Dinâmica da Plasticidade Sináptica em neurônios do hipocampo durante ciclos de sono: um estudo computacional

Several research lines show that sleep favors memory consolidation and learning. It has been proposed that the cognitive role of sleep is derived from a global scaling of synaptic weights, able to homeostatically restore the ability to learn new things, erasing memories overnight. This phenomenon is typical of slow-wave sleep (SWS) and characterized by non-Hebbian mechanisms, i.e., mechanisms independent of synchronous neuronal activity. Another view holds that sleep also triggers the specific enhancement of synaptic connections, carrying out the embossing of certain mnemonic traces within a lattice of synaptic weights rescaled each night. Such an embossing is understood as the combination of Hebbian and non-Hebbian mechanisms, capable of increasing and decreasing respectively the synaptic weights in complementary circuits, leading to selective memory improvement and a restructuring of synaptic configuration (SC) that can be crucial for the generation of new behaviors ( insights ). The empirical findings indicate that initiation of Hebbian plasticity during sleep occurs in the transition of the SWS to the stage of rapid eye movement (REM), possibly due to the significant differences between the firing rates regimes of the stages and the up-regulation of factors involved in longterm synaptic plasticity. In this study the theories of homeostasis and embossing were compared using an artificial neural network (ANN) fed with action potentials recorded in the hippocampus of rats during the sleep-wake cycle. In the simulation in which the ANN did not apply the long-term plasticity mechanisms during sleep (SWS-transition REM), the synaptic weights distribution was re-scaled inexorably, for its mean value proportional to the input firing rate, erasing the synaptic weights pattern that had been established initially. In contrast, when the long-term plasticity is modeled during the transition SWSREM, an increase of synaptic weights were observed in the range of initial/low values, redistributing effectively the weights in a way to reinforce a subset of synapses over time. The results suggest that a positive regulation coming from the long-term plasticity can completely change the role of sleep: its absence leads to forgetting; its presence leads to a positive mnemonic change

Determinação dos parâmetros do controlador preditivo generalizado com função de pesos variante no tempo através de algoritmos genéticos

The predictive control technique has gotten, on the last years, greater number of adepts in reason of the easiness of adjustment of its parameters, of the exceeding of its concepts for multi-input/multi-output (MIMO) systems, of nonlinear models of processes could be linearised around a operating point, so can clearly be used in the controller, and mainly, as being the only methodology that can take into consideration, during the project of the controller, the limitations of the control signals and output of the process. The time varying weighting generalized predictive control (TGPC), studied in this work, is one more an alternative to the several existing predictive controls, characterizing itself as an modification of the generalized predictive control (GPC), where it is used a reference model, calculated in accordance with parameters of project previously established by the designer, and the application of a new function criterion, that when minimized offers the best parameters to the controller. It is used technique of the genetic algorithms to minimize of the function criterion proposed and searches to demonstrate the robustness of the TGPC through the application of performance, stability and robustness criterions. To compare achieves results of the TGPC controller, the GCP and proportional, integral and derivative (PID) controllers are used, where whole the techniques applied to stable, unstable and of non-minimum phase plants. The simulated examples become fulfilled with the use of MATLAB tool. It is verified that, the alterations implemented in TGPC, allow the evidence of the efficiency of this algorithm

Uma fonte chaveada de 50kW com correção de fator de potência para alimentação de uma tocha de plasma Indutiva utilizando técnicas de controle digital

This work deals with the development of an experimental study on a power supply of high frequency that provides the toch plasmica to be implemented in PLASPETRO project, which consists of two static converters developed by using Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT). The drivers used to control these keys are triggered by Digital Signal Processor (DSP) through optical fibers to reduce problems with electromagnetic interference (EMI). The first stage consists of a pre-regulator in the form of an AC to DC converter with three-phase boost power factor correction which is the main theme of this work, while the second is the source of high frequency itself. A series-resonant inverter consists of four (4) cell inverters operating in a frequency around 115 kHz each one in soft switching mode, alternating itself to supply the load (plasma torch) an alternating current with a frequency of 450 kHz. The first stage has the function of providing the series-resonant inverter a DC voltage, with the value controlled from the power supply provided by the electrical system of the utility, and correct the power factor of the system as a whole. This level of DC bus voltage at the output of the first stage will be used to control the power transferred by the inverter to the load, and it may vary from 550 VDC to a maximum of 800 VDC. To control the voltage level of DC bus driver used a proportional integral (PI) controller and to achieve the unity power factor it was used two other proportional integral currents controllers. Computational simulations were performed to assist in sizing and forecasting performance. All the control and communications needed to stage supervisory were implemented on a DSP

Uma contribuição à solução do problema dos k-servos usando aprendizagem por reforço

Neste trabalho é proposto um novo algoritmo online para o resolver o Problema dos k-Servos (PKS). O desempenho desta solução é comparado com o de outros algoritmos existentes na literatura, a saber, os algoritmos Harmonic e Work Function, que mostraram ser competitivos, tornando-os parâmetros de comparação significativos. Um algoritmo que apresente desempenho eficiente em relação aos mesmos tende a ser competitivo também, devendo, obviamente, se provar o referido fato. Tal prova, entretanto, foge aos objetivos do presente trabalho. O algoritmo apresentado para a solução do PKS é baseado em técnicas de aprendizagem por reforço. Para tanto, o problema foi modelado como um processo de decisão em múltiplas etapas, ao qual é aplicado o algoritmo Q-Learning, um dos métodos de solução mais populares para o estabelecimento de políticas ótimas neste tipo de problema de decisão. Entretanto, deve-se observar que a dimensão da estrutura de armazenamento utilizada pela aprendizagem por reforço para se obter a política ótima cresce em função do número de estados e de ações, que por sua vez é proporcional ao número n de nós e k de servos. Ao se analisar esse crescimento (matematicamente, ) percebe-se que o mesmo ocorre de maneira exponencial, limitando a aplicação do método a problemas de menor porte, onde o número de nós e de servos é reduzido. Este problema, denominado maldição da dimensionalidade, foi introduzido por Belmann e implica na impossibilidade de execução de um algoritmo para certas instâncias de um problema pelo esgotamento de recursos computacionais para obtenção de sua saída. De modo a evitar que a solução proposta, baseada exclusivamente na aprendizagem por reforço, seja restrita a aplicações de menor porte, propõe-se uma solução alternativa para problemas mais realistas, que envolvam um número maior de nós e de servos. Esta solução alternativa é hierarquizada e utiliza dois métodos de solução do PKS: a aprendizagem por reforço, aplicada a um número reduzido de nós obtidos a partir de um processo de agregação, e um método guloso, aplicado aos subconjuntos de nós resultantes do processo de agregação, onde o critério de escolha do agendamento dos servos é baseado na menor distância ao local de demanda

Desenvolvimento de uma cadeira de rodas robótica para transporte de portador de necessidades especiais

The objective of the dissertation was the realization of kinematic modeling of a robotic wheelchair using virtual chains, allowing the wheelchair modeling as a set of robotic manipulator arms forming a cooperative parallel kinematic chain. This document presents the development of a robotic wheelchair to transport people with special needs who overcomes obstacles like a street curb and barriers to accessibility in streets and avenues, including the study of assistive technology, parallel architecture, kinematics modeling, construction and assembly of the prototype robot with the completion of a checklist of problems and barriers to accessibility in several pathways, based on rules, ordinances and existing laws. As a result, simulations were performed on the chair in various states of operation to accomplish the task of going up and down stair with different measures, making the proportional control based on kinematics. To verify the simulated results we developed a prototype robotic wheelchair. This project was developed to provide a better quality of life for people with disabilities

Controlador adaptativo por posicionamento de pólos e estrutura variável aplicado ao controle de geradores eólicos baseados em máquina de indução duplamente alimentada

In the last decade, the renewable energy sources have present a major propulsion in the world due to several factors: political, environmental, financial and others. Within this context, we have in particular the energy obtained through wind, wind energy - that has highlighted with rapid growth in recent years, including in Brazil, mostly in the Northeast, due to it s benefit-cost between the clean energies. In this context, we propose to compare the variable structure adaptive pole placement control (VS-APPC) with a traditional control technique proportional integral controller (PI), applied to set the control of machine side in a conversion system using a wind generator based on Double-Fed Induction Generator (DFIG). Robustness and performance tests were carried out to the uncertainties of the internal parameters of the machine and variations of speed reference.

Dinâmica populacional do psilídeo-de-concha Glycaspis brimblecombei (Moore, 1964) (Hemiptera: Psyllidae) e de seu parasitóide Psyllaephagus bliteus (Hymenoptera: Encyrtidae) em floresta de Eucalyptus camaldulensis

O psilídeo-de-concha, Glycaspis brimblecombei, é uma praga exótica específica de Eucalyptus, que causa desfolha, secamento de ponteiros e ramos, podendo levar as árvores à morte. O parasitóide Psyllaephagus bliteus é indicado como principal agente no controle biológico desta praga. Portanto, o monitoramento adequado de as ambas espécies por um método eficiente de amostragem facilitaria o manejo para uma futura tomada de decisão. Devido à falta de informações referentes ao seu comportamento em plantações extensivas de eucalipto no Brasil, este trabalho teve como objetivo estudar as populações de G. brimblecombei e de P. bliteus em florestas de Eucalyptus camaldulensis, utilizando armadilhas amarelas para determinação de sua flutuação populacional e correlacionado-as com variáveis meteorológicas (temperatura e precipitação). A determinação da flutuação populacional (53 pontos amostrais) foi realizada em talhão de 19ha com E. camaldulensis em Luíz Antônio, SP, em 10avaliações quinzenais, entre janeiro e junho de 2005. As populações de ambas as espécies apresentaram correlação inversamente proporcional em função da temperatura e não há correlação com a precipitação no período avaliado.

Plantas aquáticas e nível de infestação das espécies presentes no reservatório de Bariri, no Rio Tietê

O monitoramento da vegetação aquática permite avaliar a evolução das comunidades e determinar o potencial de danos associados a essas populações. O objetivo do trabalho foi identificar as plantas aquáticas e os níveis de infestação de cada espécie, presentes no reservatório de Bariri. Foram avaliados todos os focos de vegetação aquática presente na represa (194 pontos), e os pontos foram demarcados com um aparelho de GPS. As plantas foram identificadas e realizou-se uma estimativa visual do valor geográfico do ponto (tamanho da área) e a distribuição proporcional das plantas no foco de infestação. Foram encontradas 15 espécies de plantas aquáticas vegetando na represa de Bariri. Considerando que as principais espécies ocorreram com níveis de infestação acima de 10%, as mais importantes foram: Brachiaria mutica (27,0% da área e 97,4% de freqüência), B. subquadripara (22,7% da área e 96,9% de freqüência), Eichhornia crassipes (13,8% da área e 85,6% de freqüência) e Typha angustifolia (16,7% da área e 72,7% de freqüência). Outra espécie que pode ser destacada e que apresentou um bom potencial de infestação foi Enidra sessilis, que ocorreu em 8,9% de ocupação na área vegetada e com 76,3% de freqüência.

Desgaste de polímeros estruturais de engenharia em contato de deslizamento com cilindro metálico

Present work proposed to map and features the wear mechanisms of structural polymers of engineering derived of the sliding contact with a metallic cylindrical spindle submitted to eccentricity due to fluctuations in it is mass and geometric centers. For this it was projected and makes an experimental apparatus from balancing machine where the cylindrical counterbody was supported in two bearings and the polymeric coupon was situated in a holder with freedom of displacement along counterbody. Thus, the experimental tests were standardized using two position of the two bearings (Fixed or Free) and seven different positions along the counterbody, that permit print different conditions to the stiffness from system. Others parameters as applied normal load, sliding velocity and distance were fixed. In this investigation it was used as coupon two structural polymers of wide quotidian use, PTFE (polytetrafluroethylene) and PEEK (poly-ether-ether-ketone) and the AISI 4140 alloy steel as counterbody. Polymeric materials were characterized by thermal analysis (thermogravimetric, differential scanning calorimetry and dynamic-mechanical), hardness and rays-X diffractometry. While the metallic material was submitted at hardness, mechanical resistance tests and metallographic analysis. During the tribological tests were recorded the heating response with thermometers, yonder overall velocity vibration (VGV) and the acceleration using accelerometers. After tests the wear surface of the coupons were analyzed using a Scanning Electronic Microscopy (SEM) to morphological analysis and spectroscopy EDS to microanalysis. Moreover the roughness of the counterbody was characterized before and after the tribological tests. It was observed that the tribological response of the polymers were different in function of their distinct molecular structure. It were identified the predominant wear mechanisms in each polymer. The VGV of the PTFE was smaller than PEEK, in the condition of minimum stiffness, in function of the higher loss coefficient of that polymer. Wear rate of the PTFE was more of a magnitude order higher than PEEK. With the results was possible developed a correlation between the wear rate and parameter (E/ρ)1/2 (Young modulus, E, density, ρ), proportional at longitudinal elastic wave velocity in the material.

Lixiviação de potássio no solo de acordo com suas doses aplicadas sobre palha de milheto

A presença de palha na superfície do solo influi na ciclagem do K do sistema de produção e pode alterar as propriedades químicas do solo, com possíveis reflexos na lixiviação do nutriente. No presente trabalho, foi avaliada a lixiviação de K no perfil de um solo submetido a 30 mm de chuva simulada, de acordo com doses de K aplicadas a lanço, na presença e ausência de palha de milheto na superfície do solo. O milheto foi cultivado por 55 dias em condições controladas. A seguir, foi cortado à altura do colo, em pedaços de 3 a 5 cm e colocado sobre o solo, em vasos de PVC com 20 cm de diâmetro, em quantidade equivalente a 8 t ha-1 do material seco. Sobre a palha foi aplicado cloreto de K, correspondente às doses de 0, 40, 80, 120 e 160 kg ha-1. A seguir, os vasos foram submetidos à chuva simulada equivalente a 30 mm. A palha foi coletada e analisada quanto aos teores de K, assim como o solo foi amostrado nas profundidades de 0-2, 2-4, 4-8, 8-12 e 12-20 cm de profundidade para análise de K trocável. A chuva de 30 mm foi necessária e suficiente para carrear para o solo o fertilizante potássico aplicado sobre a palha. A intensidade de lixiviação do K no perfil do solo foi proporcional à dose aplicada, de modo que uma chuva de 30 mm lixiviou o nutriente até a camada de 8-12 cm de profundidade, quando o solo estava descoberto. A presença de palha de milheto na superfície do solo aumentou a quantidade de K levada até à superfície do solo pela chuva, mas diminuiu a intensidade de lixiviação do nutriente.

Método de Otimização Topológica em Estruturas Tridimensionais

The topology optimization problem characterize and determine the optimum distribution of material into the domain. In other words, after the definition of the boundary conditions in a pre-established domain, the problem is how to distribute the material to solve the minimization problem. The objective of this work is to propose a competitive formulation for optimum structural topologies determination in 3D problems and able to provide high-resolution layouts. The procedure combines the Galerkin Finite Elements Method with the optimization method, looking for the best material distribution along the fixed domain of project. The layout topology optimization method is based on the material approach, proposed by Bendsoe & Kikuchi (1988), and considers a homogenized constitutive equation that depends only on the relative density of the material. The finite element used for the approach is a four nodes tetrahedron with a selective integration scheme, which interpolate not only the components of the displacement field but also the relative density field. The proposed procedure consists in the solution of a sequence of layout optimization problems applied to compliance minimization problems and mass minimization problems under local stress constraint. The microstructure used in this procedure was the SIMP (Solid Isotropic Material with Penalty). The approach reduces considerably the computational cost, showing to be efficient and robust. The results provided a well defined structural layout, with a sharpness distribution of the material and a boundary condition definition. The layout quality was proporcional to the medium size of the element and a considerable reduction of the project variables was observed due to the tetrahedrycal element

Variação de temperatura e umidade e suas influências nas características físicas e mecânicas dos fios de algodão

Cotton is a hydrofilic textile fiber and, for this reason, it changes its properties according to the environment changes. Moisture and Temperature are the two most important factors that lead a cotton Spinning sector and influence its quality. Those two properties can change the entire Spinning process. Understanding this, moisture and temperature must be kept under control when used during the Spinning process, once the environment is hot and dry, the cotton yarns absorb moisture and lose the minimal consistency. According to this information, this paper was developed testing four types of cotton yarns, one kind of cotton from Brazil and the others from Egypt. The yarns were exposed to different temperatures and moisture in five different tests and in each test, six samples that were examined through physical and mechanical tests: resistance, strength, tenacity, yarn´s hairness, yarn´s evenness and yarn´s twisting. All the analysis were accomplished at Laboratório de Mecânica dos Fluídos and at COATS Corrente S.A., where, it was possible to use the equipments whose were fundamental to develop this paper, such as the STATIMAT ME that measures strength, tenacity, Zweigler G566, that measure hairiness in the yarn, a skein machine and a twisting machine. The analysis revealed alterations in the yarn´s characteristics in a direct way, for example, as moisture and temperature were increased, the yarn´s strength, tenacity and hairness were increased as well. Having the results of all analysis, it is possible to say that a relatively low temperature and a high humidity, cotton yarns have the best performance

Obtenção e caracterização de um compósito de poliuretano de mamona e pó de vidro para aplicações em insolantes térmicos

Thermal insulation is used to protect the heated or cooled surfaces by the low thermal conductivity materials. The rigid ricin polyurethane foams (PURM) are used for thermal insulation and depend on the type and concentration of blowing agent. Obtaining PURM occurs by the use of polyol, silicone, catalyst and blowing agent are pre -mixed, reacting with the isocyanate. The glass is reusable, returnable and recyclable heat insulating material, whose time of heat dissipation determines the degree of relaxation of its structure; and viscosity determines the conditions for fusion, operating temperatures, annealing, etc. The production of PURM composites with waste glass powder (PV) represents economical and renewable actions of manufacturing of thermal insulating materials. Based on these aspects, the study aimed to produce and characterize the PURM composites with PV, whose the mass percentages were 5, 10, 20, 30, 40 and 50 wt%. PURM was obtained commercially, while the PV was recycled from the tailings of the stoning process of a glassmaking; when the refining process was applied to obtain micrometer particles. The PURM + PV composites were studied taking into account the standard sample of pure PURM and the influence of the percentage of PV in this PURM matrix. The results of the chemical, physical and morphological characterization were discussed taking into account the difference in the microstructural morphology of the PURM+PV composites and the pure PURM, as well the results of the physicochemical, mechanical e thermophysical tests by values obtained of density, hardness, compressive strength, specific heat, thermal conductivity and diffusivity. In general, the structure of pure PURM showed large, elongated and regular pores, while PURM+PV composites showed irregular, small and rounded pores with shapeless cells. This may have contributed to reducing their mechanical strength, especially for PURM - PV50. The hardness and density were found to have a proportional relationship with the PV content on PURM matrix. The specific heat, thermal diffusivity and thermal conductivity showed proportional relationship to each other. So, this has been realized that the increasing the PV content on PURM matrix resulted in the rise of diffusivity and thermal conductivity and the decrease of the specific heat. However, the values obtained by the PURM composites were similar the values of pure PURM, mainly the PURM-PV5 and PURM-PV10. Therefore, these composites can be applied like thermal insulator; furthermore, their use could reduce the production costs and to preserve the environment

Lixiviação de potássio em função da textura e da disponibilidade do nutriente no solo

O manejo correto da adubação potássica pode minimizar perdas assim como evitar o esgotamento de K do solo. Objetivou-se estudar a dinâmica do K no perfil do solo em função do teor de argila e do teor do nutriente resultantes da adubação da soja. Foram coletados solos de texturas média e argilosa, que vinham sendo adubados com 0, 60, 120, e 180 kg ha-1 de K2O na soja por 6 anos. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em tubos de PVC estratificados nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, e 20-40 cm. Na superfície das colunas, aplicaram-se mais 80 kg ha-1 de K2O. Durante 16 semanas, foi aplicada, semanalmente, água em quantidade equivalente a 100 mm de chuva. em cada aplicação, o volume de solução percolada foi determinado, assim como as quantidades de K contidas nessa solução. Após a desmontagem das colunas de solo, foram determinados os teores de K trocável e não-trocável nas diferentes profundidades. A percolação de K foi maior no solo de textura argilosa, que tinha mais K disponível devido ao maior efeito residual da adubação potássica anterior. A intensidade de lixiviação foi proporcional ao teor de K disponível, mas inicialmente a lixiviação foi mais intensa no solo mais arenoso, decrescendo com o tempo. No argiloso, as perdas foram mais constantes. Houve proporcionalidade entre teor inicial e lixiviação no perfil do solo, nas duas formas de K e nos dois tipos de solo. Conclui-se que o efeito residual da adubação potássica aumentou as quantidades de K percolado. A movimentação de K no perfil do solo teve boa relação com o teor inicial de K no solo, resultante da adubação potássica anterior nos dois tipos de solo. A passagem de K considerado não-trocável para trocável foi rápida e influenciou na lixiviação.

Potássio no solo em conseqüência da adubação sobre a palha de milheto e chuva simulada

O objetivo deste trabalho foi avaliar a lixiviação de potássio (K), no solo, e sua presença nas formas trocável e não trocável, em conseqüência da aplicação de chuva simulada e adubação potássica sobre palha de milheto, na superfície do solo. Vasos com terra e palha de milheto na superfície (quantidade equivalente a 8 t ha-1) receberam ou não adubação potássica, na dose de 150 kg ha-1 de K2O, na forma de KCl, aplicados sobre a palha. Na seqüência, foram aplicadas lâminas de água de 0 a 50 mm. O solo foi analisado em diversas profundidades, quanto aos teores de K trocável e não trocável. A palha do milheto revelou-se fonte importante de K, que é lixiviado até 4 cm de profundidade por chuvas superiores a 30 mm. A lixiviação de K, em profundidade no solo, é proporcional à chuva aplicada; entretanto, uma chuva de 50 mm não carreia o nutriente para profundidades superiores a 8 cm. A passagem de K trocável para não trocável é rápida, conforme atestado pelo conteúdo de K não trocável na camada de solo abaixo de 4 cm.