SEQUENTIAL DECISIONS AND PREDICTIONS IN NATURAL LANGUAGE PROCESSING

Natural language processing has achieved great success in a wide range of ap- plications, producing both commercial language services and open-source language tools. However, most methods take a static or batch approach, assuming that the model has all information it needs and makes a one-time prediction. In this disser- tation, we study dynamic problems where the input comes in a sequence instead of all at once, and the output must be produced while the input is arriving. In these problems, predictions are often made based only on partial information. We see this dynamic setting in many real-time, interactive applications. These problems usually involve a trade-off between the amount of input received (cost) and the quality of the output prediction (accuracy). Therefore, the evaluation considers both objectives (e.g., plotting a Pareto curve). Our goal is to develop a formal understanding of sequential prediction and decision-making problems in natural language processing and to propose efficient solutions. Toward this end, we present meta-algorithms that take an existent batch model and produce a dynamic model to handle sequential inputs and outputs. Webuild our framework upon theories of Markov Decision Process (MDP), which allows learning to trade off competing objectives in a principled way. The main machine learning techniques we use are from imitation learning and reinforcement learning, and we advance current techniques to tackle problems arising in our settings. We evaluate our algorithm on a variety of applications, including dependency parsing, machine translation, and question answering. We show that our approach achieves a better cost-accuracy trade-off than the batch approach and heuristic-based decision- making approaches. We first propose a general framework for cost-sensitive prediction, where dif- ferent parts of the input come at different costs. We formulate a decision-making process that selects pieces of the input sequentially, and the selection is adaptive to each instance. Our approach is evaluated on both standard classification tasks and a structured prediction task (dependency parsing). We show that it achieves similar prediction quality to methods that use all input, while inducing a much smaller cost. Next, we extend the framework to problems where the input is revealed incremen- tally in a fixed order. We study two applications: simultaneous machine translation and quiz bowl (incremental text classification). We discuss challenges in this set- ting and show that adding domain knowledge eases the decision-making problem. A central theme throughout the chapters is an MDP formulation of a challenging problem with sequential input/output and trade-off decisions, accompanied by a learning algorithm that solves the MDP.

Large Rayleigh number thermal convection: heat flux predictions and strongly nonlinear solutions

We investigate the structure of strongly nonlinear Rayleigh–Bénard convection cells in the asymptotic limit of large Rayleigh number and fixed, moderate Prandtl number. Unlike the flows analyzed in prior theoretical studies of infinite Prandtl number convection, our cellular solutions exhibit dynamically inviscid constant-vorticity cores. By solving an integral equation for the cell-edge temperature distribution, we are able to predict, as a function of cell aspect ratio, the value of the core vorticity, details of the flow within the thin boundary layers and rising/falling plumes adjacent to the edges of the convection cell, and, in particular, the bulk heat flux through the layer. The results of our asymptotic analysis are corroborated using full pseudospectral numerical simulations and confirm that the heat flux is maximized for convection cells that are roughly square in cross section.

Happy App

Aplicação de promoção de estilos de vida saudáveis e prevenção do cancro https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ipatimup.happy

Interface de app para dispositivos móveis de universidade virtual, caso da UAb

O avanço das tecnologias de informação continua a mudar os paradigmas de ensino e aprendizagem. Os meios disponíveis são cada vez mais diversificados e, com a necessidade de procurar novos estudantes e diversificar o público-alvo, as instituições de ensino superior estão a repensar os seus modelos de negócio e estratégias pedagógicas. A proliferação de dispositivos móveis catalisa uma aposta crescente no ensino a distância (EaD) no sentido de proporcionar aprendizagens em mobilidade (m-learning). No entanto, as soluções existentes para m-learning são ainda pouco adaptadas às recentes metodologias de EaD, na maioria das vezes funcionando como extensão de um ambiente virtual de aprendizagem ou com muito foco nos conteúdos. Sendo a Universidade Aberta (UAb) a única instituição de ensino superior público em Portugal de ensino a distância, com um modelo pedagógico próprio, constitui um natural caso de aplicação de tecnologia móvel em novos contextos de aprendizagem, importando por isso estudar e desenhar os mecanismos de interação mais adequados com professores e estudantes em mobilidade. Adotou-se neste trabalho a metodologia Design Science Research, tendo sido identificadas as características e comportamentos de potenciais utilizadores, e definidas as funcionalidades que devem ser disponibilizadas na primeira versão de uma aplicação para dispositivos móveis (app) no contexto do ensino a distância. É proposto o design da interface dessa app, usando o modelo da UAb como caso de aplicação, e disponibilizada uma lista de orientações para o desenvolvimento do protótipo funcional. Da investigação realizada, concluiu-se que a interface proposta constitui um modelo válido para o desenho de uma app para aprendizagens em mobilidade, no regime de ensino de uma universidade virtual. A partir deste modelo, as instituições de ensino superior podem desenvolver apps adaptando-se ao avanço das Tecnologias de Informação e Comunicação e ficarem alinhadas com as necessidades dos seus alunos e docentes, particularmente se dispuserem de oferta formativa a distância.

Epothilone-d rescues cognition and attenuates alzheimer’s disease-like pathology in APP/PS1 mice

AIMS: Cognitive decline in Alzheimer's disease (AD) patients has been linked to synaptic damage and neuronal loss. Hyperphosphorylation of tau protein destabilizes microtubules leading to the accumulation of autophagy/vesicular material and the generation of dystrophic neurites, thus contributing to axonal/synaptic dysfunction. In this study, we analyzed the effect of a microtubule-stabilizing compound in the progression of the disease in the hippocampus of APP751SL/PS1M146L transgenic model. METHODS: APP/PS1 mice (3 month-old) were treated with a weekly intraperitoneal injection of 2 mg/kg epothilone-D (Epo-D) for 3 months. Vehicle-injected animals were used as controls. Mice were tested on the Morris water maze, Y-maze and object-recognition tasks for memory performance. Abeta, AT8, ubiquitin and synaptic markers levels were analyzed by Western-blots. Hippocampal plaque, synaptic and dystrophic loadings were quantified by image analysis after immunohistochemical stainings. RESULTS: Epo-D treated mice exhibited a significant improvement in the memory tests compared to controls. The rescue of cognitive deficits was associated to a significant reduction in the AD-like hippocampal pathology. Levels of Abeta, APP and ubiquitin were significantly reduced in treated animals. This was paralleled by a decrease in the amyloid burden, and more importantly, in the plaque-associated axonal dystrophy pathology. Finally, synaptic levels were significantly restored in treated animals compared to controls. CONCLUSION: Epo-D treatment promotes synaptic and spatial memory recovery, reduces the accumulation of extracellular Abeta and the associated neuritic pathology in the hippocampus of APP/PS1 model. Therefore, microtubule stabilizing drugs could be considered therapeutical candidates to slow down AD progression. Supported by FIS-PI12/01431 and PI15/00796 (AG),FIS-PI12/01439 and PI15/00957(JV)

Lidar Elevation Data Download App

See Project Homepage for more details.

High interannual variability in connectivity and genetic pool of a temperate clingfish matches oceanographic transport predictions

Adults of most marine benthic and demersal fish are site-attached, with the dispersal of their larval stages ensuring connectivity among populations. In this study we aimed to infer spatial and temporal variation in population connectivity and dispersal of a marine fish species, using genetic tools and comparing these with oceanographic transport. We focused on an intertidal rocky reef fish species, the shore clingfish Lepadogaster lepadogaster, along the southwest Iberian Peninsula, in 2011 and 2012. We predicted high levels of self-recruitment and distinct populations, due to short pelagic larval duration and because all its developmental stages have previously been found near adult habitats. Genetic analyses based on microsatellites countered our prediction and a biophysical dispersal model showed that oceanographic transport was a good explanation for the patterns observed. Adult sub-populations separated by up to 300 km of coastline displayed no genetic differentiation, revealing a single connected population with larvae potentially dispersing long distances over hundreds of km. Despite this, parentage analysis performed on recruits from one focal site within the Marine Park of Arrábida (Portugal), revealed self-recruitment levels of 2.5% and 7.7% in 2011 and 2012, respectively, suggesting that both long- and short-distance dispersal play an important role in the replenishment of these populations. Population differentiation and patterns of dispersal, which were highly variable between years, could be linked to the variability inherent in local oceanographic processes. Overall, our measures of connectivity based on genetic and oceanographic data highlight the relevance of long-distance dispersal in determining the degree of connectivity, even in species with short pelagic larval durations.

Plan de negocios Bicigo app

La gran cantidad de personas interesadas actualmente en cuidar de su salud por medio de la Bicicleta, es una tendencia que cada vez toma más fuerza y por esto, se tomara como ventaja que la ciudad de Bogotá con sus últimos alcaldes han decidió apoyar el uso de esta. Aplicación para realizar grupos de ciclistas y poder salir cualquier día de la semana acompañado de más personas por un tema de transporte pero también de ocio. El objetivo es que las personas que no utilizan la bicicleta por miedo a salir solos, puedan unirse a diferentes grupos y hacer bici paseos por la ciudad, también contemplamos el hecho de que existen personas que quieren montar bicicleta como aficionados, es decir que salen por la carreteras aledañas a la capital pero muchas veces no tienen grupo con quien rodar. Queremos para el año 2020, lograr ser una de las aplicaciones de Bicicletas más exitosa de la ciudadanía de Bogotá, siendo una de las aplicaciones que mas apoya el uso diario y deportivo de la bicicleta. Nuestra aplicación ofrece el servicio principalmente de reunir gente y hacer paseos con diferentes personas haciendo uso de las bicicletas, dentro de la ciudad como ocio y transporte se realizarían en la mañana y noches, pero así mismo realizar grupos para hacer uso de la bicicleta por carreteras, es decir más como modo profesional o aficionado. Nuestra aplicación cuenta con una interface para seleccionar el tipo de bici usuario y segundo por donde o a donde quiere dirigirse para así mismo mostrarle las rutas cercanas a él. Nuestra característica principal es la unión de diferentes grupos, personas y entidades para hacer uso de la Bicicleta, tenemos una plataforma interactiva y fácil de usar, tan fácil que cualquier persona que no esté inmersa en el mundo de los Smartphone o aplicaciones pueda aprender a usarla. Unas de las ventajas con las que cuento es que desde muy joven me ha gustado montar en bicicletas y es así como decido crear una aplicación ya que compañeros, familiares y conocidos no salían a montar bicicleta solo conmigo, preferían que fuese un grupo más grande. Así mismo cuento con 3 compañeros de la universidad Javeriana que son programadores y ellos me van a brindar apoyo con la programación de la aplicación, y una compañera cercana a mí que estudio diseño industrial y me brindara apoyo con el diseño e imagen corporativa de la aplicación. Cuento con planta física para ubicar la oficina de nuestra empresa. Esta aplicación va dirigida principalmente a los habitantes de la ciudad de Bogotá, interesados en el cuidado de su salud combinado con medio de transporte, y personas correspondientes al estrato 2 en adelante, ya que son las personas que normalmente hacen uso de la bicicleta o que son personas potenciales para empezar hacer uso de la bicicleta. . La ciudad de Bogotá cuenta con 8’037.732 habitantes y este proyecto va ser desarrollado en toda la ciudad, toca tener en cuenta que la ciudad esta mesclada entre la diferente estratificación, no dirigimos a los estratos 2 y 3 que tenga la posibilidad de tener su Bicicleta y un celular tipo Smartphone, para los estratos 4, 5 y 6 sabemos que tiene la facilidad de obtener una bicicleta y ellos son nuestro usuario potencial el cual generaríamos un cambio y tomarían su bicicleta para hacer ejercicio como ocio y como medio de transporte. En cuanto a la proyección financiera para la aplicación, como se mencionó anteriormente, contamos con una gran ventaja, ya que la inversión requerida será menor debido a la propiedad con la que cuento para llevar a cabo el proyecto. Una propiedad de 60 metros cuadrados para empezar, la cual cuenta con salas de reunión y auditorio, un parqueaderos exteriores. Al hacer la calculación se va tener en cuenta el pago de un arriendo sin importan que sea de nuestra propiedad y así poder evidenciar realmente como es el estado financiero y no subsidiarla. Por otro lado, la inversión en efectivo que se necesitara será aproximadamente de $100.000.000 que serán $50.000.000 de mis padres y el restante saldrán de mis ahorros, Javier Amortegui Babativa, los cuales serán distribuidos para adecuación de planta, equipos y sistemas $17.616.880, para publicidad y mercadeo: $30.000.000, creación de la aplicación $34.000.000, sistemas IOS + Android $421.600, Gastos de composición empresarial y bancarios $11.000.000 y por último se va tener un provisión para imprevistos por el restante $6.961.520. Nuestras proyecciones de ventas han sido basadas en aplicaciones similares con un mismo formato de lucro con el tema de bicicletas pero no con la misma idea de negocio, nuestras proyecciones de ventas estimadas serán de $20.000.000 a $25.000.000 los primeros 3 meses, mientras tomamos fuerza en el mercado.

Vapor pressure and liquid density of fluorinated alcohols:Experimental, simulation and GC-SAFT-VR predictions

The vapor pressure of four liquid 1H,1H-perfluoroalcohols (CF3(CF2)n(CH2)OH, n ¼ 1, 2, 3, 4), often called odd-fluorotelomer alcohols, was measured as a function of temperature between 278 K and 328 K. Liquid densities were also measured for a temperature range between 278 K and 353 K. Molar enthalpies of vaporization were calculated from the experimental data. The results are compared with data from the literature for other perfluoroalcohols as well as with the equivalent hydrogenated alcohols. The results were modeled and interpreted using molecular dynamics simulations and the GC-SAFT-VR equation of state.

Predictions of J integral and tensile strength of clay/epoxy nanocomposites material using phase field model

We predict macroscopic fracture related material parameters of fully exfoliated clay/epoxy nano- composites based on their fine scale features. Fracture is modeled by a phase field approach which is implemented as user subroutines UEL and UMAT in the commercial finite element software Abaqus. The phase field model replaces the sharp discontinuities with a scalar damage field representing the diffuse crack topology through controlling the amount of diffusion by a regularization parameter. Two different constitutive models for the matrix and the clay platelets are used; the nonlinear coupled system con- sisting of the equilibrium equation and a diffusion-type equation governing the phase field evolution are solved via a NewtoneRaphson approach. In order to predict the tensile strength and fracture toughness of the clay/epoxy composites we evaluated the J integral for different specimens with varying cracks. The effect of different geometry and material parameters, such as the clay weight ratio (wt.%) and the aspect ratio of clay platelets are studied.

Wind loading predictions using computational fluid dynamics

Using Computational Wind Engineering, CWE, for solving wind-related problems is still a challenging task today, mainly due to the high computational cost required to obtain trustworthy simulations. In particular, the Large Eddy Simulation, LES, has been widely used for evaluating wind loads on buildings. The present thesis assesses the capability of LES as a design tool for wind loading predictions through three cases. The first case is using LES for simulating the wind field around a ground-mounted rectangular prism in Atmospheric Boundary Layer (ABL) flow. The numerical results are validated with experimental results for seven wind attack angles, giving a global understanding of the model performance. The case with the worst model behaviour is investigated, including the spatial distribution of the pressure coefficients and their discrepancies with respect to experimental results. The effects of some numerical parameters are investigated for this case to understand their effectiveness in modifying the obtained numerical results. The second case is using LES for investigating the wind effects on a real high-rise building, aiming at validating the performance of LES as a design tool in practical applications. The numerical results are validated with the experimental results in terms of the distribution of the pressure statistics and the global forces. The mesh sensitivity and the computational cost are discussed. The third case is using LES for studying the wind effects on the new large-span roof over the Bologna stadium. The dynamic responses are analyzed and design envelopes for the structure are obtained. Although it is a numerical simulation before the traditional wind tunnel tests, i.e. the validation of the numerical results are not performed, the preliminary evaluations can effectively inform later investigations and provide the final design processes with deeper confidence regarding the absence of potentially unexpected behaviours.

Studio di una app a supporto delle attività quotidiane di utenti con disabilità cognitive

L’autonomia è una competenza imprescindibile per poter vivere nella società in maniera attiva e partecipativa. Tuttavia, l’apprendimento di questa abilità non è per nulla scontato, soprattutto quando sono coinvolte persone con disabilità intellettive: infatti, un’attività di vita quotidiana relativa all’ambito dell’autonomia è composta da un certo numero di azioni che devono essere eseguite in una sequenza precisa da memorizzare. Questo può rappresentare uno scoglio complesso da superare, con il risultato che spesso il compito viene portato a termine solo ed esclusivamente in presenza di una persona di supporto, come un caregiver o un genitore, che si occupa di guidare l’assistito durante l’attività. Nasce quindi l’esigenza di fornire un supporto ed un sostegno all’acquisizione di alcune competenze di autonomia, il quale si sostituisca gradualmente all’aiuto di persone terze, compatibilmente al grado di abilità degli individui. In questo scenario si colloca il lavoro di tesi, che consiste nella progettazione, sviluppo e testing di una tecnologia assistiva che permetta di creare scenari di apprendimento per l’acquisizione di alcune competenze relative all’ambito dell’autonomia della vita quotidiana. Il documento ha l’obiettivo di presentare il contesto di partenza del progetto per poi illustrare tutte le fasi di design e progettazione, motivando le scelte implementative. Tutto il lavoro è stato fortemente condizionato dai principi del Design Thinking, ovvero metodologie di design che puntano a sviluppare soluzioni inclusive e accessibili, incentrate sui reali bisogni degli individui. Per questo motivo è stato indispensabile coinvolgere diversi utenti e stakeholder sin dagli inizi del progetto. I test presentati dimostrano che l’applicazione si può considerare una buona base per diventare una tecnologia assistiva accessibile e che possa rispondere a diversi bisogni educativi nell’ambito dell’acquisizione delle autonomie di vita quotidiana.

Progetto DERNetSoft: design e sviluppo di un'app mobile per un futuro più sostenibile

Da anni ormai siamo inconsapevolmente "in guerra" con la natura. Sfruttiamo e sprechiamo risorse naturali senza alcuna considerazione per le conseguenze. Le città sono considerate le principali fonti dei problemi ambientali e la regolamentazione del consumo energetico urbano è fondamentale per affrontare il cambiamento climatico globale. DERNetSoft Inc, start-up californiana, ha intravisto il problema come un’opportunità per creare un proprio business il cui scopo è quello di contribuire a costruire un futuro a basse emissioni di carbonio, fornendo un servizio tecnologico scalabile e conveniente per consentire la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra a livello mondiale. Per farlo vengono utilizzati i concetti di DER Energy e Aggregation Energy. Nel volume di tesi si affrontano e descrivono la progettazione di un’applicazione mobile, multipiattaforma, sviluppata con il framework React Native. L’app sviluppata è supportata da un’architettura basata su dei micro servizi implementati tramite il cloud di Google. La principale funzionalità dell’applicazione sviluppata è quella di notificare gli utenti di un evento ELRP che, attraverso incentivi economici, promuove la riduzione del consumo energetico durante i periodi di forte stress o emergenza della rete elettrica.

LIFE4Pollinators app: gamification, citizen science e machine learning per la classificazione e monitoraggio degli insetti impollinatori

Il tema della biodiversità sta assumendo sempre più importanza negli ultimi decenni a causa delle condizioni di rischio, dovute alle attività umane, a cui l'intero mondo naturale è costantemente sottoposto. In questo contesto diventa sempre più importante l'educazione ambientale per aumentare la consapevolezza delle persone e per far si che ognuno possa adottare i dovuti accorgimenti nel rispetto e nella preservazione della natura. Questo progetto nasce con l'obiettivo di approfondire il tema della sensibilizzazione, attraverso lo sviluppo di una applicazione nativa android in grado di classificare gli insetti impollinatori e che, grazie all'integrazione di elementi di gamification, sia in grado di motivare l'utente ad approfondire le proprie conoscenze. Il progetto di tesi è suddiviso in tre capitoli: il primo descrive i concetti di biodiversità, gamification e citizen science su cui si basa l'elaborato; il secondo capitolo rappresenta la fase di progettazione per strutturare il database, le interfacce grafiche e per capire le tecnologie migliore da utilizzare; infine il terzo capitolo mostra l'implementazione completa del progetto, descrivendone nel dettaglio le funzionalità.

PickingList App: progettazione ed implementazione di un’applicazione mobile per magazzini ospedalieri

Questo documento illustra la progettazione e lo sviluppo di un’applicazione Android in ambito aziendale. L’idea è stata concepita dall’azienda Vettore Rinascimento, la quale richiesta era d’implementare un’applicazione per la gestione di liste di prelievo in magazzini di strutture mediche. Lo scopo è di rendere il lavoro manuale più efficiente e affidabile aumentando così le prestazioni dei dipendenti. La tesi analizza le fasi tipiche di sviluppo di un software ovvero: l’analisi dei requisiti, la progettazione, la realizzazione e il collaudo. Durante ciascuna fase saranno analizzate anche le scelte progettuali e implementative. La discussione non si limiterà al solo sviluppo di un’applicazione mobile: siccome il prodotto sviluppato non sarà un software stand-alone, verrà anche spiegato il funzionamento del server preesistente e dello sviluppo di un’api per caricare e salvare i dati. Si presenterà inoltre il prodotto finale con tutte le sue features, alcune delle più interessanti sono la sua capacità di funzionare sia online che offline, di adattarsi a ogni tipo di magazzino, previa configurazione, e di poter scannerizzare i codici a barre degli articoli da prelevare con la fotocamera del dispositivo.