Participatory crop improvement: the challenges of and opportunities for institutionalisation in the Indian public research sector

This thesis considers Participatory Crop Improvement (PCI) methodologies and examines the reasons behind their continued contestation and limited mainstreaming in conventional modes of crop improvement research within National Agricultural Research Systems (NARS). In particular, it traces the experiences of a long-established research network with over 20 years of experience in developing and implementing PCI methods across South Asia, and specifically considers its engagement with the Indian NARS and associated state-level agricultural research systems. In order to address the issues surrounding PCI institutionalisation processes, a novel conceptual framework was derived from a synthesis of the literatures on Strategic Niche Management (SNM) and Learning-based Development Approaches (LBDA) to analyse the socio-technical processes and structures which constitute the PCI ‘niche’ and NARS ‘regime’. In examining the niche and regime according to their socio-technical characteristics, the framework provides explanatory power for understanding the nature of their interactions and the opportunities and barriers that exist with respect to the translation of lessons and ideas between niche and regime organisations. The research shows that in trying to institutionalise PCI methods and principles within NARS in the Indian context, PCI proponents have encountered a number of constraints related to the rigid and hierarchical structure of the regime organisations; the contractual mode of most conventional research, which inhibits collaboration with a wider group of stakeholders; and the time-limited nature of PCI projects themselves, which limits investment and hinders scaling up of the innovations. It also reveals that while the niche projects may be able to induce a ‘weak’ form of PCI institutionalisation within the Indian NARS by helping to alter their institutional culture to be more supportive of participatory plant breeding approaches and future collaboration with PCI researchers, a ‘strong’ form of PCI institutionalisation, in which NARS organisations adopt participatory methodologies to address all their crop improvement agenda, is likely to remain outside of the capacity of PCI development projects to deliver.

Entanglement temperature in molecular magnets composed of S-spin dimers

In the present work, we investigate the quantum thermal entanglement in molecular magnets composed of dimers of spin S, using an Entanglement Witness built from measurements of magnetic susceptibility. An entanglement temperature, T(e), is then obtained for some values of spin S. From this, it is shown that T(e) is proportional to the intradimer exchange interaction J and that entanglement appears only for antiferromagnetic coupling. The results are compared to experiments carried on three isostructural materials: KNaMSi(4)O(10) (M=Mn, Fe or Cu). Copyright (C) EPLA, 2009

A fuzzy rule-based decision support system for Duodopa treatment in Parkinson

A decision support system (DSS) was implemented based on a fuzzy logic inference system (FIS) to provide assistance in dose alteration of Duodopa infusion in patients with advanced Parkinson’s disease, using data from motor state assessments and dosage. Three-tier architecture with an object oriented approach was used. The DSS has a web enabled graphical user interface that presents alerts indicating non optimal dosage and states, new recommendations, namely typical advice with typical dose and statistical measurements. One data set was used for design and tuning of the FIS and another data set was used for evaluating performance compared with actual given dose. Overall goodness-of-fit for the new patients (design data) was 0.65 and for the ongoing patients (evaluation data) 0.98. User evaluation is now ongoing. The system could work as an assistant to clinical staff for Duodopa treatment in advanced Parkinson’s disease.

Using Multi-Objective Optimization To Maximize Multiple Benefits For Sustainable Drainage Design

For many years, drainage design was mainly about providing sufficient network capacity. This traditional approach had been successful with the aid of computer software and technical guidance. However, the drainage design criteria had been evolving due to rapid population growth, urbanisation, climate change and increasing sustainability awareness. Sustainable drainage systems that bring benefits in addition to water management have been recommended as better alternatives to conventional pipes and storages. Although the concepts and good practice guidance had already been communicated to decision makers and public for years, network capacity still remains a key design focus in many circumstances while the additional benefits are generally considered secondary only. Yet, the picture is changing. The industry begins to realise that delivering multiple benefits should be given the top priority while the drainage service can be considered a secondary benefit instead. The shift in focus means the industry has to adapt to new design challenges. New guidance and computer software are needed to assist decision makers. For this purpose, we developed a new decision support system. The system consists of two main components – a multi-criteria evaluation framework for drainage systems and a multi-objective optimisation tool. Users can systematically quantify the performance, life-cycle costs and benefits of different drainage systems using the evaluation framework. The optimisation tool can assist users to determine combinations of design parameters such as the sizes, order and type of drainage components that maximise multiple benefits. In this paper, we will focus on the optimisation component of the decision support framework. The optimisation problem formation, parameters and general configuration will be discussed. We will also look at the sensitivity of individual variables and the benchmark results obtained using common multi-objective optimisation algorithms. The work described here is the output of an EngD project funded by EPSRC and XP Solutions.

Stochastic Assessment Of Environmental Flows In Semiarid Environments

The regimen of environmental flows (EF) must be included as terms of environmental demand in the management of water resources. Even though there are numerous methods for the computation of EF, the criteria applied at different steps in the calculation process are quite subjective whereas the results are fixed values that must be meet by water planners. This study presents a friendly-user tool for the assessment of the probability of compliance of a certain EF scenario with the natural regimen in a semiarid area in southern Spain. 250 replications of a 25-yr period of different hydrological variables (rainfall, minimum and maximum flows, ...) were obtained at the study site from the combination of Monte Carlo technique and local hydrological relationships. Several assumptions are made such as the independence of annual rainfall from year to year and the variability of occurrence of the meteorological agents, mainly precipitation as the main source of uncertainty. Inputs to the tool are easily selected from a first menu and comprise measured rainfall data, EF values and the hydrological relationships for at least a 20-yr period. The outputs are the probabilities of compliance of the different components of the EF for the study period. From this, local optimization can be applied to establish EF components with a certain level of compliance in the study period. Different options for graphic output and analysis of results are included in terms of graphs and tables in several formats. This methodology turned out to be a useful tool for the implementation of an uncertainty analysis within the scope of environmental flows in water management and allowed the simulation of the impacts of several water resource development scenarios in the study site.

Effective Data Management Enables Intelligent Utility Management

Instrumentation and automation plays a vital role to managing the water industry. These systems generate vast amounts of data that must be effectively managed in order to enable intelligent decision making. Time series data management software, commonly known as data historians are used for collecting and managing real-time (time series) information. More advanced software solutions provide a data infrastructure or utility wide Operations Data Management System (ODMS) that stores, manages, calculates, displays, shares, and integrates data from multiple disparate automation and business systems that are used daily in water utilities. These ODMS solutions are proven and have the ability to manage data from smart water meters to the collaboration of data across third party corporations. This paper focuses on practical, utility successes in the water industry where utility managers are leveraging instantaneous access to data from proven, commercial off-the-shelf ODMS solutions to enable better real-time decision making. Successes include saving $650,000 / year in water loss control, safeguarding water quality, saving millions of dollars in energy management and asset management. Immediate opportunities exist to integrate the research being done in academia with these ODMS solutions in the field and to leverage these successes to utilities around the world.

Evaluating And Optimizing Sustainable Drainage Design To Maximize Multiple Benefits: Case Studies In China

In the past, the focus of drainage design was on sizing pipes and storages in order to provide sufficient network capacity. This traditional approach, together with computer software and technical guidance, had been successful for many years. However, due to rapid population growth and urbanisation, the requirements of a “good” drainage design have also changed significantly. In addition to water management, other aspects such as environmental impacts, amenity values and carbon footprint have to be considered during the design process. Going forward, we need to address the key sustainability issues carefully and practically. The key challenge of moving from simple objectives (e.g. capacity and costs) to complicated objectives (e.g. capacity, flood risk, environment, amenity etc) is the difficulty to strike a balance between various objectives and to justify potential benefits and compromises. In order to assist decision makers, we developed a new decision support system for drainage design. The system consists of two main components – a multi-criteria evaluation framework for drainage systems and a multi-objective optimisation tool. The evaluation framework is used for the quantification of performance, life-cycle costs and benefits of different drainage systems. The optimisation tool can search for feasible combinations of design parameters such as the sizes, order and type of drainage components that maximise multiple benefits. In this paper, we will discuss real-world application of the decision support system. A number of case studies have been developed based on recent drainage projects in China. We will use the case studies to illustrate how the evaluation framework highlights and compares the pros and cons of various design options. We will also discuss how the design parameters can be optimised based on the preferences of decision makers. The work described here is the output of an EngD project funded by EPSRC and XP Solutions.

Comparison Of Demand Pattern Calibration In Water Distribution Networks With Geographic And Non-Geographic Parameterization

Demands are one of the most uncertain parameters in a water distribution network model. A good calibration of the model demands leads to better solutions when using the model for any purpose. A demand pattern calibration methodology that uses a priori information has been developed for calibrating the behaviour of demand groups. Generally, the behaviours of demands in cities are mixed all over the network, contrary to smaller villages where demands are clearly sectorised in residential neighbourhoods, commercial zones and industrial sectors. Demand pattern calibration has a final use for leakage detection and isolation. Detecting a leakage in a pattern that covers nodes spread all over the network makes the isolation unfeasible. Besides, demands in the same zone may be more similar due to the common pressure of the area rather than for the type of contract. For this reason, the demand pattern calibration methodology is applied to a real network with synthetic non-geographic demands for calibrating geographic demand patterns. The results are compared with a previous work where the calibrated patterns were also non-geographic.

A Diagnostic Assessment Of Evolutionary Multiobjective Optimization For Water Resources Systems

This study contributes a rigorous diagnostic assessment of state-of-the-art multiobjective evolutionary algorithms (MOEAs) and highlights key advances that the water resources field can exploit to better discover the critical tradeoffs constraining our systems. This study provides the most comprehensive diagnostic assessment of MOEAs for water resources to date, exploiting more than 100,000 MOEA runs and trillions of design evaluations. The diagnostic assessment measures the effectiveness, efficiency, reliability, and controllability of ten benchmark MOEAs for a representative suite of water resources applications addressing rainfall-runoff calibration, long-term groundwater monitoring (LTM), and risk-based water supply portfolio planning. The suite of problems encompasses a range of challenging problem properties including (1) many-objective formulations with 4 or more objectives, (2) multi-modality (or false optima), (3) nonlinearity, (4) discreteness, (5) severe constraints, (6) stochastic objectives, and (7) non-separability (also called epistasis). The applications are representative of the dominant problem classes that have shaped the history of MOEAs in water resources and that will be dominant foci in the future. Recommendations are provided for which modern MOEAs should serve as tools and benchmarks in the future water resources literature.

Decision Support Systems And Promoting Socially Just Environmental Management

The Mauri Model DMF is unique in its approach to the management of water resources as the framework offers a transparent and inclusive approach to considering the environmental, economic, social and cultural aspects of the decisions being contemplated. The Mauri Model DMF is unique because it is capable of including multiple-worldviews and adopts mauri (intrinsic value or well-being) in the place of the more common monetised assessments of pseudo sustainability using Cost Benefit Analysis. The Mauri Model DMF uses a two stage process that first identifies participants’ worldviews and inherent bias regarding water resource management, and then facilitates transparent assessment of selected sustainability performance indicators. The assessment can then be contemplated as the separate environmental, economic, social and cultural dimensions of the decision, and collectively as an overall result; or the priorities associated with different worldviews can be applied to determine the sensitivity of the result to different cultural contexts or worldviews.

Emprego do processamento mecânico na reciclagem de sucatas de placas de circuito impresso

O grande desenvolvimento da industria eletrônica, aliado ao aumento do consumo de bens pela população, gera um número cada vez maior de equipamentos defeituosos e obsoletos, entre eles as Placas de Circuito Impresso (PCI), as quais precisam ser dispostas. A sucata destas placas representa uma matéria prima interessante, pois contém metais e ligas metálicas, o que torna sua reciclagem bastante atraente. Como linha geral, as PCI possuem 49% de materiais cerâmicos, vidros e óxidos, 19% de plásticos, 4% de bromo e 28% de metais. A composição real depende da origem do circuito impresso, assim como do tipo e idade do equipamento. O uso do Processamento Mecânico na reciclagem desse resíduo é uma alternativa na recuperação dos metais presentes e também uma maneira de separar seus vários componentes, permitindo assim dispor adequadamente este resíduo. Neste trabalho as PCI passaram por várias etapas de processamento mecânico. Primeiramente foram moídas abaixo de 1mm e após foram classificadas, caracterizadas e diferentes frações foram separadas por densidade. A primeira classificação foi feita por granulometria e gerou três frações diferentes: uma menor que 0,25mm, outra entre 0,25 e 0,50mm e outra entre 0,50 e 1,0mm. Após foi feita uma separação por densidade obtendo-se uma fração rica em metais, em especial o cobre, e outra fração leve composta por polímeros e cerâmicos As frações classificadas por granulometria e as frações leves originadas da separação por densidade foram lixiviadas para caracterizar o resíduo a respeito da sua toxicidade antes e depois do processo. O uso do processamento mecânico mostrou-se muito eficiente na recuperação dos metais, pois foi possível recuperar cerca de 80% dos metais presentes, com destaque para o cobre, que representa quase 75% da fração metálica. Através da lixiviação foi determinado que as PCI deveriam ser classificadas como resíduos perigosos, pois apresentam uma concentração de chumbo bem acima do permitido. Após a separação por densidade foi feito novamente ensaio de lixiviação e embora a concentração de Chumbo na fração leve tenha diminuido significativamente ela ainda permaneceu acima dos limites estabelecidos pelas normas brasileiras.

Avaliação da viabilidade técnica da utilização de misturas do carvão faxinal com importados para injeção em altos-fornos

Neste trabalho, fez-se uma avaliação da reatividade do carvão gaúcho da mina de Faxinal com 17% de cinzas, de dois carvões importados, bem como das misturas destes carvões em diferentes proporções mássicas. Além disso, quantificou-se outros parâmetros importantes para o processo de injeção do carvão pulverizado (PCI) na fabricação do gusa via alto-forno, como o teor de cinzas, teor de matéria volátil e composição química das cinzas. A reatividade foi avaliada em termos da reação de gaseificação com CO2, em termobalança, sob condições isotérmicas e pressão atmosférica. Os experimentos foram realizados na temperatura de 1050ºC com CO2 puro, utilizando amostras com granulometria menor que 75 mm. Avaliou-se o efeito da geometria do cadinho e vazão de gás sobre a taxa de reação para garantir uma situação de controle cinético na reação de gaseificação. Os resultados experimentais revelaram que o carvão de Faxinal possui uma reatividade muito maior frente ao CO2 do que os carvões importados. O tempo para que se complete a reação, parâmetro importantíssimo no processo do alto-forno que utiliza PCI, é muitíssimo menor para o carvão de Faxinal do que para os carvões importados. As misturas de carvões revelaram um comportamento aditivo quanto à reatividade e aos demais parâmetros estudados. Observou-se que quanto maior o teor de carvão gaúcho presente na mistura, maior sua reatividade e menor é o tempo gasto para atingir a taxa máxima de reação. Em função dos resultados de reatividade, teor de cinzas e composição química das cinzas obtidos, permitiu-se indicar uma mistura com até 50% de carvão de Faxinal para ser testada na injeção de carvão pulverizado.

Teste de fábulas : um estudo com crianças abrigadas

A avaliação psicológica, incluindo a aplicação de testes, foi uma das primeiras tarefas do psicólogo e até hoje é uma atividade de uso restrito desse profissional. Muitos testes já foram criados e alguns, por terem mostrado sua utilidade na avaliação psicológica, foram revisados. Entretanto, na área da avaliação da personalidade e, em especial, para os instrumentos projetivos, não se investiu muito em termos de revisão. Os testes voltados para crianças foram ainda menos privilegiados.Um dos poucos recursos projetivos construídos especificamente para esse tipo de público e recentemente adaptado para utilização com a população brasileira foram as Fábulas de Düss, nomeado no Brasil como Teste das Fábulas. A adaptação para a realidade brasileira é recente e foi realizada com crianças em desenvolvimento normal. Entretanto, estudos com populações especiais, como, por exemplo, crianças institucionalizadas, são limitados. Pensando nessas crianças, nos profissionais que trabalham com elas e na escassez de instrumentos que auxiliem em um melhor entendimento da realidade do seu desenvolvimento, torna-se necessária a realização de estudos para a utilização de testes com essa população. Frente a isto, esta pesquisa avaliou as respostas dadas ao Teste das Fábulas por crianças que residem em instituições, levando em consideração as variáveis sexo, faixa etária e tempo de abrigamento. A amostra foi composta de 62 crianças, com idades entre 4 anos e 9 meses e 11 anos e 8 meses, residentes em abrigos das cidades de Porto Alegre e Canoas, por um período mínimo de 6 meses. Os instrumentos utilizados foram um questionário sócio-demográfico, o teste das Matrizes Progressivas Coloridas de Raven (versão tabuleiro) e o Teste das Fábulas. Os resultados demonstraram que as crianças que residem em abrigos, de um modo geral, respondem de forma diferente ao Teste das Fábulas do que as crianças com desenvolvimento considerado normal. Estes respostas remeteram à conflitiva da própria situação de abandono vivenciada. As maiores diferenças encontradas foram em relação a faixa etária, sendo que as variáveis tempo de abrigamento e sexo exerceram pouca influência. As crianças mais novas apresentaram respostas que indicaram o abandono como uma forma de agressão, enquanto as mais velhas atribuíram a si a culpa por tal acontecimento. Foram verificadas também diferenças entre as fantasias, estados emocionais e mecanismos de defesa quando comparadas as diferentes faixas etárias, assim como foram encontradas novas categorias desses itens nas respostas da amostra total.

Contribuições ao estudo de um sistema de apoio à decisão: tópicos do alinhamento estratégico da tecnologia da informação e um estudo de caso no setor de medicina diagnóstica

O atual ambiente de negócios crescentemente competitivo e turbulento requer das organizações modernas conhecimento profundo sobre as necessidades dos clientes e uma percepção de oportunidades e arrojo não triviais. Neste contexto, a transformação de dados em informações oportunas e precisas é fundamental para subsidiar a gestão. O Planejamento Estratégico Empresarial (PEE) e da Tecnologia da Informação (PETI) vêm modernamente sendo construídos para, de forma alinhada, atender o anseio maior da empresa, qual seja, maximizar seu valor a longo prazo. Este trabalho descreve sucintamente algumas visões sobre estratégia corporativa, sobre a necessidade de alinhamento desta estratégia com a TI e analisa o caso de implementação de um Sistema de Apoio à Decisão pioneiramente desenvolvido e implementado num grande Centro de Diagnósticos Médicos localizado na cidade de São Paulo. A análise do caso está fundamentada na literatura e nas vivências profissionais do pesquisador e fundamenta-se em quatro grandes grupos de fatores: tecnologia da informação, sistemas de inteligência artificial e do conhecimento, recursos humanos e contexto organizacional. A conclusão reitera a importância do alinhamento estratégico e ilustra os resultados positivos que dele se pode esperar.

Proposta de metodologia para avaliação superficial de pavimentos urbanos : aplicação à rede viária de Porto Alegre

Este trabalho apresenta uma proposta de metodologia para avaliação da condição superficial de pavimentos, asfálticos, de paralelepípedos e pedras irregulares, a ser aplicada no inventário do estado da malha viária para implantação do sistema de gerência de pavimentos da cidade de Porto Alegre. Propõe-se o emprego de duas componentes: a avaliação objetiva e a avaliação subjetiva. A avaliação objetiva trata do levantamento quantitativo da degradação existente na superfície. Para tanto, são apresentadas as descrições e níveis de severidade dos tipos de defeitos e os procedimentos para o inventário. A avaliação subjetiva consiste na atribuição de notas pelos avaliadores à condição da superfície. Buscando a homogeneidade nas respostas, foram estabelecidos critérios para auxiliar na definição do estado dos pavimentos. É proposto o emprego de curvas de valores de dedução para determinar o Índice da Condição do Pavimento, de modo análogo ao método PCI elaborado pelo Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos. São apontados os procedimentos a serem empregados para a determinação das curvas de valores de dedução que representem as condições locais. Também foi realizada uma pesquisa para conhecer a opinião dos usuários sobre a condição de tráfego de alguns trechos e sobre a influência dos defeitos na qualidade de rolamento, na segurança e no custo de operação. Complementarmente, foi efetuada uma aplicação da metodologia proposta em trechos amostrais e apresentadas as análises sobre os resultados obtidos.