Algorithm for the detection of outliers based on the theory of rough sets

Outliers are objects that show abnormal behavior with respect to their context or that have unexpected values in some of their parameters. In decision-making processes, information quality is of the utmost importance. In specific applications, an outlying data element may represent an important deviation in a production process or a damaged sensor. Therefore, the ability to detect these elements could make the difference between making a correct and an incorrect decision. This task is complicated by the large sizes of typical databases. Due to their importance in search processes in large volumes of data, researchers pay special attention to the development of efficient outlier detection techniques. This article presents a computationally efficient algorithm for the detection of outliers in large volumes of information. This proposal is based on an extension of the mathematical framework upon which the basic theory of detection of outliers, founded on Rough Set Theory, has been constructed. From this starting point, current problems are analyzed; a detection method is proposed, along with a computational algorithm that allows the performance of outlier detection tasks with an almost-linear complexity. To illustrate its viability, the results of the application of the outlier-detection algorithm to the concrete example of a large database are presented.

A Sequential Algorithm for the Rigorous Design of Thermally Coupled Distillation Sequences

A sequential design method is presented for the design of thermally coupled distillation sequences. The algorithm starts by selecting a set of sequences in the space of basic configurations in which the internal structure of condensers and reboilers is explicitly taken into account and extended with the possibility of including divided wall columns (DWC). This first stage is based on separation tasks (except by the DWCs) and therefore it does not provide an actual sequence of columns. In the second stage the best arrangement in N-1 actual columns is performed taking into account operability and mechanical constraints. Finally, for a set of candidate sequences the algorithm try to reduce the number of total columns by considering Kaibel columns, elimination of transfer blocks or columns with vertical partitions. An example illustrate the different steps of the sequential algorithm.

Controlled Complete Suppression of Single-Atom Inelastic Spin and Orbital Cotunneling

The inelastic portion of the tunnel current through an individual magnetic atom grants unique access to read out and change the atom’s spin state, but it also provides a path for spontaneous relaxation and decoherence. Controlled closure of the inelastic channel would allow for the latter to be switched off at will, paving the way to coherent spin manipulation in single atoms. Here, we demonstrate complete closure of the inelastic channels for both spin and orbital transitions due to a controlled geometric modification of the atom’s environment, using scanning tunneling microscopy (STM). The observed suppression of the excitation signal, which occurs for Co atoms assembled into chains on a Cu2N substrate, indicates a structural transition affecting the dz2 orbital, effectively cutting off the STM tip from the spin-flip cotunneling path.

Algunos apuntes acerca de los motivos para modificar la Ley 22/1988, de Costas

Después de más de treinta años, la ley de costas española ha sido profundamente modificada. Sigue en vigor, excepto en aquellos aspectos que se han revisado, pero los cambios son tan profundos que se ha dibujado un escenario notablemente distinto al anterior. En este trabajo se recogen los motivos que han hecho de la ley de 1988 una norma difícil de aplicar, así como la controversia generada especialmente por la transformación de los propietarios de viviendas situadas en el dominio público, en titulares de un derecho de ocupación temporal. Los efectos de los informes de la Comisión de Peticiones del Parlamento Europeo, emitidos en 2009 y 2013, han sido también determinantes en la redacción de la Ley 2/2013 de protección y uso sostenible del litoral y de modificación de la Ley 22/1988, de Costas.

Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.

Amélioration a posteriori de la traduction automatique par métaheuristique

La traduction automatique statistique est un domaine très en demande et où les machines sont encore loin de produire des résultats de qualité humaine. La principale méthode utilisée est une traduction linéaire segment par segment d'une phrase, ce qui empêche de changer des parties de la phrase déjà traduites. La recherche pour ce mémoire se base sur l'approche utilisée dans Langlais, Patry et Gotti 2007, qui tente de corriger une traduction complétée en modifiant des segments suivant une fonction à optimiser. Dans un premier temps, l'exploration de nouveaux traits comme un modèle de langue inverse et un modèle de collocation amène une nouvelle dimension à la fonction à optimiser. Dans un second temps, l'utilisation de différentes métaheuristiques, comme les algorithmes gloutons et gloutons randomisés permet l'exploration plus en profondeur de l'espace de recherche et permet une plus grande amélioration de la fonction objectif.

Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.

Amélioration a posteriori de la traduction automatique par métaheuristique

La traduction automatique statistique est un domaine très en demande et où les machines sont encore loin de produire des résultats de qualité humaine. La principale méthode utilisée est une traduction linéaire segment par segment d'une phrase, ce qui empêche de changer des parties de la phrase déjà traduites. La recherche pour ce mémoire se base sur l'approche utilisée dans Langlais, Patry et Gotti 2007, qui tente de corriger une traduction complétée en modifiant des segments suivant une fonction à optimiser. Dans un premier temps, l'exploration de nouveaux traits comme un modèle de langue inverse et un modèle de collocation amène une nouvelle dimension à la fonction à optimiser. Dans un second temps, l'utilisation de différentes métaheuristiques, comme les algorithmes gloutons et gloutons randomisés permet l'exploration plus en profondeur de l'espace de recherche et permet une plus grande amélioration de la fonction objectif.

Effects of boron-strontium interactions on eutectic modification in Al-10 mass%Si alloys

The effects of boron and strontium interactions on the eutectic silicon in hypoeutectic Al-Si alloys have been studied. Samples were prepared from an AI-I 0 mass%Si base alloy with different Al-B additions, alone and in combination with strontium. In alloys containing no strontium, boron additions do not cause modification of the eutectic silicon, while in strontium containing alloys, boron additions reduce the level of modification of the eutectic silicon. Thermal analysis parameters and eutectic silicon microstructures were investigated with respect to the Sr to B ratio. In order to modify the eutectic silicon, a Sr/B ratio exceeding 0.4 is required.

Application of the cross-entropy method to the buffer allocation problem in a simulation-based environment

The buffer allocation problem (BAP) is a well-known difficult problem in the design of production lines. We present a stochastic algorithm for solving the BAP, based on the cross-entropy method, a new paradigm for stochastic optimization. The algorithm involves the following iterative steps: (a) the generation of buffer allocations according to a certain random mechanism, followed by (b) the modification of this mechanism on the basis of cross-entropy minimization. Through various numerical experiments we demonstrate the efficiency of the proposed algorithm and show that the method can quickly generate (near-)optimal buffer allocations for fairly large production lines.

Inhibition of cell-wall autolysis and pectin degradation by cations

Modification of cell wall components such as cellulose, hemicellulose and pectin plays an important role in cell expansion. Cell expansion is known to be diminished by cations but it is unknown if this results from cations reacting with pectin or other cell wall components. Autolysis of cell wall material purified from bean root (Phaseolus vulgaris L.) occurred optimally at pH 5.0 and released mainly neutral sugars but very little uronic acid. Autolytic release of neutral sugars and uronic acid was decreased when cell wall material was loaded with Ca, Cu, Sr, Zn, Al or La cations. Results were also extended to a metal-pectate model system, which behaved similarly to cell walls and these cations also inhibited the enzymatic degradation by added polygalacturonase (EC 3.2.1.15). The extent of sugar release from cation-loaded cell wall material and pectate gels was related to the degree of cation saturation of the substrate, but not to the type of cation. The binding strength of the cations was assessed by their influence on the buffer capacity of the cell wall and pectate. The strongly bound cations (Cu, Al or La) resulted in higher cation saturation of the substrate and decreased enzymatic degradability than the weakly held cations (Ca, Sr and Zn). The results indicate that the junction zones between pectin molecules can peel open with weakly held cations, allowing polygalacturonase to cleave the hairy region of pectin, while strongly bound cations or high concentrations of cations force the junction zone closed, minimising enzymatic attack on the pectin backbone. (C) 2004 Elsevier SAS. All rights reserved.

Detection of elevated protein modification in human cerebellum in alcoholic cerebellar degeneration

Modification of proteins by reactive ethanol metabolites has been known for some time to occur in the liver, the main site of ethanol metabolism. In more recent studies of laboratory animals, similar modifications have been detected in organs with lesser ability to metabolize ethanol, such as skeletal and cardiac muscle and brain. Such modification may alter protein function or form a neoantigen, making it a target for immune attack. We now report an analysis of protein modification derived from ethanol metabolites in human brain tissue by ELISA using adduct-specific antibodies. We obtained autopsy cerebellum samples from 10 alcoholic cerebellar degeneration cases and 10 matched controls under informed written consent from the next of kin and clearance from the UQ Human Ethics Committee. Elevated levels of protein modifications derived from acetaldehyde (unreduced-acetaldehyde and acetaldehyde-advanced glycation end-product adducts), from malondialdehyde (malondialdehyde adducts) and from combined adducts (malondialdehydeacetaldehyde (MAA) adducts) were detected in alcoholic cerebellar degeneration samples when compared to controls. Other adduct types found in liver samples, such as reduced-acetaldehyde and those derived from hydroxyethyl radicals, were not detected in brain samples. This may reflect the different routes of ethanol metabolism in the two tissues. This is the first report of elevated protein modification in alcoholic cerebellar degeneration, and suggests that such modification may play a role in the pathogenesis of brain injury. Supported by NIAAA under grant NIH AA12404 and the NHMRC (Australia) under grant #981723.

Investigating the performance analysis of EASI algorithm and EKENS algorithm in nonlinear model

This paper investigates the performance of EASI algorithm and the proposed EKENS algorithm for linear and nonlinear mixtures. The proposed EKENS algorithm is based on the modified equivariant algorithm and kernel density estimation. Theory and characteristic of both the algorithms are discussed for blind source separation model. The separation structure of nonlinear mixtures is based on a nonlinear stage followed by a linear stage. Simulations with artificial and natural data demonstrate the feasibility and good performance of the proposed EKENS algorithm.

Detection of elevated protein modification in alcoholic cerebellar degeneration

Modification of proteins by reactive ethanol metabolites has been known, for some time, to occur in the liver, the main site of ethanol metabolism. More recently, similar modifi cation has been detected in organs with lesser ability to metabolise ethanol such as skeletal and cardiac muscle, and brain. Such modifi cation may alter protein function or form a neoantigen, making it a target for immune attack.

The dynamics of a genetic algorithm under stabilizing selection

A formalism recently introduced by Prugel-Bennett and Shapiro uses the methods of statistical mechanics to model the dynamics of genetic algorithms. To be of more general interest than the test cases they consider. In this paper, the technique is applied to the subset sum problem, which is a combinatorial optimization problem with a strongly non-linear energy (fitness) function and many local minima under single spin flip dynamics. It is a problem which exhibits an interesting dynamics, reminiscent of stabilizing selection in population biology. The dynamics are solved under certain simplifying assumptions and are reduced to a set of difference equations for a small number of relevant quantities. The quantities used are the population's cumulants, which describe its shape, and the mean correlation within the population, which measures the microscopic similarity of population members. Including the mean correlation allows a better description of the population than the cumulants alone would provide and represents a new and important extension of the technique. The formalism includes finite population effects and describes problems of realistic size. The theory is shown to agree closely to simulations of a real genetic algorithm and the mean best energy is accurately predicted.