Multimodal therapy for complete regression of malignant melanoma using constrained nonlinear optimal dynamic inversion

Using a realistic nonlinear mathematical model for melanoma dynamics and the technique of optimal dynamic inversion (exact feedback linearization with static optimization), a multimodal automatic drug dosage strategy is proposed in this paper for complete regression of melanoma cancer in humans. The proposed strategy computes different drug dosages and gives a nonlinear state feedback solution for driving the number of cancer cells to zero. However, it is observed that when tumor is regressed to certain value, then there is no need of external drug dosages as immune system and other therapeutic states are able to regress tumor at a sufficiently fast rate which is more than exponential rate. As model has three different drug dosages, after applying dynamic inversion philosophy, drug dosages can be selected in optimized manner without crossing their toxicity limits. The combination of drug dosages is decided by appropriately selecting the control design parameter values based on physical constraints. The process is automated for all possible combinations of the chemotherapy and immunotherapy drug dosages with preferential emphasis of having maximum possible variety of drug inputs at any given point of time. Simulation study with a standard patient model shows that tumor cells are regressed from 2 x 107 to order of 105 cells because of external drug dosages in 36.93 days. After this no external drug dosages are required as immune system and other therapeutic states are able to regress tumor at greater than exponential rate and hence, tumor goes to zero (less than 0.01) in 48.77 days and healthy immune system of the patient is restored. Study with different chemotherapy drug resistance value is also carried out. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A novel acoustic-vibratory multimodal duet

The communication strategy of most crickets and bushcrickets typically consists of males broadcasting loud acoustic calling songs, while females perform phonotaxis, moving towards the source of the call. Males of the pseudophylline bushcricket species Onomarchus uninotatus produce an unusually low-pitched call, and we found that the immediate and most robust response of females to the male acoustic call was a bodily vibration, or tremulation, following each syllable of the call. We hypothesized that these bodily oscillations might send out a vibrational signal along the substrate on which the female stands, which males could use to localize her position. We quantified these vibrational signals using a laser vibrometer and found a clear phase relationship of alternation between the chirps of the male acoustic call and the female vibrational response. This system therefore constitutes a novel multimodal duet with a reliable temporal structure. We also found that males could localize the source of vibration but only if both the acoustic and vibratory components of the duet were played back. This unique multimodal duetting system may have evolved in response to higher levels of bat predation on searching bushcricket females than calling males, shifting part of the risk associated with partner localization onto the male. This is the first known example of bushcricket female tremulation in response to a long-range male acoustic signal and the first known example of a multimodal duet among animals.

A species conserving genetic algorithm for multimodal function optimization

This paper introduces a new technique called species conservation for evolving parallel subpopulations. The technique is based on the concept of dividing the population into several species according to their similarity. Each of these species is built around a dominating individual called the species seed. Species seeds found in the current generation are saved (conserved) by moving them into the next generation. Our technique has proved to be very effective in finding multiple solutions of multimodal optimization problems. We demonstrate this by applying it to a set of test problems, including some problems known to be deceptive to genetic algorithms.

Prolegómenos al análisis de la esfera social en el pensamiento ambiental multimodal

Resumen: En el presente trabajo abordamos la modalidad social en el pensamiento ambiental multimodal. La reflexión requiere primero la descripción del método de acceso, motivo por el cual revisamos la actividad logos en el análisis de la aprehensión primordial. El estudio de la dimensión social requiere repasar la aprehensión de las cosas y luego de los hechos sociales, para finalmente interesarnos por el estudio de la acción. Esto permite mostrar cómo el ambiente y los otros están siempre ya presentes en cada acción propia. Los resultados obtenidos permiten desarrollar una estructura de base para cualquier construcción teórica posterior que dé cuenta de la integración del hombre con la naturaleza y con los otros, mostrando la inseparable relación del ser humano con su ambiente y con su prójimo. Lo anterior sirve como protosociología de la modalidad social.

Otimização multimodal através de novas técnicas baseadas em clusterização nebulosa

Neste trabalho, é proposta uma nova família de métodos a ser aplicada à otimização de problemas multimodais. Nestas técnicas, primeiramente são geradas soluções iniciais com o intuito de explorar o espaço de busca. Em seguida, com a finalidade de encontrar mais de um ótimo, estas soluções são agrupadas em subespaços utilizando um algoritmo de clusterização nebulosa. Finalmente, são feitas buscas locais através de métodos determinísticos de otimização dentro de cada subespaço gerado na fase anterior com a finalidade de encontrar-se o ótimo local. A família de métodos é formada por seis variantes, combinando três esquemas de inicialização das soluções na primeira fase e dois algoritmos de busca local na terceira. A fim de que esta nova família de métodos possa ser avaliada, seus constituintes são comparados com outras metodologias utilizando problemas da literatura e os resultados alcançados são promissores.

Modular Multimodal Iron Oxide-Based Nanocarriers for Image-Guided dsRNA Immunostimulation and Platinum Anticancer Drug Design

237 p.

Memes pluralistas práticas linguístico-midiáticas em fenômenos bilíngues: um estudo sistêmico-funcional e multimodal sobre propagação via corpora digitais

Investigou-se pelo presente estudo se a concepção presente na Teoria de Replicadores, expressa através do conceito de meme (DAWKINS, 1979), poderia ser um modelo compatível para explicar a propagação de memes no substrato das mídias sociais. No âmbito dos estudos locais, Recuero (2006) sugeriu uma transdução desse modelo, baseando-se nas concepções de Dawkins (1979). Refletindo sobre o posicionamento epistemológico de Recuero (2006), o presente trabalho, baseando-se em Dennett (1995), Blackmore (2002) e Tyler (2011b; 2013b), procedeu às instâncias de Análise Conceitual e Composicional dessa transdução. A partir do conceito de memeplexo (BLACKMORE, 2002), esta pesquisa de base linguística (HALLIDAY, 1987) entende os memes, no substrato das mídias digitais/sociais, como práticas de produção e distribuição linguístico-midiáticas, propaladas a partir de diversas unidades de propagação e das relações criadas pelos internautas nesse processo de transmissão. Investigando tais relações, a partir da instância de Análise Relacional, propõe-se examinar duas unidades de propagação. Expressões meméticas (Que deselegante e #Tenso) e imagens meméticas (oriundas do fenômeno memético Nana em desastres). Integram este estudo dois corpora de expressões meméticas (5275 postagens oriundas ou redirecionadas para o Twitter.com total de 83.655 palavras/tokens) e um corpus bilíngue (Português/Inglês) de imagens meméticas (um total de 134 imagens oriundas do Tumblr.com e Facebook.com). Para analisar os corpora de expressões meméticas utilizou-se a metodologia de Linguística de Corpus (BERBER-SARDINHA, 2004; SHEPHERD, 2009; SOUZA JÚNIOR, 2012, 2013b, 2013c). Para a análise do corpus multimodal de imagens meméticas, utilizou-se a metodologia que chamamos de Análise Propagatória. Objetivamos verificar se essas unidades de propagação e as práticas linguístico-midiáticas que estas transmitem, evoluiriam somente devido a aspectos memético-midiáticos, conforme Recuero (2006) apontara, e com padrão de propagação internalista (DAWKINS, 1979; 1982). Após análise dos dados, revelou-se que, ao nível do propósito, os fenômenos locais investigados não evoluíram por padrão internalista (ou homogêneo) de propagação. Tais padrões revelam ser de natureza externalista (ou heterogênea). Ademais, constatou-se que princípios constitutivos meméticos de evolução como os de fecundidade, longevidade (DAWKINS 1979; 1982) e o de design (DENNETT, 1995), junto com o princípio midiático de evolução de alcance (RECUERO, 2006) mantiveram-se presentes com alto grau de influencia nas propagações de natureza externalista. Por outro lado, o princípio memético da fidelidade (DAWKINS, 1979; 1982) foi o que menos influenciou esses padrões de propagação. Neutralizando a fidelidade, e impulsionados pelo princípio de design, destacaram-se nesse processo evolutivo os princípios linguísticos sistematizadores revelados por este estudo. Isto é: o princípio da funcionalidade (memes evoluem porque podem indicar propósitos diferentes) e o princípio do alcance linguístico (memes podem ser direcionados a itens animados/ inanimados; para internautas em idioma nativo/ estrangeiro)

Microscopia multimodal prática: registro automático de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura

A discriminação de fases que são praticamente indistinguíveis ao microscópio ótico de luz refletida ou ao microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um dos problemas clássicos da microscopia de minérios. Com o objetivo de resolver este problema vem sendo recentemente empregada a técnica de microscopia colocalizada, que consiste na junção de duas modalidades de microscopia, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. O objetivo da técnica é fornecer uma imagem de microscopia multimodal, tornando possível a identificação, em amostras de minerais, de fases que não seriam distinguíveis com o uso de uma única modalidade, superando assim as limitações individuais dos dois sistemas. O método de registro até então disponível na literatura para a fusão das imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura é um procedimento trabalhoso e extremamente dependente da interação do operador, uma vez que envolve a calibração do sistema com uma malha padrão a cada rotina de aquisição de imagens. Por esse motivo a técnica existente não é prática. Este trabalho propõe uma metodologia para automatizar o processo de registro de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura de maneira a aperfeiçoar e simplificar o uso da técnica de microscopia colocalizada. O método proposto pode ser subdividido em dois procedimentos: obtenção da transformação e registro das imagens com uso desta transformação. A obtenção da transformação envolve, primeiramente, o pré-processamento dos pares de forma a executar um registro grosseiro entre as imagens de cada par. Em seguida, são obtidos pontos homólogos, nas imagens óticas e de MEV. Para tal, foram utilizados dois métodos, o primeiro desenvolvido com base no algoritmo SIFT e o segundo definido a partir da varredura pelo máximo valor do coeficiente de correlação. Na etapa seguinte é calculada a transformação. Foram empregadas duas abordagens distintas: a média ponderada local (LWM) e os mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais (MQPPO). O LWM recebe como entradas os chamados pseudo-homólogos, pontos que são forçadamente distribuídos de forma regular na imagem de referência, e que revelam, na imagem a ser registrada, os deslocamentos locais relativos entre as imagens. Tais pseudo-homólogos podem ser obtidos tanto pelo SIFT como pelo método do coeficiente de correlação. Por outro lado, o MQPPO recebe um conjunto de pontos com a distribuição natural. A análise dos registro de imagens obtidos empregou como métrica o valor da correlação entre as imagens obtidas. Observou-se que com o uso das variantes propostas SIFT-LWM e SIFT-Correlação foram obtidos resultados ligeiramente superiores aos do método com a malha padrão e LWM. Assim, a proposta, além de reduzir drasticamente a intervenção do operador, ainda possibilitou resultados mais precisos. Por outro lado, o método baseado na transformação fornecida pelos mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais mostrou resultados inferiores aos produzidos pelo método que faz uso da malha padrão.

Linear multimodal actuation through discrete coupling

Due to technological limitations, robot actuators are often designed for specific tasks with narrow performance goals, whereas a wide range of behaviors is necessary for autonomous robots in uncertain complex environments. In an effort to increase the versatility of actuators, we introduce a new concept of multimodal actuation (MMA) that employs dynamic coupling in the form of clutches and brakes to change its mode of operation. The dynamic coupling allows motors and passive elements such as springs to be engaged and disengaged within a single actuator. We apply the concept to a linear series elastic actuator which uses friction brakes controlled online for the dynamic coupling. With this prototype, we are able to demonstrate several modes of operation including stiff position control, series elastic actuation as well as the possibility to store and release energy in a controlled manner for explosive tasks such as jumping. In this paper, we model the proposed concept of actuation and show a systematic performance analysis of the physical prototype that we developed in our laboratory. © 1996-2012 IEEE.

Carrier channels of multimodal-sized quantum dots: A surface-mediated adatom migration picture

This paper focuses on the study of carrier channels of multimodal-sized quantum dots formed on patterned substrate by a rate-equation-based model. Surface-mediated indium adatom migration is revealed by a direct comparison between quantum dot wetting layer, which acts as carrier channel, formed on a flat substrate and on a patterned substrate. For the assessment of suitability, the carrier channel of the dot-in-well structure has also been studied by the present model, and the transition energies of the carrier channel (e.g., InGaAs quantum well) obtained from theoretical simulation agree fairly well with those obtained from the reflectance measurements.