppard ja Richard Powers) hyödyntämien keinojen tarkasteluun nojautuen yli 30 teoksen kattavaa aineistoa koskevaan tyylin ja teemojen tekstianalyysiin. Populaarin tietokirjallisuuden osalta tarkoituksenani on osoittaa, että sen käyttämä kieli rakentuu huomattavassa määrin sellaisille rakenteille, jotka tarjoavat mahdollisuuden esittää todellisuutta koskevia argumentteja mahdollisimman vakuuttavalla tavalla. Tässä tehtävässä monilla klassisen retoriikan määrittelemillä kuvioilla on tärkeä rooli, koska ne auttavat liittämään sanotun sisällön ja muodon tiukasti toisiinsa: retoristen kuvioiden käyttö ei näin ollen edusta pelkkää tyylikeinoa, vaan se myös usein kiteyttää argumenttien taustalla olevat tieteenfilosofiset olettamukset ja auttaa vakiinnuttamaan argumentoinnin logiikan. Koska monet aikaisemmin ilmestyneistä tutkimuksista ovat keskittyneet pelkästään metaforan rooliin tieteellisissä argumenteissa, tämä väitöskirja pyrkii laajentamaan tutkimuskenttää analysoimalla myös toisenlaisten kuvioiden käyttöä. Osoitan myös, että retoristen kuvioiden käyttö muodostaa yhtymäkohdan tieteellisiä ideoita hyödyntävään kaunokirjallisuuteen. Siinä missä popularisoitu tiede käyttää retoriikkaa vahvistaakseen sekä argumentatiivisia että kaunokirjallisia ominaisuuksiaan, kuvaa tällainen sanataide tiedettä tavoilla, jotka usein heijastelevat tietokirjallisuuden kielellisiä rakenteita. Toisaalta on myös mahdollista nähdä, miten kaunokirjallisuuden keinot heijastuvat popularisoidun tieteen kerrontatapoihin ja kieleen todistaen kahden kulttuurin dynaamisesta vuorovaikutuksesta. Nykyaikaisen populaaritieteen retoristen elementtien ja kaunokirjallisuuden keinojen vertailu näyttää lisäksi, kuinka tiede ja taide osallistuvat keskusteluun kulttuurimme tiettyjen peruskäsitteiden kuten identiteetin, tiedon ja ajan merkityksestä. Tällä tavoin on mahdollista nähdä, että molemmat ovat perustavanlaatuisia osia merkityksenantoprosessissa, jonka kautta niin tieteelliset ideat kuin ihmiselämän suuret kysymyksetkin saavat kulttuurillisesti rakentuneen merkityksensä.

Toward Figural Fantasy : The Representation of Consciousness in Modern American Fantasy Literature

Tajunnanesitys amerikkalaisessa heterodiegeettisessä fantasiakirjallisuudessa on muuttunut merkittävästi viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana: kerrontaa orientoiva ja tarinamaailmaa havainnoiva tajunta on vähin erin vaihtunut kaikkitietävästä kertojasta tarinan sisäiseksi henkilöhahmoksi. Kertoja on samalla vetäytynyt yhä syvemmälle kerronnan kulissien taakse. Tämä tutkielma hahmottaa ja analysoi kyseistä muutosta siirtymänä kertojakeskeisestä kerronnasta kohti henkilökeskeistä kerrontaa. Tutkielmassa tajunnanesityksen teoreettisen kehyksen muodostavat F. K. Stanzelin kertojakeskeisen ja henkilökeskeisen kerrontatilanteen käsitteet. Kerrontatilanteita tarkennetaan fokalisaation, vapaan epäsuoran esityksen, sisäisen monologin ja psykonarraation teorioiden avulla. Tutkielma jakaantuu kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa vertaillaan kahta prototyyppistä fantasiaromaania syväluotaavan narratologisen analyysin keinoin. Kertojakeskeistä kerrontaa edustaa Fritz Leiberin "The Swords of Lankhmar" (1968) ja henkilökeskeistä kerrontaa George R. R. Martinin "A Game of Thrones" (1996). Toisessa osassa tarkastellaan pääpiirteittäin kuuttatoista muuta aikaansa edustavaa fantasiaromaania ja hahmotetaan tajunnanesityksen muutoksen kronologista kulkua. Yhdessä osat ilmentävät, kuinka amerikkalainen heterodiegeettinen fantasiakirjallisuus on muuttunut kerrontateknisesti henkilökeskeisemmäksi. Tutkielma on ensimmäinen laatuaan, ja sen on tarkoitus luoda pohjaa uudenlaiselle modernin fantasiakirjallisuuden tutkimukselle ja kirjalliselle arvostukselle.

Don't-cares in the concurrency matrix for bit steering

The concurrency matrix aids the detection of bit steerability of microcommand sets in a microprogram. In the present work, the concept of don't-cares is introduced into the concurrency matrix to identify the bit steerable microcommand sets.

Fast Public Key Cryptosystem Based On Matrix Rings

A public key cryptosystem is proposed, which is based on the assumption that finding the square root of an element in a large finite ring is computationally infeasible in the absence of a knowledge of the ring structure. The encryption and decryption operations are very fast, and the data expansion is 1:2.

Representation of functional dependencies in relational databases using linear graphs

Functional dependencies in relational databases are investigated. Eight binary relations, viz., (1) dependency relation, (2) equipotence relation, (3) dissidence relation, (4) completion relation, and dual relations of each of them are described. Any one of these eight relations can be used to represent the functional dependencies in a database. Results from linear graph theory are found helpful in obtaining these representations. The dependency relation directly gives the functional dependencies. The equipotence relation specifies the dependencies in terms of attribute sets which functionally determine each other. The dissidence relation specifies the dependencies in terms of saturated sets in a very indirect way. Completion relation represents the functional dependencies as a function, the range of which turns out to be a lattice. Depletion relation which is the dual of the completion relation can also represent functional dependencies and similarly can the duals of dependency, equipotence, and dissidence relations. The class of depleted sets, which is the dual of saturated sets, is defined and used in the study of depletion relations.

Leveraging Lean Production Philosophy for Rationalising a Non-Linear Representation of Construction Specifications

This paper presents an approach, based on Lean production philosophy, for rationalising the processes involved in the production of specification documents for construction projects. Current construction literature erroneously depicts the process for the creation of construction specifications as a linear one. This traditional understanding of the specification process often culminates in process-wastes. On the contrary, the evidence suggests that though generalised, the activities involved in producing specification documents are nonlinear. Drawing on the outcome of participant observation, this paper presents an optimised approach for representing construction specifications. Consequently, the actors typically involved in producing specification documents are identified, the processes suitable for automation are highlighted and the central role of tacit knowledge is integrated into a conceptual template of construction specifications. By applying the transformation, flow, value (TFV) theory of Lean production the paper argues that value creation can be realised by eliminating the wastes associated with the traditional preparation of specification documents with a view to integrating specifications in digital models such as Building Information Models (BIM). Therefore, the paper presents an approach for rationalising the TFV theory as a method for optimising current approaches for generating construction specifications based on a revised specification writing model.