Decision‐Making in Public Good Dilemmas: Theory and Agent‐Based Simulation

In many real world contexts individuals find themselves in situations where they have to decide between options of behaviour that serve a collective purpose or behaviours which satisfy one’s private interests, ignoring the collective. In some cases the underlying social dilemma (Dawes, 1980) is solved and we observe collective action (Olson, 1965). In others social mobilisation is unsuccessful. The central topic of social dilemma research is the identification and understanding of mechanisms which yield to the observed cooperation and therefore resolve the social dilemma. It is the purpose of this thesis to contribute this research field for the case of public good dilemmas. To do so, existing work that is relevant to this problem domain is reviewed and a set of mandatory requirements is derived which guide theory and method development of the thesis. In particular, the thesis focusses on dynamic processes of social mobilisation which can foster or inhibit collective action. The basic understanding is that success or failure of the required process of social mobilisation is determined by heterogeneous individual preferences of the members of a providing group, the social structure in which the acting individuals are contained, and the embedding of the individuals in economic, political, biophysical, or other external contexts. To account for these aspects and for the involved dynamics the methodical approach of the thesis is computer simulation, in particular agent-based modelling and simulation of social systems. Particularly conductive are agent models which ground the simulation of human behaviour in suitable psychological theories of action. The thesis develops the action theory HAPPenInGS (Heterogeneous Agents Providing Public Goods) and demonstrates its embedding into different agent-based simulations. The thesis substantiates the particular added value of the methodical approach: Starting out from a theory of individual behaviour, in simulations the emergence of collective patterns of behaviour becomes observable. In addition, the underlying collective dynamics may be scrutinised and assessed by scenario analysis. The results of such experiments reveal insights on processes of social mobilisation which go beyond classical empirical approaches and yield policy recommendations on promising intervention measures in particular.

Crónicas audiovisuales: Sin Techo No Hay Paraíso

Sin Techo No Hay Paraíso es una recopilación de cuatro crónicas que muestran la problemática de las personas que viven en una condición marginal denominada pobreza. Tiene como hilo conductor las expectativas generadas por la construcción de viviendas de emergencia por parte de un grupo de voluntarios que pertenecen a la ONG Un Techo Para Mi País Colombia (UTPMPC). Los relatos se desarrollan en el barrio Altos de Cazuca en la localidad de Ciudad Bolívar en Bogotá y en el barrio Altos de La Florida en el municipio de Soacha.

Grado de aclaramiento de tatuajes y eventos adversos, posterior a una sesión con láser q-switch

Introducción: Los resultados de la remoción de tatuajes con láser de sesión a sesión según los parámetros utilizados son limitados en la literatura. Objetivo: Evaluar los cambios en el aclaramiento de tatuajes y factores asociados posterior a una sesión con láser y los efectos adversos. Materiales y Métodos: Estudio longitudinal retrospectivo de antes y después de 1 sesión de con láser para remoción de tatuajes, donde se determinaron parámetros del tratamiento, aclaramiento y efectos adversos. Resultados: Se evaluaron 35 pacientes para un total de 98 sesiones, fototipo de piel II y IV. Equipos utilizados laser Q-Switch Nd Yag 1064 (83.3%), láser Q-Switch Nd YAG 532(11.3%) y laser Q-Switch Rubí (4.1%). El aclaramiento posterior a la sesión de láser fue evaluado por dos evaluadores independientes, mostrando concordancia significativa (Kappa de 0.615, p<0.001), con aclaración en un 96% de los tatuajes después de la sesión de láser. (p< 0.001). Se encontraron cambios significativos entre la densidad de energía aplicada y las categorías de aclaramiento de la escala de 0 a 3, siendo a mayor densidad mayor el nivel de aclaramiento (p= 0.05). No se encontró asociación significativa entre el número de pases y el aclaramiento del tatuaje. Los efectos adversos fueron del 5.4%. Cicatriz 2%, hiperpigmentación 2% y hipopigmentación 1%. Conclusión: Posterior a una sesión de remoción de tatuajes con láser Q-Switch hay un aclaramiento significativo en un 96% asociado con la densidad de energía, a mayor densidad de energía mayor el nivel de aclaramiento y no al número de pases realizados.

Kipper's birthday.

Kipper hace las invitaciones para su cumpleaños, que es al día siguiente, para que vayan sus amigos, pero termina tan cansado con la preparación de la fiesta que decide acostarse y entregar su invitaciones al día siguiente. Como nadie va a su fiesta, se come su tarta y se queda dormido. Unas llamadas a la puerta lo despiertan, sus invitados han llegado pero con un día de retraso. Después de algunas confusiones todos se resuelve felizmente cuando desenvuelve los regalos, y comienza la fiesta. Para que los niños distingan entre ayer, hoy y mañana.

Lullabyhullaballoo!

Cae el sol, la luna aparece en el cielo y es la hora de acostarse, la princesa se va a la cama. Pero fuera del castillo, el dragón, los caballeros con sus armaduras, los fantasmas, los animales del bosque producen un ruido que no deja dormir a la princesa. Ella necesita que le canten una nana.

Aspectes físics i químics del destintatge de paper revista mitjançant tensioactius catiònics

En una tesi anterior (Puig, 2004) es varen estudiar els aspectes mecànics vinculats al desfibratge i als consums energètics associats al procés de desintegració per acabar quantificant les forces implicades en el procés d'individualització dels components de diferents paperots. Aquest estudi, ha permès conèixer les condicions de desintegració que condueixen a un mínim consum energètic, aspecte complementari al reciclatge i destintatge del paperot però molt important per aconseguir un procés realment sostenible. Degut als requeriments del mercat, hi ha un altre aspecte o vessant realment important com és l'eliminació de tinta. Aquest procés, malgrat la complexitat industrial, es pot reduir o simplificar en dues etapes: la desintegració i la flotació. Ambdues, per raons d'eficàcia i condicionades pels agents químics que s'utilitzen, es realitzen en medi fortament alcalí (entorn d'un pH a 12). Aquest fet, genera una forta contaminació (DQO elevada) i per tant, és un procés poc respectuós amb el medi ambient. Els factors que condicionen treballar en medi alcalí són principalment, el despreniment de la tinta del suport, clarament accelerat en medi bàsic i fonamental per un bon destintatge i la utilització de tensioactius aniònics. Aquests tensioactius són sensibles al pH i la seva eficàcia disminueix en medi neutre o quasi neutre. Atès el que s'ha exposat, s'ha plantejat aquesta tesi que porta per títol "Aspectes Físics i Químics del Destintatge de Paper Revista mitjançant Tensioactius Catiònics", com un estudi del procés de destintatge de paper revista recuperat parant especial atenció a les variables físico-químiques i mecàniques del procés i a la seva influència en el despreniment i fragmentació de la tinta, així com en el procés d'eliminació de la tinta per flotació per tal d'avaluar la viabilitat d'un procés de destintatge en medi neutre enfront del destintatge alcalí convencional. S'ha utilitzat, com a paperot a destintar, el paper revista ja que aquest tipus de paper representa un percentatge elevat del paper recuperat a la Unió Europea. A més, aquest tipus de paper és utilitzat habitualment en les plantes de destintatge industrials per millorar les propietats de les suspensions destintades de paper de diari. La utilització de tensioactius catiònics és deguda a que la seva activitat no es veu afectada pel pH de la suspensió. Així, durant la comparació dels processos de destintatge en medi neutre i en medi alcalí, les eficàcies dels processos no es veuran influenciades pel grau d'ionització del tensioactiu. Donada l'absència d'estudis sobre la influència de les variables del procés en les mesures de concentració efectiva de tinta residual (ERIC) i ja que s'ha emprat aquest paràmetre per avaluar el despreniment i fragmentació de la tinta durant l'etapa de desintegració. En primer lloc, s'ha plantejat un estudi fonamental de la influència que poden tenir les variables del procés (granulometria, concentració de tinta i tipus de suport) en aquest paràmetre. Pel que fa a l'etapa de flotació, s'estudiarà l'efectivitat d'aquesta etapa, posant especial atenció a la capacitat del tensioactiu per eliminar tota la tinta despresa en l'etapa de desintegració. A més, donada la poca informació bibliogràfica referida als mecanismes de flotació amb tensioactius catiònics i la influència que té l'adsorció d'aquests agents per part de la suspensió paperera en l'etapa de flotació, s'ha dut a terme un estudi de l'adsorció dels tensioactius catiònics per part dels components d'una suspensió paperera. Per tant, la tesi realitzada té com a objectius:  Estudi fonamental de les mesures de ERIC (concentració efectiva de tinta residual) amb suports específics.  Estudi de la desintegració en medi neutre i comparació amb la desintegració clàssica.  Modelització del desfibratge de paperot a l'etapa de desintegració.  Estudi de l'eliminació de tinta per flotació en medi neutre i comparació amb la flotació clàssica.  Estudi del mecanisme d'adsorció de tensioactius en suspensions de cel·lulosa sintètica i de paperot.

Estudi fonamental i aplicat de l'etapa d'eliminació de tinta per flotació

La tesi realitza un estudi detallat dels principals processos que tenen lloc durant l'eliminació de tinta tòner per flotació. L'estudi del procés d'adhesió de tinta a la superfície de bombolles d'aire s'ha realitzat mitjançant visió artificial. Els resultats obtinguts han mostrat que un excés de tensioactiu provoca una disminució de la quantitat de tinta unida a la bombolla d'aire i per tant una disminució de l'eficàcia del procés de flotació. La caracterització de les bombolles d'aire presents en una cel·la de flotació ha posat de manifest que tant el cabal d'aire com la velocitat de l'agitador configuren la distribució de diàmetres final. L'estudi del procés d'eliminació de tinta per flotació en absència de fibres cel·lulòsiques ha mostrat que les variables físico-químiques estudiades són les que tenen una major influència en el procés d'eliminació de tinta tòner per flotació. Finalment s'han addicionat fibres cel·lulòsiques a la suspensió. S'ha pogut comprovar que s'aconsegueix una bona eliminació de tinta sempre i quan les condicions hidrodinàmiques siguin les adequades.

Procés de destintatge del paper per flotació. Avaluació de l'eficàcia de l'eliminació de tinta

La tesi doctoral presentada té com a objectius principals l'estudi de les etapes fonamentals de desintegració i flotació en un procés de destintatge de papers vell de qualitats elevades per a poder millorar l'eficàcia d'aquestes etapes clau. Conté una revisió teòrica completa i molt actualitzada del procés de desintegració i flotació tant a nivell macroscòpic com microscòpic. La metodologia de treball en el laboratori, la posada a punt dels aparells, així com les anàlisis efectuades per a valorar la resposta del procés (anàlisi de blancor, anàlisi d'imatge i anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual) estan descrites en el capítol de material i mètodes. La posada en marxa permet obtenir unes primeres conclusions respecte la necessitat de treballar amb una matèria primera homogènia i respecte la no significació de la temperatura de desintegració dins l'interval de treball permès al laboratori (20-50°C). L'anàlisi de les variables mecàniques de desintegració: consistència de desintegració (c), velocitat d'agitació en la desintegració (N) i temps de desintegració (t), permet de discernir que la consistència de desintegració és una variable fonamental. El valor de consistència igual al 10% marca el límit d'existència de les forces d'impacte mecànic en la suspensió fibrosa. A consistències superiors, les forces viscoses i d'acceleració dominen l'etapa de desintegració. Existeix una interacció entre la consistència i el temps de desintegració, optimitzant-se aquesta darrera variable en funció del valor de la consistència. La velocitat d'agitació és significativa només per a valors de consistència de desintegració inferiors al 10%. En aquests casos, incrementar el valor de N de 800 a 1400 rpm representa una disminució de 14 punts en el factor de destintabilitat. L'anàlisi de les variables químiques de desintegració: concentració de silicat sòdic (% Na2SiO3), peròxid d'hidrogen (% H2O2) i hidròxid sòdic (% Na2OH), proporciona resultats força significatius. El silicat sòdic presenta un efecte altament dispersant corroborat per les corbes de distribució dels diàmetres de partícula de tinta obtingudes mitjançant anàlisi d'imatges. L'hidròxid sòdic també presenta un efecte dispersant tot i que no és tant important com el del silicat sòdic. Aquests efectes dispersants són deguts principalment a l'increment de les repulsions electrostàtiques que aporten a la suspensió fibrosa aquests reactius químics fent disminuir l'eficàcia d'eliminació de l'etapa de flotació. El peròxid d'hidrogen utilitzat generalment com agent blanquejant, actua en aquests casos com a neutralitzador dels grups hidroxil provinents tant del silicat sòdic com de l'hidròxid sòdic, disminuint la repulsió electrostàtica dins la suspensió. Amb l'anàlisi de les variables hidrodinàmiques de flotació: consistència de flotació (c), velocitat d'agitació durant la flotació (N) i cabal d'aire aplicat (q), s'aconsegueix la seva optimització dins el rang de treball permès al laboratori. Valors elevats tant de la velocitat d'agitació com del cabal d'aire aplicat durant la flotació permeten eliminar majors quantitats de tinta. La consistència de flotació assoleix valors òptims depenent de les condicions de flux dins la cel·la de flotació. Les metodologies d'anàlisi emprades permeten obtenir diferents factors de destintabilitat. Entre aquests factors existeix una correlació important (determinada pels coeficients de correlació de Pearson) que permet assegurar la utilització de la blancor com a paràmetre fonamental en l'anàlisi del destintatge de papers vells, sempre i quan es complementi amb anàlisis d'imatge o bé amb anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual. S'aconsegueixen expressions empíriques tipus exponencial que relacionen aquests factors de destintabilitat amb les variables experimentals. L' estudi de les cinètiques de flotació permet calcular les constants cinètiques (kBlancor, kERIC, kSupimp) en funció de les variables experimentals, obtenint un model empíric de flotació que relacionant-lo amb els paràmetres microscòpics que afecten realment l'eliminació de partícules de tinta, deriva en un model fonamental molt més difícil d'interpretar. Mitjançant l'estudi d'aquestes cinètiques separades per classes, també s'aconsegueix determinar que l'eficàcia d'eliminació de partícules de tinta és màxima si el seu diàmetre equivalent és superior a 50 μm. Les partícules amb diàmetres equivalents inferiors a 15 μm no són eliminades en les condicions de flotació analitzades. Es pot dir que és físicament impossible eliminar partícules de tinta de diàmetres molt diferents amb la mateixa eficiència i sota les mateixes condicions de treball. El rendiment del procés analitzat en funció de l'eliminació de sòlids per l'etapa de flotació no ha presentat relacions significatives amb cap de les variables experimentals analitzades. Únicament es pot concloure que addicionar quantitats elevades de silicat sòdic provoca una disminució tant de sòlids com de matèria inorgànica presents en les escumes de flotació.

Evidence for global circuit current flow through water droplet layers

Abstract Foggy air and clear air have appreciably different electrical conductivities. The conductivity gradient at horizontal droplet boundaries causes droplet charging, as a result of vertical current flow in the global atmospheric electrical circuit. The charging is poorly known, as both the current flow through atmospheric water droplet layers and the air conductivity are poorly characterised experimentally. Surface measurements during three days of continuous fog using new instrument techniques show that a shallow (of order 100 m deep) fog layer still permits the vertical conduction current to pass. Further, the conductivity in the fog is estimated to be approximately 20% lower than in clear air. Assuming a fog transition thickness of one metre, this implies a vertical conductivity gradient of order 10 fS m−2 at the boundary. The actual vertical conductivity gradient at a cloud boundary would probably be greater, due to the presence of larger droplets in clouds compared to fog, and cleaner, more conductive clear air aloft.

Functional and molecular characterization of Tachykinins and tachykinin receptors in the mouse uterus

The aim of this study was to analyze the function and expression of tachykinins, tachykinin receptors, and neprilysin (NEP) in the mouse uterus. A previous study showed that the uterotonic effects of substance P (SP), neurokinin A (NKA), and neurokinin B (NKB) in estrogen-treated mice were mainly mediated by the tachykinin NK, receptor. In the present work, further contractility studies were undertaken to determine the nature of the receptors mediating responses to tachykinins in uteri of late pregnant mice. Endpoint and real-time quantitative RTPCR were used to analyze the expression of the genes that encode the tachykinins SP/NKA, NKB, and hemokinin-1 (HK-1) (Tac1, Tac2, and Tac4); and the genes that encode tachykinin NK1 (Tacr1), NK2 (Tacr2), and NK3 (Tacr3) receptors in uteri from pregnant and nonpregnant mice. The data show that the mRNAs of tachykinins (particularly NKB and HK-1), tachykinin receptors, and NEP are locally expressed in the mouse uterus, and their expression changes during the estrous cycle and during pregnancy. The tachykinin INK, receptor is the predominant tachykinin receptor in the nonpregnant and early pregnant mouse and may mediate tachykinin-induced uterine contractions in the nonpregnant mouse. The tachykinin NK, receptor is predominant in the late pregnant mouse and is the main receptor mediating uterotonic responses to tachykinins at late pregnancy. The tachykinin NK, receptor is expressed in considerable amounts only in uteri from nonpregnant diestrous animals, and its physiological significance remains to be clarified.

Developing sensorized arm skin for an octopus inspired robot

Soft skin artefacts made of knitted nylon reinforced silicon rubber were fabricated mimicking octopus skin. A combination of ecoflex 0030 and 0010 were used as matrix of the composite to obtain the right stiffness for the skin artefacts. Material properties were characterised using static uniaxial tension and scissors cutting tests. Two types of tactile sensors were developed to detect normal contact; one used quantum tunnelling composite materials and the second was fabricated from silicone rubber and a conductive textile. Sensitivities of the sensors were tested by applying different modes of loading and the soft sensors were incorporated into the skin prototype. Passive suckers were developed and tested against squid suckers. An integrated skin prototype with embedded deformable sensors and attached suckers developed for the arm of an octopus inspired robot is also presented.

Multivariate analysis of the dielectric response of materials modeled using networks of resistors and capacitors

We discuss the modeling of dielectric responses of electromagnetically excited networks which are composed of a mixture of capacitors and resistors. Such networks can be employed as lumped-parameter circuits to model the response of composite materials containing conductive and insulating grains. The dynamics of the excited network systems are studied using a state space model derived from a randomized incidence matrix. Time and frequency domain responses from synthetic data sets generated from state space models are analyzed for the purpose of estimating the fraction of capacitors in the network. Good results were obtained by using either the time-domain response to a pulse excitation or impedance data at selected frequencies. A chemometric framework based on a Successive Projections Algorithm (SPA) enables the construction of multiple linear regression (MLR) models which can efficiently determine the ratio of conductive to insulating components in composite material samples. The proposed method avoids restrictions commonly associated with Archie’s law, the application of percolation theory or Kohlrausch-Williams-Watts models and is applicable to experimental results generated by either time domain transient spectrometers or continuous-wave instruments. Furthermore, it is quite generic and applicable to tomography, acoustics as well as other spectroscopies such as nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance and, therefore, should be of general interest across the dielectrics community.

Real estate markets and the macroeconomy: a dynamic coherence framework

This paper analyzes the dynamic interactions between real estate markets, in the US and the UK and their macroeconomic environments. We apply a new approach based on a dynamic coherence function (DCF) to study these interactions bringing together different real estate markets (the securitized market, the commercial market and the residential market). The results suggest that there is a common trend that drives the different real estate markets in the UK and the US, particularly in the long run, since they have a similar shape of the DCF. We also find that, in the US, wealth and housing expenditure channels are very conductive during real estate crises. However, in the UK, only the wealth effect is significant as a transmission channel during real estate market downturns. In addition, real estate markets in the UK and the US react differently to institutional shocks. This brings some insights on the conduct of monetary policy in order to avoid disturbances in real estate markets.

Supramolecular materials for inkjet printing: self-assembling polymer networks

Electronically complementary, low molecular weight polymers that self-assemble through tuneable π-π stacking interactions to form extended supramolecular polymer networks have been developed for inkjet printing applications and successfully deposited using three different printing techniques. Sequential overprinting of the complementary components results in supramolecular network formation through complexation of π-electron rich pyrenyl or perylenyl chain-ends in one component with π-electron deficient naphthalene diimide residues in a chain-folding polyimide. The complementary π-π stacked polymer blends generate strongly coloured materials as a result of charge-transfer absorptions in the visible spectrum, potentially negating the need for pigments or dyes in the ink formulation. Indeed, the final colour of the deposited material can be tailored by changing varying the end-groups of the π electron rich polymer component. Piezoelectric printing techniques were employed in a proof of concept study to allow characterisation of the materials deposited, and a thermal inkjet printer adapted with imaging software enabled a detailed analysis of the ink-drops as they formed, and of their physical properties. Finally, continuous inkjet printing allowed greater volumes of material to be deposited, on a variety of different substrate surfaces, and demonstrated the utility and versatility of this novel type of ink for industrial applications.

Helium ion microscopy visualizes lipid nanodomains in mammalian cells

Cell membranes are composed of two-dimensional bilayers of amphipathic lipids, which allow a lateral movement of the respective membrane components. These components are arranged in an inhomogeneous manner as transient micro- and nanodomains, which are believed to be crucially involved in the regulation of signal transduction pathways in mammalian cells. Because of their small size (diameter 10-200 nm), membrane nanodomains cannot be directly imaged using conventional light microscopy. Here, we present direct visualization of cell membrane nanodomains by helium ion microscopy (HIM). We show that HIM is capable to image biological specimens without any conductive coating, and that HIM images clearly allow the identification of nanodomains in the ultrastructure of membranes with 1.5 nm resolution. The shape of these nanodomains is preserved by fixation of the surrounding unsaturated fatty acids while saturated fatty acids inside the nanodomains are selectively removed. Atomic force microscopy, fluorescence microscopy, 3D structured illumination microscopy and direct stochastic optical reconstruction microscopy provide additional evidence that the structures in the HIM images of cell membranes originate from membrane nanodomains. The nanodomains observed by HIM have an average diameter of 20 nm and are densely arranged with a minimal nearest neighbor distance of ~15 nm.