A new adaptive multiple modelling approach for non-linear and non-stationary systems

This paper proposes a novel adaptive multiple modelling algorithm for non-linear and non-stationary systems. This simple modelling paradigm comprises K candidate sub-models which are all linear. With data available in an online fashion, the performance of all candidate sub-models are monitored based on the most recent data window, and M best sub-models are selected from the K candidates. The weight coefficients of the selected sub-model are adapted via the recursive least square (RLS) algorithm, while the coefficients of the remaining sub-models are unchanged. These M model predictions are then optimally combined to produce the multi-model output. We propose to minimise the mean square error based on a recent data window, and apply the sum to one constraint to the combination parameters, leading to a closed-form solution, so that maximal computational efficiency can be achieved. In addition, at each time step, the model prediction is chosen from either the resultant multiple model or the best sub-model, whichever is the best. Simulation results are given in comparison with some typical alternatives, including the linear RLS algorithm and a number of online non-linear approaches, in terms of modelling performance and time consumption.

A constrained recursive least squares algorithm for adaptive combination of multiple models

In this paper, we develop a novel constrained recursive least squares algorithm for adaptively combining a set of given multiple models. With data available in an online fashion, the linear combination coefficients of submodels are adapted via the proposed algorithm.We propose to minimize the mean square error with a forgetting factor, and apply the sum to one constraint to the combination parameters. Moreover an l1-norm constraint to the combination parameters is also applied with the aim to achieve sparsity of multiple models so that only a subset of models may be selected into the final model. Then a weighted l2-norm is applied as an approximation to the l1-norm term. As such at each time step, a closed solution of the model combination parameters is available. The contribution of this paper is to derive the proposed constrained recursive least squares algorithm that is computational efficient by exploiting matrix theory. The effectiveness of the approach has been demonstrated using both simulated and real time series examples.

New molecular variants of hypothalamus-pituitary-gonad axis genes and their association with early puberty phenotype in Bos taurus indicus (Nellore)

Endocrine system plays a major role in the control of reproductive functions which are regulated by the hypothalamus-pituitary-gonad axis and its interactions. FSH and LH receptor genes are expressed at the gonads and GnRH receptor gene is expressed at the anterior pituitary gland. Misense mutations of the FSH, LH or GnRH receptors, activating or inactivating their functions in mammals, are potentially useful to allow the understanding of the role of this group of gonadotropins in reproductive phenotypes as early puberty and birth interval length. In the present study, polymorphisms in bovine exon 11 and 3`UTR of LHR, exon 10 and 3`UTR of FSHR and GnRHR genes were characterized with some of them resulting in changes in the aminoacidic chain. These polymorphic sites were found in a Bos taurus indicus (Nellore) female population by means of PCR-SSCP and DNA sequencing. Association between nucleotidic/aminoacidic changes and early puberty were determined by Chi-square analysis. It was found association between FSHR 3`UTR polymorphisms at position 2181, 2248 and 2249 bp and early puberty phenotype (p < 0.05). The presence of these new molecular markers might be considered in further studies to validate its correlation with early puberty or other reproduction associated phenotypes in cattle breeds. (C) 2007 Published by Elsevier B.V.

An extinction-survival-type phase transition in the probabilistic cellular automaton p182-q200

We investigate the critical behaviour of a probabilistic mixture of cellular automata (CA) rules 182 and 200 (in Wolfram`s enumeration scheme) by mean-field analysis and Monte Carlo simulations. We found that as we switch off one CA and switch on the other by the variation of the single parameter of the model, the probabilistic CA (PCA) goes through an extinction-survival-type phase transition, and the numerical data indicate that it belongs to the directed percolation universality class of critical behaviour. The PCA displays a characteristic stationary density profile and a slow, diffusive dynamics close to the pure CA 200 point that we discuss briefly. Remarks on an interesting related stochastic lattice gas are addressed in the conclusions.

Pion: space-like structure

The scalar form factor describes modifications induced by the pion over the quark condensate. Assuming that representations produced by chiral perturbation theory can be pushed to high values of negative-t, a region in configuration space is reached (r < R similar to 0.5 fm) where the form factor changes sign, indicating that the condensate has turned into empty space. A simple model for the pion incorporates this feature into density functions. When supplemented by scalar-meson excitations, it yields predictions close to empirical values for the mean square radius (< r(2)>(pi)(S) = 0.59 fm(2)) and for one of the low energy constants ((l) over bar (4) = 4.3), with no adjusted parameters.

Docking and molecular dynamics simulation of quinone compounds with trypanocidal activity

In this work, two different docking programs were used, AutoDock and FlexX, which use different types of scoring functions and searching methods. The docking poses of all quinone compounds studied stayed in the same region in the trypanothione reductase. This region is a hydrophobic pocket near to Phe396, Pro398 and Leu399 amino acid residues. The compounds studied displays a higher affinity in trypanothione reductase (TR) than glutathione reductase (GR), since only two out of 28 quinone compounds presented more favorable docking energy in the site of human enzyme. The interaction of quinone compounds with the TR enzyme is in agreement with other studies, which showed different binding sites from the ones formed by cysteines 52 and 58. To verify the results obtained by docking, we carried out a molecular dynamics simulation with the compounds that presented the highest and lowest docking energies. The results showed that the root mean square deviation (RMSD) between the initial and final pose were very small. In addition, the hydrogen bond pattern was conserved along the simulation. In the parasite enzyme, the amino acid residues Leu399, Met400 and Lys402 are replaced in the human enzyme by Met406, Tyr407 and Ala409, respectively. In view of the fact that Leu399 is an amino acid of the Z site, this difference could be explored to design selective inhibitors of TR.

Discrepancies in solar irradiation data for Stockholm and Athens

The aim of this study is to evaluate the variation of solar radiation data between different data sources that will be free and available at the Solar Energy Research Center (SERC). The comparison between data sources will be carried out for two locations: Stockholm, Sweden and Athens, Greece. For the desired locations, data is gathered for different tilt angles: 0°, 30°, 45°, 60° facing south. The full dataset is available in two excel files: “Stockholm annual irradiation” and “Athens annual irradiation”. The World Radiation Data Center (WRDC) is defined as a reference for the comparison with other dtaasets, because it has the highest time span recorded for Stockholm (1964–2010) and Athens (1964–1986), in form of average monthly irradiation, expressed in kWh/m2. The indicator defined for the data comparison is the estimated standard deviation. The mean biased error (MBE) and the root mean square error (RMSE) were also used as statistical indicators for the horizontal solar irradiation data. The variation in solar irradiation data is categorized in two categories: natural or inter-annual variability, due to different data sources and lastly due to different calculation models. The inter-annual variation for Stockholm is 140.4kWh/m2 or 14.4% and 124.3kWh/m2 or 8.0% for Athens. The estimated deviation for horizontal solar irradiation is 3.7% for Stockholm and 4.4% Athens. This estimated deviation is respectively equal to 4.5% and 3.6% for Stockholm and Athens at 30° tilt, 5.2% and 4.5% at 45° tilt, 5.9% and 7.0% at 60°. NASA’s SSE, SAM and RETScreen (respectively Satel-light) exhibited the highest deviation from WRDC’s data for Stockholm (respectively Athens). The essential source for variation is notably the difference in horizontal solar irradiation. The variation increases by 1-2% per degree of tilt, using different calculation models, as used in PVSYST and Meteonorm. The location and altitude of the data source did not directly influence the variation with the WRDC data. Further examination is suggested in order to improve the methodology of selecting the location; Examining the functional dependence of ground reflected radiation with ambient temperature; variation of ambient temperature and its impact on different solar energy systems; Im pact of variation in solar irradiation and ambient temperature on system output.

Independent Domain of Symmetric Encryption using Least SignificantBit : Computer Vision, Steganography and Cryptography Techniques

The rapid development of data transfer through internet made it easier to send the data accurate and faster to the destination. There are many transmission media to transfer the data to destination like e-mails; at the same time it is may be easier to modify and misuse the valuable information through hacking. So, in order to transfer the data securely to the destination without any modifications, there are many approaches like cryptography and steganography. This paper deals with the image steganography as well as with the different security issues, general overview of cryptography, steganography and digital watermarking approaches.  The problem of copyright violation of multimedia data has increased due to the enormous growth of computer networks that provides fast and error free transmission of any unauthorized duplicate and possibly manipulated copy of multimedia information. In order to be effective for copyright protection, digital watermark must be robust which are difficult to remove from the object in which they are embedded despite a variety of possible attacks. The message to be send safe and secure, we use watermarking. We use invisible watermarking to embed the message using LSB (Least Significant Bit) steganographic technique. The standard LSB technique embed the message in every pixel, but my contribution for this proposed watermarking, works with the hint for embedding the message only on the image edges alone. If the hacker knows that the system uses LSB technique also, it cannot decrypt correct message. To make my system robust and secure, we added cryptography algorithm as Vigenere square. Whereas the message is transmitted in cipher text and its added advantage to the proposed system. The standard Vigenere square algorithm works with either lower case or upper case. The proposed cryptography algorithm is Vigenere square with extension of numbers also. We can keep the crypto key with combination of characters and numbers. So by using these modifications and updating in this existing algorithm and combination of cryptography and steganography method we develop a secure and strong watermarking method. Performance of this watermarking scheme has been analyzed by evaluating the robustness of the algorithm with PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) and MSE (Mean Square Error) against the quality of the image for large amount of data. While coming to see results of the proposed encryption, higher value of 89dB of PSNR with small value of MSE is 0.0017. Then it seems the proposed watermarking system is secure and robust for hiding secure information in any digital system, because this system collect the properties of both steganography and cryptography sciences.

Influência da adaptação funcional nas relações torque-ângulo e torque-velocidade

O objetivo do presente estudo foi comparar as relações torque-ângulo (T-A) e torque-velocidade (T-V) de bailarinas clássicas (n=14) e atletas de voleibol (n=22). O torque máximo (Tmax) da musculatura flexora plantar (FP) do tornozelo foi avaliada durante contrações isométricas voluntárias máximas nos ângulos de -10°, 0°, 10°, 20°, 30°, 40° e 50° de FP, e durante contrações isocinéticas voluntárias máximas nas velocidades angulares de 60°/s, 120°/s, 180°/s, 240°/s, 300°/s, 360°/s e 420°/s. Além do Tmax, o torque produzido nos ângulos articulares de -10° (T-10°), 10° (T10°) e 30° (T30°) também foi avaliado nas mesmas velocidades angulares. A ativação elétrica dos músculos gastrocnêmio medial (GM) e sóleo (SOL) direitos de cada indivíduo foi monitorada com eletrodos de eletromiografia (EMG) de superfície em configuração bipolar. Uma relação linear foi observada entre o Tmax e o aumento dos ângulos de FP nas atletas de voleibol Um deslocamento dessa relação em direção a maiores ângulos de FP (menores comprimentos musculares) ocorreu no grupo das bailarinas, com o aparecimento de um platô em menores ângulos de FP (maiores comprimentos musculares). Durante as contrações isocinéticas, uma relação hiperbólica foi observada entre o Tmax, T-10° e T10° com o aumento da velocidade angular nos dois grupos. Entretanto, em T30° as atletas de voleibol produziram valores superiores de torque nas velocidades angulares mais elevadas. Os valores root mean square (RMS) dos músculos GM e SOL foram mais elevados nas bailarinas que nas atletas de voleibol, tanto nas contrações isométricas quanto nas isocinéticas. Uma diminuição na ativação do GM e do SOL ocorreu com a diminuição da FP nas atletas de voleibol, enquanto os valores RMS se mantiveram estáveis para as bailarinas ao longo de todos os ângulos testados. Os resultados apresentados nesse estudo suportam a hipótese de que a atividade física sistemática provoca alteração nas propriedades intrínsecas musculares e ativação muscular, modificando assim, as relações T-A e T-V.

Propriedades mecânicas e elétricas do músculo sóleo do gato e dos flexores plantares e dorsais de seres humanos após entorse e imobilização de tornozelo

A literatura tem mostrado, por intermédio de estudos com animais e seres humanos, que o uso reduzido da musculatura (como por exemplo, a imobilização de um segmento) produz uma série de alterações estruturais e funcionais no músculo esquelético. As principais alterações observadas no músculo após a redução do uso estão relacionadas com alterações nas propriedades bioquímicas, na composição de fibras musculares, atrofia muscular, redução na capacidade de produção de força, e redução na capacidade de ativação. Apesar de a maior parte dos estudos sobre o assunto ter sido realizada em modelos animais (os quais possibilitam o estudo invasivo dos mecanismos de adaptação), a incidência de lesões articulares em seres humanos tem motivado os pesquisadores a buscar métodos alternativos e nãoinvasivos para o diagnóstico e acompanhamento das lesões articulares. Tendo em vista que a mecanomiografia (MMG) é uma técnica não-invasiva que permite o estudo do comportamento mecânico e fisiológico do músculo, acredita-se que esta técnica, associada com a avaliação da capacidade de produção de força e com a eletromiografia (EMG), possa ser um método útil no diagnóstico das alterações produzidas por essas lesões e no acompanhamento de programas de reabilitação. O objetivo desse estudo foi avaliar as adaptações musculares após um período de imobilização de duas semanas. Três estudos foram desenvolvidos, sendo os dois primeiros com seres humanos e o terceiro em um modelo animal. O primeiro estudo avaliou as respostas eletromiográficas, mecanomiográficas e de torque dos músculos flexores plantares e dos flexores dorsais do tornozelo durante esforço voluntário. Foram avaliados 23 indivíduos que tiveram seus tornozelos imobilizados em função de um entorse de grau II, e 32 indivíduos saudáveis, que fizeram parte do grupo controle. O segundo estudo, por sua vez, investigou as alterações no comportamento mecânico dos mesmos grupos musculares do estudo 1, ao longo de um protocolo de contrações produzidas via estimulação elétrica, utilizando-se várias freqüências de estimulação (de 5 a 60 Hz). Nos dois estudos, os valores de torque dos flexores plantares e dos flexores dorsais no grupo imobilizado foram significativamente inferiores aos do grupo controle. Essa redução foi mais evidente nos flexores plantares do que nos flexores dorsais. Os valores root mean square (RMS) do sinal EMG, durante a CVM (estudo 1), foram significativamente menores nos músculos gastrocnêmio medial (GM), sóleo (SOL) e tibial anterior (TA) do grupo que foi imobilizado quando comparado ao grupo controle. A mediana da freqüência (MDF) do sinal EMG, durante a CVM, no estudo 1, não apresentou diferença significativa entre os dois grupos da amostra, em nenhum dos três músculos estudados (GM, SOL e TA). Os valores RMS e a MDF do sinal MMG dos músculos GM, SOL e TA não apresentaram diferenças significativas entre os dois grupos da amostra, em nenhum dos dois estudos, indicando que a técnica da MMG não foi capaz de revelar as alterações musculares produzidas por um período de imobilização. O terceiro estudo avaliou as alterações das propriedades mecânicas devido a alterações no comprimento muscular e na freqüência de estimulação nos músculos SOL de 3 gatos. As relações força-comprimento foram estabelecidas ao nível articular, muscular, das fibras musculares e dos sarcômeros. Os resultados demonstraram que as variações de comprimento da fibra diferem das variações de comprimento do músculo como um todo, principalmente nos comprimentos mais encurtados. Existe um maior encurtamento da fibra com o aumento da freqüência de estimulação nos menores comprimentos musculares, enquanto nos maiores comprimentos musculares o aumento da freqüência de estimulação tem um efeito similar sobre as fibras e o músculo como um todo. Os principais achados do presente estudo são de que as respostas da EMG e de torque são alteradas por um período de 2 semanas de imobilização, enquanto as respostas da MMG não, e que o comprimento muscular é uma importante variável que deve ser controlada a nível tanto das fibras musculares, quanto dos componentes elásticos no estudo das propriedades mecânicas do músculo esquelético.

Análise eletromiográfica de exercícios abdominais realizados por mulheres no meio líquido

O objetivo deste trabalho foi verificar a atividade elétrica dos músculos oblíquo externo, reto femoral e das porções supra-umbilical e infra-umbilical do reto abdominal, durante a execução de determinados exercícios abdominais realizados no meio líquido. A amostra foi composta por 20 (vinte) mulheres adaptadas ao meio líquido, com idade entre 21 e 29 anos. A atividade elétrica foi coletada com eletrodos de superfície, sendo o sistema de coleta de dados previamente adaptado, evitando o contato com a água. O exercício de flexão de tronco até a posição sentada, realizado em seco, foi utilizado como referência, sendo o valor root mean square (RMS), da fase ascendente deste exercício, empregado para a normalização da amplitude do sinal coletado durante os demais exercícios. Flexões de tronco e de quadril foram realizadas no meio líquido, na posição horizontal, com o apoio de um tubo nos membros superiores e em um ritmo padrão, sendo dois destes exercícios também realizados em máxima velocidade. Foi utilizado ANOVA two ways, em cada músculo, pelos fatores exercícios e fase. Para melhor compreender a ativação em cada fase, utilizou-se ANOVA one way no valor da fase ascendente de cada músculo pelo fator exercício, assim como somente nos valores da fase descendente. Para verificar onde estavam as diferenças, utilizou-se o Post Hoc de Tukey. Os dados foram também normalizados no tempo, sendo apresentados gráficos da atividade eletromiográfica dos músculos durante todo o ciclo de cada exercício. Ao analisar os exercícios como um todo, constatou-se que os exercícios aquáticos em ritmo padrão possuem menor atividade que o de referência Ao analisar a fase ascendente dos exercícios aquáticos em ritmo padrão, o músculo reto abdominal em todos os exercícios, e o oblíquo externo nos exercícios sem apoio são tão eficiente quanto o exercício referência, mostrando que a instabilidade da posição horizontalizada e a resistência ao movimento compensam a diminuição do peso hidrostático. Já na fase descendente, além de menor atividade, o padrão da atividade muscular modifica nos exercícios aquáticos, possivelmente, mantendo uma atividade de estabilização, enquanto outro grupo muscular é responsável pelo movimento. A realização do exercício em máxima velocidade apresentou uma grande atividade eletromiográfica dos músculos abdominais no meio líquido e, para o reto femoral, a amplitude de movimento foi muito importante para sua ativação. Dessa forma, a flexão de tronco em máxima velocidade é um exercício de grande atividade abdominal e baixa atividade dos flexores de quadril. As características das forças externas ao corpo, nos exercícios abdominais realizados no meio líquido, proporcionam uma situação única de redução de peso hidrostático, resistência ao movimento, apoio relativo e tendência de rotação para atingir o equilíbrio estável.

Núcleos de inflação no Brasil e poder preditivo da inflação total

Este trabalho tem por objetivo avaliar para o caso brasileiro uma das mais importantes propriedades esperadas de um núcleo: ser um bom previsor da inflação plena futura. Para tanto, foram utilizados como referência para comparação dois modelos construídos a partir das informações mensais do IPCA e seis modelos VAR referentes a cada uma das medidas de núcleo calculadas pelo Banco Central do Brasil. O desempenho das previsões foi avaliado pela comparação dos resultados do erro quadrático médio e pela aplicação da metodologia de Diebold-Mariano (1995) de comparação de modelos. Os resultados encontrados indicam que o atual conjunto de medidas de núcleos calculado pelo Banco Central não atende pelos critérios utilizados neste trabalho a essa característica desejada.

Retrievals of a size parameter for phytoplankton and spectral light absorption by colored detrital matter from water-leaving radiances at SeaWiFS channels in a continental shelf region off Brazil

Many efforts are currently oriented toward extracting more information from ocean color than the chlorophyll a concentration. Among biological parameters potentially accessible from space, estimates of phytoplankton cell size and light absorption by colored detrital matter (CDM) would lead to an indirect assessment of major components of the organic carbon pool in the ocean, which would benefit oceanic carbon budget models. We present here 2 procedures to retrieve simultaneously from ocean color measurements in a limited number of bands, magnitudes, and spectral shapes for both light absorption by CDM and phytoplankton, along with a size parameter for phytoplankton. The performance of the 2 procedures was evaluated using different data sets that correspond to increasing uncertainties: ( 1) measured absorption coefficients of phytoplankton, particulate detritus, and colored dissolved organic matter ( CDOM) and measured chlorophyll a concentrations and ( 2) SeaWiFS upwelling radiance measurements and chlorophyll a concentrations estimated from global algorithms. In situ data were acquired during 3 cruises, differing by their relative proportions in CDM and phytoplankton, over a continental shelf off Brazil. No local information was introduced in either procedure, to make them more generally applicable. Over the study area, the absorption coefficient of CDM at 443 nm was retrieved from SeaWiFS radiances with a relative root mean square error (RMSE) of 33%, and phytoplankton light absorption coefficients in SeaWiFS bands ( from 412 to 510 nm) were retrieved with RMSEs between 28% and 33%. These results are comparable to or better than those obtained by 3 published models. In addition, a size parameter of phytoplankton and the spectral slope of CDM absorption were retrieved with RMSEs of 17% and 22%, respectively. If these methods are applied at a regional scale, the performances could be substantially improved by locally tuning some empirical relationships.

Comparison of logistic and neural network models to fit to the egg production curve of White Leghorn hens

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

High-resolution electrocardiography in the diagnosis of arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy in Boxer dogs

Com o objetivo de avaliar a importância da eletrocardiografia de alta resolução no diagnóstico da cardiomiopatia arritmogênica do ventrículo direito do Boxer, 20 cães sem evidências de doença cardíaca estrutural à avaliação ecodopplercardiográfica foram agrupados de acordo com a frequência de arritmias ventriculares, avaliadas pela eletrocardiografia ambulatorial de 24 horas, e submetidos ao exame eletrocardiográfico de alta resolução. Duração do complexo QRS filtrado, duração dos sinais de baixa amplitude (menor que 40µV) dos últimos 40 milissegundos do complexo QRS e raiz quadrada média da voltagem ao quadrado dos últimos 40 milissegundos do complexo QRS (RMS40) foram as variáveis avaliadas. Não foram observadas diferenças significativas entre os grupos em relação às variáveis estudadas. Sendo assim, os resultados do presente estudo sugerem que a eletrocardiografia de alta resolução não é uma ferramenta útil no auxílio diagnóstico da cardiomiopatia arritmogênica do ventrículo direito dos cães da raça Boxer que não apresentam alterações miocárdicas evidentes ou disfunção sistólica.