Bio-fabrication and physiological self-release of tissue equivalents using smart peptide amphiphile templates

In this study we applied a smart biomaterial formed from a self-assembling, multi-functional synthetic peptide amphiphile (PA) to coat substrates with various surface chemistries. The combination of PA coating and alignment-inducing functionalised substrates provided a template to instruct human corneal stromal fibroblasts to adhere, become aligned and then bio-fabricate a highlyordered, multi-layered, three-dimensional tissue by depositing an aligned, native-like extracellular matrix. The newly-formed corneal tissue equivalent was subsequently able to eliminate the adhesive properties of the template and govern its own complete release via the action of endogenous proteases. Tissues recovered through this method were structurally stable, easily handled, and carrier-free. Furthermore, topographical and mechanical analysis by atomic force microscopy showed that tissue equivalents formed on the alignment-inducing PA template had highly-ordered, compact collagen deposition, with a two-fold higher elastic modulus compared to the less compact tissues produced on the non-alignment template, the PA-coated glass. We suggest that this technology represents a new paradigm in tissue engineering and regenerative medicine, whereby all processes for the biofabrication and subsequent self-release of natural, bioprosthetic human tissues depend solely on simple templatetissue feedback interactions.

Analysis and clustering of residential customers energy behavioral demand using smart meter data

Clustering methods are increasingly being applied to residential smart meter data, providing a number of important opportunities for distribution network operators (DNOs) to manage and plan the low voltage networks. Clustering has a number of potential advantages for DNOs including, identifying suitable candidates for demand response and improving energy profile modelling. However, due to the high stochasticity and irregularity of household level demand, detailed analytics are required to define appropriate attributes to cluster. In this paper we present in-depth analysis of customer smart meter data to better understand peak demand and major sources of variability in their behaviour. We find four key time periods in which the data should be analysed and use this to form relevant attributes for our clustering. We present a finite mixture model based clustering where we discover 10 distinct behaviour groups describing customers based on their demand and their variability. Finally, using an existing bootstrapping technique we show that the clustering is reliable. To the authors knowledge this is the first time in the power systems literature that the sample robustness of the clustering has been tested.

The Birmingham Urban Climate Laboratory: an open meteorological test bed and challenges of the smart city

Existing urban meteorological networks have an important role to play as test beds for inexpensive and more sustainable measurement techniques that are now becoming possible in our increasingly smart cities. The Birmingham Urban Climate Laboratory (BUCL) is a near-real-time, high-resolution urban meteorological network (UMN) of automatic weather stations and inexpensive, nonstandard air temperature sensors. The network has recently been implemented with an initial focus on monitoring urban heat, infrastructure, and health applications. A number of UMNs exist worldwide; however, BUCL is novel in its density, the low-cost nature of the sensors, and the use of proprietary Wi-Fi networks. This paper provides an overview of the logistical aspects of implementing a UMN test bed at such a density, including selecting appropriate urban sites; testing and calibrating low-cost, nonstandard equipment; implementing strict quality-assurance/quality-control mechanisms (including metadata); and utilizing preexisting Wi-Fi networks to transmit data. Also included are visualizations of data collected by the network, including data from the July 2013 U.K. heatwave as well as highlighting potential applications. The paper is an open invitation to use the facility as a test bed for evaluating models and/or other nonstandard observation techniques such as those generated via crowdsourcing techniques.

Exploring smart grid possibilities: a complex systems modelling approach

Smart grid research has tended to be compartmentalised, with notable contributions from economics, electrical engineering and science and technology studies. However, there is an acknowledged and growing need for an integrated systems approach to the evaluation of smart grid initiatives. The capacity to simulate and explore smart grid possibilities on various scales is key to such an integrated approach but existing models – even if multidisciplinary – tend to have a limited focus. This paper describes an innovative and flexible framework that has been developed to facilitate the simulation of various smart grid scenarios and the interconnected social, technical and economic networks from a complex systems perspective. The architecture is described and related to realised examples of its use, both to model the electricity system as it is today and to model futures that have been envisioned in the literature. Potential future applications of the framework are explored, along with its utility as an analytic and decision support tool for smart grid stakeholders.

From SMART to agent systems development

n order for agent-oriented software engineering to prove effective it must use principled notions of agents and enabling specification and reasoning, while still considering routes to practical implementation. This paper deals with the issue of individual agent specification and construction, departing from the conceptual basis provided by the smart agent framework. smart offers a descriptive specification of an agent architecture but omits consideration of issues relating to construction and control. In response, we introduce two new views to complement smart: a behavioural specification and a structural specification which, together, determine the components that make up an agent, and how they operate. In this way, we move from abstract agent system specification to practical implementation. These three aspects are combined to create an agent construction model, actsmart, which is then used to define the AgentSpeak(L) architecture in order to illustrate the application of actsmart.

From Smart Meters To Smart Decisions: Web-Based Support For The Water Efficient Household

Smart water metering technologies for residential buildings offer, in principle, great opportunities for sustainable urban water management. However, much of this potential is as yet unrealized. Despite that several ICT solutions have already been deployed aiming at optimum operations on the water utilities side (e.g. real time control for water networks, dynamic pump scheduling etc.), little work has been done to date on the consumer side. This paper presents a web-based platform targeting primarily the household end user. The platform enables consumers to monitor, on a real-time basis, the water demand of their household, providing feedback not only on the total water consumption and relevant costs but also on the efficiency (or otherwise) of specific indoor and outdoor uses. Targeting the reduction of consumption, the provided feedback is combined with notifications about possible leakages\bursts, and customised suggestions to improve the efficiency of existing household uses. It also enables various comparisons, with past consumption or even with that of similar households, aiming to motivate further the householder to become an active player in the water efficiency challenge. The issue of enhancing the platform’s functionality with energy timeseries is also discussed in view of recent advances in smart metering and the concept of “smart cities”. The paper presents a prototype of this web-based application and critically discusses first testing results and insights. It also presents the way in which the platform communicates with central databases, at the water utility level. It is suggested that such developments are closing the gap between technology availability and usefulness to end users and could help both the uptake of smart metering and awareness raising leading, potentially, to significant reductions of urban water consumption. The work has received funding from the European Union FP7 Programme through the iWIDGET Project, under grant agreement no318272.

Monitoramento do impacto de dejetos industriais em amostras de água do Rio Caí através do teste SMART em Dorsophila melanogaster

O presente estudo teve como objetivos (i) avaliar a validade do emprego do teste SMART, em Drosophila melanogaster, como indicador da contaminação de amostras de água superficial associada a misturas complexas, (ii) detectar a atividade tóxico-genética de dejetos industriais, lançados no rio Caí, empregando o cruzamento aprimorado. Dentro desta perspectiva, pretendeu também (iii) comparar os dados obtidos para as amostras sob influência de despejos industriais com aqueles previamente observados para amostras sob influência de dejetos de origem urbana, provenientes das cidades de Montenegro e São Sebastião do Caí (Silva., 1999). Na tentativa de avaliar a genotoxicidade, associada ao curso final do rio Caí, foram selecionados os seguintes pontos de coleta de despejos industriais: Km 18,6 - situado na foz do arroio Bom Jardim, próximo à área de disposição do efluente final líquido e da drenagem das áreas de disposição dos resíduos sólidos do complexo industrial – e Km 13,6 - no canal da bacia de acumulação e segurança 7 do pólo industrial Neste ensaio genético, cada amostra industrial foi administrada às larvas de terceiro estágio em duas diluições (25% e 50%), bem como na sua forma crua (100%) - sendo avaliados um total de 40 indivíduos por amostra por concentração, totalizando a análise de 11.712.000 células por amostra. Foram utilizados dois controles negativos, o controle de campo – representado pela nascente de um riacho localizada em uma área conservada com fraca ação antrópica e próxima aos pontos do rio – assim como o diluente água destilada. Uma vez que as freqüências das diferentes categorias de manchas não foram significantemente superiores àquelas observadas nos controles negativos (água destilada), os pontos Km 18,6 e Km 13,6 foram caracterizados como destituídos de ação genotóxica nos três meses de coleta : março, junho e setembro. Estes achados sugerem que, nas condições experimentais empregadas, os dejetos de origem industrial não foram capazes de induzir lesões do tipo mutação gênica, cromossômica, assim como eventos relacionados com recombinação mitótica. Por outro lado, a comparação dos dados obtidos no presente estudo com os observados por Silva (1999) para dejetos urbanos, revelou a validade do emprego do teste SMART como uma ferramenta para detecção de contaminação ambiental. De fato, as amostras urbanas referentes aos meses de março (Km 52, 78 e 80) e setembro (Km 52) – coletadas concomitantemente com as de origem industrial – foram diagnosticadas como indutoras de aneuploidias e/ou de grandes deleções cromossômicas. As potências genotóxicas médias estimadas mostraram que o Km 80 foi o local com o maior grau de genotoxicidade – seguido pelos Km 78 e 52 – que apresentaram potências semelhantes Considerando os resultados obtidos, em cinco pontos situados ao longo do curso final do rio Caí, conclui-se que os prejuízos causados pelos dejetos urbanos podem ser tão ou mais nocivos que os impostos pelos de origem industrial – especialmente em função de seu grande volume de lançamento.

Smart visible sets para ambientes de rede

A visualização em tempo real de cenas complexas através de ambientes de rede é um dos desafios na computação gráfica. O uso da visibilidade pré-computada associada a regiões do espaço, tal como a abordagem dos Potentially Visible Sets (PVS), pode reduzir a quantidade de dados enviados através da rede. Entretanto, o PVS para algumas regiões pode ainda ser bastante complexo, e portanto uma estratégia diferente para diminuir a quantidade de informações é necessária. Neste trabalho é introduzido o conceito de Smart Visible Set (SVS), que corresponde a uma partição das informações contidas no PVS segundo o ângulo de visão do observador e as distâncias entre as regiões. Dessa forma, o conceito de “visível” ou de “não-visível” encontrado nos PVS é estendido. A informação referente ao conjunto “visível” é ampliada para “dentro do campo de visão” ou “fora do campo de visão” e “longe” ou “perto”. Desta forma a informação referente ao conjunto “visível” é subdividida, permitindo um maior controle sobre cortes ou ajustes nos dados que devem ser feitos para adequar a quantidade de dados a ser transmitida aos limites impostos pela rede. O armazenamento dos SVS como matrizes de bits permite ainda uma interação entre diferentes SVS. Outros SVS podem ser adicionados ou subtraídos entre si com um custo computacional muito pequeno permitindo uma rápida alteração no resultado final. Transmitir apenas a informação dentro de campo de visão do usuário ou não transmitir a informação muito distante são exemplos dos tipos de ajustes que podem ser realizados para se diminuir a quantidade de informações enviadas. Como o cálculo do SVS depende da existência de informação de visibilidade entre regiões foi implementado o algoritmo conhecido como “Dual Ray Space”, que por sua vez depende do particionamento da cena em regiões. Para o particionamento da cena em uma BSP-Tree, foi modificada a aplicação QBSP3. Depois de calculada, a visibilidade é particionada em diferentes conjuntos através da aplicação SVS. Finalmente, diferentes tipos de SVS puderam ser testados em uma aplicação de navegação por um cenário 3D chamada BSPViewer. Essa aplicação também permite comparações entre diferentes tipos de SVS e PVS. Os resultados obtidos apontam o SVS como uma forma de redução da quantidade de polígonos que devem ser renderizados em uma cena, diminuindo a quantidade de informação que deve ser enviada aos usuários. O SVS particionado pela distância entre as regiões permite um corte rápido na informação muito distante do usuário. Outra vantagem do uso dos SVS é que pode ser realizado um ordenamento das informações segundo sua importância para o usuário, desde que uma métrica de importância visual tenha sido definida previamente.

Clonagem e caracterização parcial de cDNA de glândula salivar de Boophilus microplus (Acari:Ixodidae) similar a glutationa s-transferase

O carrapato Boophilus microplus é um ectoparasita hematófago de bovino que causa sérias perdas econômicas. Estudos para o desenvolvimento de formas alternativas de controle do carrapato tem sido realizados para diminuir ou substituir a aplicação de agentes químicos, que contaminam o ambiente, os derivados da carne, além dos problemas de resistência das gerações de carrapatos aos acaricidas. As vacinas são uma forma alternativa de controle do carrapato. As enzimas glutationa S-transferase (GSTs) são alvo potencial para intervenção imunológica contra alguns parasitas. Este trabalho teve como objetivo isolar e caracterizar parcialmente um cDNA de B. microplus similar a GST da classe Mu. O clone SG2 foi isolado dentre aproximadamente 8 x 103 pfu de fagos recombinantes de uma biblioteca de cDNA de glândula salivar de partenógina, sondada com anti-soro de coelho contra glândula salivar. O clone SG2 contendo um inserto de 864 pb teve sua seqüência determinada e a fase de leitura aberta corresponde a 220 amino ácidos. A análise desta seqüência indicou que o gene clonado codifica uma GST de B. microplus (BmGST) com um motivo altamente conservado entre os resíduos 60 e 68 que compreende o sítio de ligação a glutationa (GSH) e outro motivo SLAILRYL, centrado no resíduo 78 da seqüência. No alinhamento múltiplo da AgSG2 com outras GSTs foi observada uma similaridade de até 41% com GSTs da classe Mu de outros organismos e inclusive com outra GST da classe Mu isolada de larva de B. microplus (HE et al., 1999). A proteína recombinante AgSG2 purificada apresentou atividade enzimática contra o substrato cromogênico CDNB. Ensaios de atividade enzimática com extratos de tecidos, secreções e excreções foram realizados para verificar a presença de GST. Ensaios de RT-PCR com tecidos de B. microplus indicaram que os sítios de síntese de BmGST são glândulas salivares e intestino de partenógina e teleógina.

O efeito smart money na indústria de fundos brasileira

O presente trabalho estuda o efeito Smart Money, inicialmente identificado por GRUBER(1996) e ZHENG (1999), na indústria de fundos brasileira no período de 2001 a 2005. Buscou-se identificar se os fundos que apresentaram maior captação líquida em seguida performam melhor do que os fundos de menor captação líquida. O efeito Smart Money foi identificado nos fundos de ações mesmo após ter sido controlado pelo efeito momentum. Nos fundos multimercados com renda variável e nos fundos de renda fixa não foi possível identificar tal fenômeno.

SMART: system of augmented reality for teaching

Os computadores e os jogos de consola, são um vocabulário bem comum dos jovens e das crianças de hoje. No entanto, na maior parte das escolas, o processo de ensino-aprendizagem continua a ser feito da forma tradicional através do recurso aos quadros pretos e aos cadernos. Este projecto pretende mostrar que, se as aulas forem dadas de uma forma mais interactiva, as crianças estarão mais motivadas e consequentemente a taxa de aprendizagem terá tendência a aumentar. Pretende-se então, utilizar a tecnologia – a Realidade Aumentada, acreditando que será uma mais valia para o ensino, pois permite estabelecer novas relações com o saber, ultrapassando os limites dos materiais tradicionais e contribuindo para a diminuição da distância entre os alunos e o conhecimento.

Caracterização do cDNA da NAD-MDH citosólica e da H+ ATPase Vacuolar no amadurecimento da anona (Annona cherimola Mill)

A Annona cherimola é um fruto exótico, com um sabor agradável. Este fruto tem um elevado potencial comercial, mas apresenta um tempo médio de vida curto devido ao seu rápido amadurecimento. Por esta razão é necessário conhecer melhor o processo de amadurecimento deste fruto. Na Região Autónoma da Madeira a cultura da anoneira é muito importante em termos comerciais. O processo de amadurecimento leva a diversas modificações bioquímicas e fisiológicas. Existem várias enzimas e substâncias que integram este processo. Neste trabalho iremos estudar os genes das enzimas malato desidrogenase e H+ ATPase vacuolar que estão envolvidos no processo de amadurecimento dos frutos. Utilizando as técnicas de RACE e sequenciação foi possível determinar a sequência nucleotídica do cDNA destes genes. O cDNA da malato desidrogenase é composto por 1364 nucleótidos, contendo uma zona 5’ UTR com 84 nucleótidos, uma zona 3’ UTR com 284 nucleótidos e um sinal de poliadenilação com a sequência AATAAA. A ORF apresenta 996 nucleótidos, codificando uma proteína com 332 aminoácidos. Para a H+ ATPase vacuolar foi amplificado o cDNA da subunidade C do domínio V1. Esta apresenta 799 nucleótidos, dos quais 36 são da 5’ UTR, 266 da 3’ UTR e 498 da ORF. A ORF codifica uma proteína com 166 aminoácidos.

Análise de cDNAs identificados em bibliotecas substrativas de cDNA para floração de variedades de cana-de-açúcar cultivadas no Rio Grande do Norte(RN): fator de transição NAC, Calmodulina e Fosfatidiltransferase

The flowering is a physiological process that it is vital for plants. This physiological process has been well studied in the plant model Arabidopsis, but in sugarcane this process is not well known. The transition of the shoot apical meristem from vegetative to flowering is a critical factor for plant development. At Brazil northeastern region, the transition to flowering in sugarcane has an important effect as it may reduce up to 60% its production. This is a consequence of the sugar translocation from stalks to the shoot apical meristem which is necessary during the flowering process. Therefore, the aim of this work was to explore and analyze cDNAs previously identified using subtractive cDNA libraries. The results showed that these cDNAs showed differential expression profile in varieties of sugarcane (early x late flowering). The in silico analysis suggested that these cDNAs had homology to calmodulin, NAC transcription factor and phosphatidylinositol, a SEC14, which were described in the literature as having a role in the process of floral development. To better understand the role of the cDNA homologous to calmodulin, tobacco plants were transformed with overexpression cassettes in sense and antissense orientation. Plants overexpressing the cassette in sense orientation did not flowered, while plants overexpressing the cassette in the antissense orientation produced flowers. The data obtained in this study suggested the possible role from CAM sequence, SEC14 and NAC in the induction/floral development pathway in sugarcane, this is the first study in order to analyze these genes in the sugarcane flowering process.