Using a Discrete Hidden Markov Model Kernel for lip-based biometric identification

In this paper, a novel and effective lip-based biometric identification approach with the Discrete Hidden Markov Model Kernel (DHMMK) is developed. Lips are described by shape features (both geometrical and sequential) on two different grid layouts: rectangular and polar. These features are then specifically modeled by a DHMMK, and learnt by a support vector machine classifier. Our experiments are carried out in a ten-fold cross validation fashion on three different datasets, GPDS-ULPGC Face Dataset, PIE Face Dataset and RaFD Face Dataset. Results show that our approach has achieved an average classification accuracy of 99.8%, 97.13%, and 98.10%, using only two training images per class, on these three datasets, respectively. Our comparative studies further show that the DHMMK achieved a 53% improvement against the baseline HMM approach. The comparative ROC curves also confirm the efficacy of the proposed lip contour based biometrics learned by DHMMK. We also show that the performance of linear and RBF SVM is comparable under the frame work of DHMMK.

A Microgrid Testbed for Interdisciplinary Research on Cyber-Secure Industrial Control in Power Systems

This paper describes a smart grid test bed comprising embedded generation, phasor measurement units (PMUs), and supporting ICT components and infrastructure. The test bed enables the development of a use case focused on a synchronous islanding scenario, where the embedded generation becomes islanded from the mains supply. Due to the provisioned control components, control strategy, and best-practice ICT support infrastructure, the islanded portion of the grid is able to continue to operate in a secure and dependable manner.

Detecção multiutilizador do domínio da frequência para sistemas DS-CDMA

Os Sinais de Espalhamento de Espectro de Sequência Directa exibem propriedades cicloestacionárias que implicam redundância entre componentes de frequência espaçadas por múltiplos da taxa de símbolo. Nesta tese, é apresentado um cancelador de interferência multiutilizador (Cancelador por translação na frequência - FSC) que tira partido desta propriedade. Este cancelador linear opera no domínio da frequência no sinal espalhado de tal forma que minimiza a interferência e ruído na saída (Critério do Mínimo Erro Quadrado Médio). Além de testado para o caso de antena única, são avaliadas as performances das configurações de antenas múltiplas para o caso de beamforming e canais espacialmente descorrelacionados considerando sistemas síncronos e sistemas com desalinhamento no tempo dos perfis de canais (ambos UMTS-TDD). Essas configurações divergiam na ordem da combinação temporal, combinação espacial e detecção multiutilizador. As configurações FSC foram avaliadas quando concatenadas com o PIC-2D. Os resultados das simulações mostram consideráveis melhorias nos resultados relativamente ao RAKE-2D convencional e PIC-2D. Foi atingida performance próximo ao RAKE de utilizador único quando o FSC foi avaliado concatenado com PIC-2D em quase todas as configurações. Todas as configurações foram avaliadas com modulação QPSK, 8-PSK e 16-QAM. Foi introduzida codificação Turbo e identificou-se as situações da vantagem de utilização do FSC antes do PIC-2D. As modulações 8-PSK e 16-QAM foram igualmente testadas com codificação.

Enhanced ethernet switching technology for adaptive hard real-time applications: Tecnologia de comutação ethernet melhorada para aplicações adaptativas e críticas de tempo-real

Os Sistemas Embarcados Distribuídos (SEDs) estão, hoje em dia, muito difundidos em vastas áreas, desde a automação industrial, a automóveis, aviões, até à distribuição de energia e protecção do meio ambiente. Estes sistemas são, essencialmente, caracterizados pela integração distribuída de aplicações embarcadas, autónomas mas cooperantes, explorando potenciais vantagens em termos de modularidade, facilidade de manutenção, custos de instalação, tolerância a falhas, entre outros. Contudo, o ambiente operacional onde se inserem estes tipos de sistemas pode impor restrições temporais rigorosas, exigindo que o sistema de comunicação subjacente consiga transmitir mensagens com garantias temporais. Contudo, os SEDs apresentam uma crescente complexidade, uma vez que integram subsistemas cada vez mais heterogéneos, quer ao nível do tráfego gerado, quer dos seus requisitos temporais. Em particular, estes subsistemas operam de forma esporádica, isto é, suportam mudanças operacionais de acordo com estímulos exteriores. Estes subsistemas também se reconfiguram dinamicamente de acordo com a actualização dos seus requisitos e, ainda, têm lidar com um número variável de solicitações de outros subsistemas. Assim sendo, o nível de utilização de recursos pode variar e, desta forma, as políticas de alocação estática tornam-se muito ineficientes. Consequentemente, é necessário um sistema de comunicação capaz de suportar com eficácia reconfigurações e adaptações dinâmicas. A tecnologia Ethernet comutada tem vindo a emergir como uma solução sólida para fornecer comunicações de tempo-real no âmbito dos SEDs, como comprovado pelo número de protocolos de tempo-real que foram desenvolvidos na última década. No entanto, nenhum dos protocolos existentes reúne as características necessárias para fornecer uma eficiente utilização da largura de banda e, simultaneamente, para respeitar os requisitos impostos pelos SEDs. Nomeadamente, a capacidade para controlar e policiar tráfego de forma robusta, conjugada com suporte à reconfiguração e adaptação dinâmica, não comprometendo as garantias de tempo-real. Esta dissertação defende a tese de que, pelo melhoramento dos comutadores Ethernet para disponibilizarem mecanismos de reconfiguração e isolamento de tráfego, é possível suportar aplicações de tempo-real críticas, que são adaptáveis ao ambiente onde estão inseridas.Em particular, é mostrado que as técnicas de projecto, baseadas em componentes e apoiadas no escalonamento hierárquico de servidores de tráfego, podem ser integradas nos comutadores Ethernet para alcançar as propriedades desejadas. Como suporte, é fornecida, também, uma solução para instanciar uma hierarquia reconfigurável de servidores de tráfego dentro do comutador, bem como a análise adequada ao modelo de escalonamento. Esta última fornece um limite superior para o tempo de resposta que os pacotes podem sofrer dentro dos servidores de tráfego, com base unicamente no conhecimento de um dado servidor e na hierarquia actual, isto é, sem o conhecimento das especifidades do tráfego dentro dos outros servidores. Finalmente, no âmbito do projecto HaRTES foi construído um protótipo do comutador Ethernet, o qual é baseado no paradigma “Flexible Time-Triggered”, que permite uma junção flexível de uma fase síncrona para o tráfego controlado pelo comutador e uma fase assíncrona que implementa a estrutura hierárquica de servidores referidos anteriormente. Além disso, as várias experiências práticas realizadas permitiram validar as propriedades desejadas e, consequentemente, a tese que fundamenta esta dissertação.

Synchronisation in high-performance integrated circuits

A distribui ção de um sinal relógio, com elevada precisão espacial (baixo skew) e temporal (baixo jitter ), em sistemas sí ncronos de alta velocidade tem-se revelado uma tarefa cada vez mais demorada e complexa devido ao escalonamento da tecnologia. Com a diminuição das dimensões dos dispositivos e a integração crescente de mais funcionalidades nos Circuitos Integrados (CIs), a precisão associada as transições do sinal de relógio tem sido cada vez mais afectada por varia ções de processo, tensão e temperatura. Esta tese aborda o problema da incerteza de rel ogio em CIs de alta velocidade, com o objetivo de determinar os limites do paradigma de desenho sí ncrono. Na prossecu ção deste objectivo principal, esta tese propõe quatro novos modelos de incerteza com âmbitos de aplicação diferentes. O primeiro modelo permite estimar a incerteza introduzida por um inversor est atico CMOS, com base em parâmetros simples e su cientemente gen éricos para que possa ser usado na previsão das limitações temporais de circuitos mais complexos, mesmo na fase inicial do projeto. O segundo modelo, permite estimar a incerteza em repetidores com liga ções RC e assim otimizar o dimensionamento da rede de distribui ção de relógio, com baixo esfor ço computacional. O terceiro modelo permite estimar a acumula ção de incerteza em cascatas de repetidores. Uma vez que este modelo tem em considera ção a correla ção entre fontes de ruí do, e especialmente util para promover t ecnicas de distribui ção de rel ogio e de alimentação que possam minimizar a acumulação de incerteza. O quarto modelo permite estimar a incerteza temporal em sistemas com m ultiplos dom ínios de sincronismo. Este modelo pode ser facilmente incorporado numa ferramenta autom atica para determinar a melhor topologia para uma determinada aplicação ou para avaliar a tolerância do sistema ao ru ído de alimentação. Finalmente, usando os modelos propostos, são discutidas as tendências da precisão de rel ogio. Conclui-se que os limites da precisão do rel ogio são, em ultima an alise, impostos por fontes de varia ção dinâmica que se preveem crescentes na actual l ogica de escalonamento dos dispositivos. Assim sendo, esta tese defende a procura de solu ções em outros ní veis de abstração, que não apenas o ní vel f sico, que possam contribuir para o aumento de desempenho dos CIs e que tenham um menor impacto nos pressupostos do paradigma de desenho sí ncrono.

Comunidades de prática online e a construção de competências para o ensino ativo

O presente estudo foi realizado no âmbito da formação continuada de professores através das interações numa Comunidade de Prática online (CoP online). Nas CoPs ocorrem a partiha de dúvidas e problemas comuns ao trabalho dos docentes. Quando as interações são mediadas por computadores, sejam estas síncronas ou assíncronas, ultrapassam as barreiras de espaço e tempo, se adequando ao cotidiano dos professores, invariavelmente tomado por múltiplas atividades. Nesta investigação delineamos os seguintes objetivos: i) Construir uma CoP online ancorada no software social Facebook, como espaço virtual de interação entre os participantes; ii) Comprender as interações através duma CoP online como etapa na construção de competências; iii) Criar e desenvolver um programa de formações presenciais e online com vistas à desenvover as competências de Questionamento e Argumentação; e, iv) Avaliar os impactos da formação através da CoP online no desenvolvimento das competências do Questionamento e da Argumentação enquanto estratégia de promoção do ensino ativo. Como estratégia, optamos em promover as interações através do Facebook por não ocasionar custos aos participantes e por atender ao modelo de presença virtual já existente. Participaram das interações professores em exercício da Autarquia do Ensino Superior de Garanhuns (AESGA), situada no interior de Pernambuco, Brasil. As interações decorreram no período de Abril de 2012 até Março de 2013, numa comunidade fechada, de livre adesão através de convite. Para solidificar a aprendizagem através da CoP online promovemos dois ciclos de formação, um presencial e um online. Em ambas as intervenções visamos o desenvolvimento das competências do Questionamento e da Argumentação por entendermos que estas são competências instrumentais para o desenvolvimento do Pensamento Crítico e da reflexão essenciais ao docente na revisão constante de suas práticas. Nas sessões online, realizadas com o apoio do Skype e concretizadas no software ArguQuest para dinamizar atividades práticas no desenvolvimento das competências do Questionamento e da Argumentação do professor, oportunizando a este a construção coletiva de estratégias alternativas de ensino e de aprendizagem, fundamentadas no ensino ativo. O estudo foi realizado através dum estudo de caso único, alicerçado no paradigma naturalista e de abordagem qualitativa. Os dados de cariz numérico fundamentaram as análises qualitativas, promovendo também a triangulação dos dados. As interações entre os professores foram analisadas através do modelo IAM (Interaction Analysis Model) proposto por Gunawardena, Lowe e Anderson (1997), que tem como objetivo determinar se o conhecimento foi cosntruído através das interações e qual o grau de mudança do entendimento decorrente das interações. Para verificar esta construção do conhecimento analisamos os excertos de episódios interativos com apoio do software de análise qualitativa WebQDA (Neri de Souza, Costa & Neri de Souza, 2012). A análise das situações de aprendizagem planejadas e desenvolvidas demonstraram que as TIC, nomeadamente os softwares sociais, podem ser aplicados com eficiência no desenvolvimento de competências dos professores em exercício, apresentando-se como alternativa para a promoção da formação continuada de docentes. Em relação ao desenvolvimento das competências do Questionamento e da Argumentação, percebemos que os docentes foram sensibilizados para trabalhar com uma metodologia interativa, promovendo um ambiente favorável à aprendizagem ativa. Através da aplicação adaptada do modelo de construção de conhecimento preconizado no ArguQuest, foi possível acompanhar a prática do docente junto aos seus alunos, ampliando o seu repertório didático, e, sobretudo, implantando uma forma de aprender fundamentada na construção compartilhada de Questionamentos e Argumentos.

Espanhol língua estrangeira em intercompreensão : uma proposta de integração curricular

O presente relatório de estágio resulta de um trabalho implementado numa turma do 10.º ano, no Agrupamento de Escolas Martinho Árias – Soure, no ano letivo de 2013/2014, desenvolvido no âmbito do lote 7 (Inserção Curricular da Intercompreensão) do projeto europeu MIRIADI (http://miriadi.net/elgg/miriadi/home). Atendendo às diretrizes provindas das instituições europeias sobre educação em línguas (estrangeiras), as abordagens plurilingues têm vindo a ganhar terreno em Didática das Línguas. Entre estas abordagens, destacamos a intercompreensão, que tem adquirido alguma notoriedade, nomeadamente ao nível investigativo. Contudo, ao nível escolar, tem encontrado alguma relutância à sua circulação. Deste modo, após apresentarmos algumas definições da noção, as suas mais-valias e os entraves que se têm colocado a esta abordagem didática, fazemos uma breve caracterização de alguns projetos em intercompreensão. Partindo desta descrição teórica, elaborámos um projeto com características de investigação-ação, envolvendo o recurso a uma plataforma informática de prática da intercompreensão, a plataforma Galanet (http://galanet.eu/), tendo em vista identificar as possibilidades de integração de um projeto em intercompreensão em aula de Espanhol Língua Estrangeira (ELE). Pretendíamos, ainda, averiguar vantagens e constrangimentos na participação dos alunos numa sessão da plataforma. Para tal, recolhemos dados provenientes de dois inquéritos por questionário distribuídos aos alunos, de fichas de trabalho e de exercícios de expressão escrita realizados em sala de aula, bem como da análise conversacional de mensagens síncronas e assíncronas trocadas durante a referida sessão. A análise dos dados recolhidos, ainda que limitados face ao número de alunos participantes (oito alunos), permitiu-nos concluir que os princípios e objetivos da plataforma Galanet se coadunam com os objetivos propostos pelo currículo de ELE da turma objeto de intervenção. Além disso, os alunos identificaram ganhos com a sua participação, não só ao nível da sua aprendizagem de espanhol, como também ao nível metalinguístico, metacognitivo e sociocultural.

Spiking Neural Network Connectivity and its Potential for Temporal Sensory Processing and Variable Binding

The most biologically-inspired artificial neurons are those of the third generation, and are termed spiking neurons, as individual pulses or spikes are the means by which stimuli are communicated. In essence, a spike is a short-term change in electrical potential and is the basis of communication between biological neurons. Unlike previous generations of artificial neurons, spiking neurons operate in the temporal domain, and exploit time as a resource in their computation. In 1952, Alan Lloyd Hodgkin and Andrew Huxley produced the first model of a spiking neuron; their model describes the complex electro-chemical process that enables spikes to propagate through, and hence be communicated by, spiking neurons. Since this time, improvements in experimental procedures in neurobiology, particularly with in vivo experiments, have provided an increasingly more complex understanding of biological neurons. For example, it is now well understood that the propagation of spikes between neurons requires neurotransmitter, which is typically of limited supply. When the supply is exhausted neurons become unresponsive. The morphology of neurons, number of receptor sites, amongst many other factors, means that neurons consume the supply of neurotransmitter at different rates. This in turn produces variations over time in the responsiveness of neurons, yielding various computational capabilities. Such improvements in the understanding of the biological neuron have culminated in a wide range of different neuron models, ranging from the computationally efficient to the biologically realistic. These models enable the modelling of neural circuits found in the brain. In recent years, much of the focus in neuron modelling has moved to the study of the connectivity of spiking neural networks. Spiking neural networks provide a vehicle to understand from a computational perspective, aspects of the brain’s neural circuitry. This understanding can then be used to tackle some of the historically intractable issues with artificial neurons, such as scalability and lack of variable binding. Current knowledge of feed-forward, lateral, and recurrent connectivity of spiking neurons, and the interplay between excitatory and inhibitory neurons is beginning to shed light on these issues, by improved understanding of the temporal processing capabilities and synchronous behaviour of biological neurons. This research topic aims to amalgamate current research aimed at tackling these phenomena.

Modulation of pain threshold by virtual body ownership

Background Appropriate sensorimotor correlations can result in the illusion of ownership of exogenous body parts. Nevertheless, whether and how the illusion of owning a new body part affects human perception, and in particular pain detection, is still poorly investigated. Recent findings have shown that seeing one’s own body is analgesic, but it is not known whether this effect is transferable to newly embodied, but exogenous, body parts. In recent years, results from our laboratory have demonstrated that a virtual body can be felt as one’s own, provided realistic multisensory correlations. Methods The current work aimed at investigating the impact of virtual body ownership on pain threshold. An immersive virtual environment allowed a first-person perspective of a virtual body that replaced the own. Passive movement of the index finger congruent with the movement of the virtual index finger was used in the “synchronous” condition to induce ownership of the virtual arm. The pain threshold was tested by thermal stimulation under four conditions: 1) synchronous movements of the real and virtual fingers, 2) asynchronous movements, 3) seeing a virtual object instead of an arm, and 4) not seeing any limb in real world. Results Our results show that, independently of attentional and stimulus adaptation processes, the ownership of a virtual arm per se can significantly increase the thermal pain threshold. Conclusions This finding may be relevant for the development and improvement of digital solutions for rehabilitation and pain treatment.

Affections dermatologiques et troubles dépressifs : leur association chez les personnes âgées du Québec

Résumé : Les liens entre les maladies dermatologiques et les troubles de santé mentale, dont la dépression, sont reconnus depuis longtemps. Cependant, peu d’études de population ont examiné cette problématique et aucune n’a été faite auprès des aînés. Le but de ce mémoire est d’explorer l’association entre les affections dermatologiques et les troubles dépressifs chez les personnes âgées vivant à domicile. Pour ce faire, deux études ont été réalisées. La première visait à décrire les caractéristiques dermatologiques de la population à l’étude et la deuxième avait pour but de tester l’hypothèse d’une association bidirectionnelle entre les problèmes mentionnés. Il s’agit d’une analyse secondaire des données de l’Enquête sur la Santé des Aînés (ESA) qui a été menée auprès d’un échantillon représentatif de la population âgée (≥ 65 ans) vivant à domicile au Québec. Des mesures répétées à un an d’intervalle (T1 et T2) ont été obtenues auprès de 2 cohortes successives fixes. Les données de l’enquête ESA ont été appariées à celles des registres de la Régie de l’assurance maladie du Québec (RAMQ). Les troubles dépressifs ont été définis en se basant sur les critères du DSM-IV et les affections dermatologiques ont été mesurées à partir de deux sources de données (enquête et registres administratifs de la RAMQ). Des modèles autorégressifs bivariés ont été utilisés pour tester l’hypothèse d’association bidirectionnelle entre les affections dermatologiques et les troubles dépressifs. Nos résultats ont montré que près de 13% et 21% des répondants ont rapporté des affections dermatologiques auto-rapportées ou avaient été diagnostiqués selon les registres de la RAMQ. En plus, près de 6% des participants rapportaient un trouble dépressif probable au T1 et au T2. Nos résultats suggèrent la présence d’une association synchronique (transversale) entre les affections dermatologiques et les troubles dépressifs. Ce projet souligne l’importance d’évaluer et d’explorer la cooccurrence de ces deux pathologies afin d’améliorer la prise en charge des individus atteints simultanément par ces deux problèmes. Nous suggérons l'inclusion des affections dermatologiques dans les futures études épidémiologiques visant à explorer les liens entre les troubles de santé mentale et de santé physique chez les personnes âgées.//Abstract : The relationship between skin conditions and mental health disorders, which includes depression, has long been recognized. However, few population - based studies have examined this issue and none were carried out in older - adults. The aim of this project was to explore the associations between skin conditions and depressive disorders affecting the elderly living at home. To do this, two studies were conducted; the first aimed to describe the dermatological features of the study population. The second was designed to test the hypothesis of a bidirectional association between the conditions mentioned above. We carried out secondary data analyses from data collected in the Study on the Health of Seniors (ESA ) survey, which consisted of a representative sample of the elderly population (≥ 65 years) living at home in Quebec. Two repeated measurements one year apart (T1 and T2) were obtained from two fixed successive cohorts. Participants in both phases of the investigation and with available health service information from Quebec’s health insurance plan agency (Régie de l'assurance maladie du Québec - RAMQ) were selected for this project. Depressive disorders were defined based on DSM - IV criteria and dermatological conditions were measured from two data sources (survey and administrative records). Cross - lagged panel models were used to test the hypothesis of association between the two mentioned conditions. Our results showed that nearly 13% and 21% of respondents have self - reported and diagnosed skin conditions, respectively. In addition, about 6% of participants reported symptoms that were consistent with a probable depressive disorder on T1 and T2. Our results suggested the presence of synchronous (cross - sectional) associations between skin conditions and depressive disorders in the elderly. This research highlights the importance of assessing and exploring the co - occurrence of these two conditions to improve the management of individuals who are affected. We suggest the inclusion of dermatological conditions in future/further studies exploring the comorbidity between mental and physical health in the older adults.

Changes in the Pollen Seasons of the Early Flowering Trees Alnus spp. and Corylus spp. in Worcester United Kingdom 1996-2005

Previous work on Betula spp. (birch) in the UK and at five sites in Europe has shown that pollen seasons for this taxon have tended to become earlier by about 5–10 days per decade in most regions investigated over the last 30 years. This pattern has been linked to the trend to warmer winters and springs in recent years. However, little work has been done to investigate the changes in the pollen seasons for the early flowering trees. Several of these, such as Alnus spp. and Corylus spp., have allergens, which cross-react with those of Betula spp., and so have a priming effect on allergic people. This paper investigates pollen seasons for Alnus spp. and Corylus spp. for the years 1996–2005 at Worcester, in the West Midlands, United Kingdom. Pollen data for daily average counts were collected using a Burkard volumetric trap sited on the exposed roof of a three-storey building. The climate is western maritime. Meteorological data for daily temperatures (maximum and minimum) and rainfall were obtained from the local monitoring sites. The local area up to approximately 10 km surrounding the site is mostly level terrain with some undulating hills and valleys. The local vegetation is mixed farmland and deciduous woodland. The pollen seasons for the two taxa investigated are typically late December or early January to late March. Various ways of defining the start and end of the pollen seasons were considered for these taxa, but the most useful was the 1% method whereby the season is deemed to have started when 1% of the total catch is achieved and to have ended when 99% is reached. The cumulative catches (in grains/m3) for Alnus spp. varied from 698 (2001) to 3,467 (2004). For Corylus spp., they varied from 65 (2001) to 4,933 (2004). The start dates for Alnus spp. showed 39 days difference in the 10 years (earliest 2000 day 21, latest 1996 day 60). The end dates differed by 26 days and the length of season differed by 15 days. The last 4 years in the set had notably higher cumulative counts than the first 2, but there was no trend towards earlier starts. For Corylus spp. start days also differed by 39 days (earliest 1999 day 5, latest 1996 day 44). The end date differed by 35 days and length of season by 26 days. Cumulative counts and lengths of season showed a distinct pattern of alternative high (long) and low (short) years. There is some evidence of a synchronous pattern for Alnus spp.. These patterns show some significant correlations with temperature and rainfall through the autumn, winter and early spring, and some relationships with growth degree 4s and chill units, but the series is too short to discern trends. The analysis has provided insight to the variation in the seasons for these early flowering trees and will form a basis for future work on building predictive models for these taxa.

Specifying and analysing networks of processes in CSPt (or in search of associativity)

In proposing theories of how we should design and specify networks of processes it is necessary to show that the semantics of any language we use to write down the intended behaviours of a system has several qualities. First in that the meaning of what is written on the page reflects the intention of the designer; second that there are no unexpected behaviours that might arise in a specified system that are hidden from the unsuspecting specifier; and third that the intention for the design of the behaviour of a network of processes can be communicated clearly and intuitively to others. In order to achieve this we have developed a variant of CSP, called CSPt, designed to solve the problems of termination of parallel processes present in the original formulation of CSP. In CSPt we introduced three parallel operators, each with a different kind of termination semantics, which we call synchronous, asynchronous and race. These operators provide specifiers with an expressive and flexible tool kit to define the intended behaviour of a system in such a way that unexpected or unwanted behaviours are guaranteed not to take place. In this paper we extend out analysis of CSPt and introduce the notion of an alphabet diagram that illustrates the different categories of events that can arise in the parallel composition of processes. These alphabet diagrams are then used to analyse networks of three processes in parallel with the aim of identifying sufficient constraints to ensure associativity of their parallel composition. Having achieved this we then proceed to prove associativity laws for the three parallel operators of CSPt. Next, we illustrate how to design and construct a network of three processes that satisfy the associativity law, using the associativity theorem and alphabet diagrams. Finally, we outline how this could be achieved for more general networks of processes.

Successful termination in timed CSP

In proposing theories of how we should design and specify networks of processes it is necessary to show that the semantics of any language we use to write down the intended behaviours of a system has several qualities. First in that the meaning of what is written on the page reflects the intention of the designer; second that there are no unexpected behaviours that might arise in a specified system that are hidden from the unsuspecting specifier; and third that the intention for the design of the behaviour of a network of processes can be communicated clearly and intuitively to others. In order to achieve this we have developed a variant of CSP, called CSPt, designed to solve the problems of termination of parallel processes present in the original formulation of CSP. In CSPt we introduced three parallel operators, each with a different kind of termination semantics, which we call synchronous, asynchronous and race. These operators provide specifiers with an expressive and flexible tool kit to define the intended behaviour of a system in such a way that unexpected or unwanted behaviours are guaranteed not to take place. In this paper we extend out analysis of CSPt and introduce the notion of an alphabet diagram that illustrates the different categories of events that can arise in the parallel composition of processes. These alphabet diagrams are then used to analyse networks of three processes in parallel with the aim of identifying sufficient constraints to ensure associativity of their parallel composition. Having achieved this we then proceed to prove associativity laws for the three parallel operators of CSPt. Next, we illustrate how to design and construct a network of three processes that satisfy the associativity law, using the associativity theorem and alphabet diagrams. Finally, we outline how this could be achieved for more general networks of processes.

Why is “blindsight” blind? A new perspective on primary visual cortex, recurrent activity and visual awareness

The neuropsychological phenomenon of blindsight has been taken to suggest that the primary visual cortex (V1) plays a unique role in visual awareness, and that extrastriate activation needs to be fed back to V1 in order for the content of that activation to be consciously perceived. The aim of this review is to evaluate this theoretical framework and to revisit its key tenets. Firstly, is blindsight truly a dissociation of awareness and visual detection? Secondly, is there sufficient evidence to rule out the possibility that the loss of awareness resulting from a V1 lesion simply reflects reduced extrastriate responsiveness, rather than a unique role of V1 in conscious experience? Evaluation of these arguments and the empirical evidence leads to the conclusion that the loss of phenomenal awareness in blindsight may not be due to feedback activity in V1 being the hallmark awareness. On the basis of existing literature, an alternative explanation of blindsight is proposed. In this view, visual awareness is a “global” cognitive function as its hallmark is the availability of information to a large number of perceptual and cognitive systems; this requires inter-areal long-range synchronous oscillatory activity. For these oscillations to arise, a specific temporal profile of neuronal activity is required, which is established through recurrent feedback activity involving V1 and the extrastriate cortex. When V1 is lesioned, the loss of recurrent activity prevents inter-areal networks on the basis of oscillatory activity. However, as limited amount of input can reach extrastriate cortex and some extrastriate neuronal selectivity is preserved, computations involving comparison of neural firing rates within a cortical area remain possible. This enables “local” read-out from specific brain regions, allowing for the detection and discrimination of basic visual attributes. Thus blindsight is blind due to lack of “global” long-range synchrony, and it functions via “local” neural readout from extrastriate areas.

Comparative study of power converter topologies and control strategies for the harmonic performance of variable-speed wind turbine generator systems

Power converters play a vital role in the integration of wind power into the electrical grid. Variable-speed wind turbine generator systems have a considerable interest of application for grid connection at constant frequency. In this paper, comprehensive simulation studies are carried out with three power converter topologies: matrix, two-level and multilevel. A fractional-order control strategy is studied for the variable-speed operation of wind turbine generator systems. The studies are in order to compare power converter topologies and control strategies. The studies reveal that the multilevel converter and the proposed fractional-order control strategy enable an improvement in the power quality, in comparison with the other power converters using a classical integer-order control strategy. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.