Optical interconnection for neural networks by use of a self-imaging function

A grating-lens combination unit is developed to form a scaling self-transform function that can self-image on scale. Then an array of many such grating-lens units is used for the optical interconnection of a two-dimensional neural network, and experiments are carried out. We find that our idea is feasible, the optical interconnection system is simple, and optical adjustment is easy. (C) 1998 Optical Society of America.

Design and control of an ultraprecision stage used in grating tiling

In petawatt laser system, the gratings used to compose pulse compressor are very large in size which can be only acquired currently by arraying small aperture gratings to form a large one instead, an approach referred to as grating tiling. Theory and experiments have demonstrated that the coherent addition of multiple small gratings to form a larger grating is viable, the key technology of which is to control the relative position and orientation of each grating with high precision. According to the main factors that affect the performance of the grating tiling, a 5-DOF ultraprecision stage is developed for the grating tiling experiment. The mechanism is formed by serial structures. The motion of the mechanism is guided by flexure hinges and driven by piezoelectric actuators and the movement resolution of which can achieve nanometer level. To keep the stability of the mechanism, capacitive position sensors with nanometer accuracy are fixed on it to provide feedback signals with which to realize closed-loop control, thus the positioning precision of the mechanism is within several nanometers range through voltage control and digital PID algorithm. Results of experiments indicate that the performance of the mechanism can meet the requirement of precision for grating tiling.}

Properties of convergence of a class of iterative processes generated by sequences of self-mappings with applications to switched dynamic systems

This article investigates the convergence properties of iterative processes involving sequences of self-mappings of metric or Banach spaces. Such sequences are built from a set of primary self-mappings which are either expansive or non-expansive self-mappings and some of the non-expansive ones can be contractive including the case of strict contractions. The sequences are built subject to switching laws which select each active self-mapping on a certain activation interval in such a way that essential properties of boundedness and convergence of distances and iterated sequences are guaranteed. Applications to the important problem of stability of dynamic switched systems are also given.

Isabel na escola: desafios e perspectivas para a inclusão de uma criança com síndrome de down numa classe comum

Esta tese analisa a concepção de uma professora sobre o processo ensino-aprendizagem de uma criança com Síndrome de Down incluída em uma classe comum de Educação Infantil. Também foi objeto de estudo a busca, junto à referida professora, de procedimentos favoráveis ao desenvolvimento social, afetivo e cognitivo da aluna. Trata-se de uma pesquisa qualitativa, combinando um estudo de caso de cunho etnográfico com uma pesquisa-ação. Como procedimentos de coletas de dados foram utilizadas entrevistas abertas e semiestruturadas, observação participante e a autoscopia. A análise dos dados foi feita com base na análise de conteúdo, conforme proposta por Bardin (1977). Os dados obtidos, que vêm ao encontro com outros estudos, mostraram as dificuldades de implementação das políticas públicas de inclusão no âmbito do sistema educacional, em geral, e especificamente no caso da escola foco. O processo de inclusão torna-se complexo em virtude de variáveis como: despreparo dos professores em lidar com alunos com deficiência, ausência de conhecimento por parte de professores sobre flexibilização de estratégias de ensino aprendizagem e de organização escolar que não levam em conta a diversidade do alunado. Vimos que a presença da aluna na classe não garantia sua participação nas atividades e que seu processo de escolarização era dificultado pela falta de conhecimentos da professora sobre o desenvolvimento de sujeitos com deficiência intelectual e práticas pedagógicas alternativas. A partir da pesquisa-ação, constatamos mudanças positivas por parte da menina com relação ao desenvolvimento social e afetivo e que a professora, mesmo diante de limitações pedagógicas, contribuiu para esses avanços. Os dados revelaram que os conhecimentos pedagógicos que a professora demonstrava ter, com base nas atividades propostas para os alunos, estavam baseados no ensino tradicional, com uma concepção de educação infantil voltada para a prontidão para a alfabetização, evidenciando uma dificuldade em desenvolver o trabalho pedagógico numa perspectiva sócio-histórica.

Utilização de modelos de classificação para mineração de dados relacionados à aprendizagem de matemática e ao perfil de professores do ensino fundamental

No presente trabalho foram utilizados modelos de classificação para minerar dados relacionados à aprendizagem de Matemática e ao perfil de professores do ensino fundamental. Mais especificamente, foram abordados os fatores referentes aos educadores do Estado do Rio de Janeiro que influenciam positivamente e negativamente no desempenho dos alunos do 9 ano do ensino básico nas provas de Matemática. Os dados utilizados para extrair estas informações são disponibilizados pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira que avalia o sistema educacional brasileiro em diversos níveis e modalidades de ensino, incluindo a Educação Básica, cuja avaliação, que foi foco deste estudo, é realizada pela Prova Brasil. A partir desta base, foi aplicado o processo de Descoberta de Conhecimento em Bancos de Dados (KDD - Knowledge Discovery in Databases), composto das etapas de preparação, mineração e pós-processamento dos dados. Os padrões foram extraídos dos modelos de classificação gerados pelas técnicas árvore de decisão, indução de regras e classificadores Bayesianos, cujos algoritmos estão implementados no software Weka (Waikato Environment for Knowledge Analysis). Além disso, foram aplicados métodos de grupos e uma metodologia para tornar as classes uniformemente distribuídas, afim de melhorar a precisão dos modelos obtidos. Os resultados apresentaram importantes fatores que contribuem para o ensino-aprendizagem de Matemática, assim como evidenciaram aspectos que comprometem negativamente o desempenho dos discentes. Por fim, os resultados extraídos fornecem ao educador e elaborador de políticas públicas fatores para uma análise que os auxiliem em posteriores tomadas de decisão.

Emancipação social e exclusão no cotidiano escolar: a homofobia e sua influência nas tessituras identitárias

Esta pesquisa teve como objetivo entender como os processos de exclusão ocorridos nos/dos/com os cotidianos de uma escola pública influenciam nos processos de tessituras identitárias das alunas e dos alunos com orientação homossexual e dos demais alunos que praticam ou assistem aos procedimentos de exclusão. A pesquisa nos/dos/com os cotidianos possibilitou a compreensão sobre os processos cotidianos de produção de exclusões em sua complexidade e o modo como esses interferem nas formações identitárias dos sujeitos. A partir de histórias narradas, podemos perceber algumas práticas emancipatórias que influenciaram tais tessituras de todas as alunas e alunos ao lado de práticas excludentes e homofóbicas que igualmente interferiram nas constituições das identidades de todos os estudantes. Todos esses discentes teceram aprendizagens, a partir das ações e discursos proferidos por suas professoras e professores, em relação à sexualidade e aos modos de suas manifestações. Assim, foi necessário darmos visibilidade a algumas dessas práticas para percebermos que na tessitura das identidades de todos os estudantes estão presentes aprendizagens emancipatórias e processos de subjetivações que podem ser entendidos como aprendizagens regulatórias. Verificamos que o sofrimento foi um alinhavo permanente das tessituras identitárias de alguns estudantes, tendo se transformado, para alguns, em potência e para outros, em apenas dor.

Aprendizagem do profissional de saúde na web: perfis, percepções e representações sociais

No campo da educação permanente na área da saúde, podem ser citadas diferentes iniciativas que visam formar profissionais com o uso das Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs). No entanto, pouco se sabe ainda sobre o uso da web por profissionais da saúde como estratégia da aprendizagem formal, menos ainda quando se aborda a aprendizagem informal. Percebe-se que as ações no campo da educação com uso e, sobretudo, para o uso da tecnologia como ferramenta de aprendizagem ainda são feitas de forma muito intuitivas, por acerto e erro, tendo em vista a própria evolução da tecnologia em um curto período temporal. Sendo assim, o objetivo geral da pesquisa é compreender o perfil, as percepções e representações sociais sobre aprendizagem na web de médicos, enfermeiros e cirurgiões-dentistas e uma possível influência desse uso no cotidiano profissional. Para atingir o objetivo delimitado, foi empregada a metodologia quali-quantitativa através da utilização de um questionário on-line, contendo questões fechadas e questões abertas, respondido por 277 alunos do Curso de Especialização em Saúde da Família oferecido pelo núcleo da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) da Universidade Aberta do Sistema Único de Saúde (UNA-SUS). Para análise das questões fechadas, foi utilizada a estatística descritiva e testes bivariados não paramétricos. A análise das questões abertas foi feita à luz da teoria da representações sociais com emprego da técnica da análise do conteúdo e das evocações livres. Os resultados da pesquisa foram apresentados em formato de três trabalhos para apresentação em eventos e quatro artigos submetidos para publicação em revistas de alta qualidade acadêmica. Com base nos resultados, destaca-se como preocupação que o simples consumo de informações esteja justificando e a ele esteja restrito o uso da internet para os sujeitos, em detrimento às possibilidades educacionais da cibercultura. Acredita-se ser necessário o desenvolvimento de ações que subsidiem uma prática mais reflexiva a fim de reverter um possível uso reduzido das potencialidades da TICs.

Principles of sensorimotor learning.

The exploits of Martina Navratilova and Roger Federer represent the pinnacle of motor learning. However, when considering the range and complexity of the processes that are involved in motor learning, even the mere mortals among us exhibit abilities that are impressive. We exercise these abilities when taking up new activities - whether it is snowboarding or ballroom dancing - but also engage in substantial motor learning on a daily basis as we adapt to changes in our environment, manipulate new objects and refine existing skills. Here we review recent research in human motor learning with an emphasis on the computational mechanisms that are involved.

Principles of sensorimotor learning

The exploits of Martina Navratilova and Roger Federer represent the pinnacle of motor learning. However, when considering the range and complexity of the processes that are involved in motor learning, even the mere mortals among us exhibit abilities that are impressive. We exercise these abilities when taking up new activities-whether it is snowboarding or ballroom dancing-but also engage in substantial motor learning on a daily basis as we adapt to changes in our environment, manipulate new objects and refine existing skills. Here we review recent research in human motor learning with an emphasis on the computational mechanisms that are involved. © 2011 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Graduate education for leadership and organisational change in sustainable development

This paper reflects on the motivation, method and effectiveness of teaching leadership and organisational change to graduate engineers. Delivering progress towards sustainable development requires engineers who are aware of pressing global issues (such as resource depletion, climate change, social inequity and an interdependent economy) since it is they who deliver the goods and services that underpin society within these constraints. They also must understand how to implement change in the organisations within which they will work. In recognition of this fact the Cambridge University MPhil in Engineering for Sustainable Development has focussed on educating engineers to become effective change agents in their professional field with the confidence to challenge orthodoxy in adopting traditional engineering solutions. This paper reflects on ten years of delivering a special module to review how teaching change management and leadership aspects of the programme have evolved and progressed over that time. As the students who embark on this professional practice have often extensive experience as practising engineers and scientists, many have already learned the limitations of their technical background when solving complex problems. Students often join the course recognising their need to broaden their knowledge of relevant cross-disciplinary skills. The programme offers an opportunity for these early to mid-career engineers to explore an ethical and value-based approach to bringing about effective change in their particular sectors and organisations. This is achieved through action learning assignments in combination with reflections on the theory of change to enable students to equip themselves with tools that help them to be effective in making their professional and personal life choices. This paper draws on feedback gathered from students during their participation on the programme and augments this with alumni reflections gathered some years after their graduation. These professionals are able to look back on their experience of the taught components and reflect on how they have been able to apply this key learning in their subsequent careers. Copyright © 2012 September.

Slowness and sparseness lead to place, head-direction, and spatial-view cells.

We present a model for the self-organized formation of place cells, head-direction cells, and spatial-view cells in the hippocampal formation based on unsupervised learning on quasi-natural visual stimuli. The model comprises a hierarchy of Slow Feature Analysis (SFA) nodes, which were recently shown to reproduce many properties of complex cells in the early visual system []. The system extracts a distributed grid-like representation of position and orientation, which is transcoded into a localized place-field, head-direction, or view representation, by sparse coding. The type of cells that develops depends solely on the relevant input statistics, i.e., the movement pattern of the simulated animal. The numerical simulations are complemented by a mathematical analysis that allows us to accurately predict the output of the top SFA layer.

Digital radio distribution system over multiple cabling types

This paper demonstrates a novel digital radio distribution system able to transmit not only over optical fibres and coaxial cables but also over twisted pair cables. The digitised RF signal is compressed for maximum transmission efficiency in a way that allows for integral self-learning algorithms to be introduced for multi-service applications. © 2013 IEEE.

Effects of solar UV radiation on morphology and photosynthesis of filamentous cyanobacterium Arthrospira platensis

To study the impact of solar UV radiation (UVR) (280 to 400 nm) on the filamentous cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis, we examined the morphological changes and photosynthetic performance using an indoor-grown strain (which had not been exposed to sunlight for decades) and an outdoor-grown strain (which had been grown under sunlight for decades) while they were cultured with three solar radiation treatments: PAB (photosynthetically active radiation [PAR] plus UVR; 280 to 700 nm), PA (PAR plus UV-A; 320 to 700 nm), and P (PAR only; 400 to 700 nm). Solar UVR broke the spiral filaments of A. platensis exposed to full solar radiation in short-term low-cell-density cultures. This breakage was observed after 2 h for the indoor strain but after 4 to 6 h for the outdoor strain. Filament breakage also occurred in the cultures exposed to PAR alone; however, the extent of breakage was less than that observed for filaments exposed to full solar radiation. The spiral filaments broke and compressed when high-cell-density cultures were exposed to full solar radiation during long-term experiments. When UV-B was screened off, the filaments initially broke, but they elongated and became loosely arranged later (i.e., there were fewer spirals per unit of filament length). When UVR was filtered out, the spiral structure hardly broke or became looser. Photosynthetic 0, evolution in the presence of UVR was significantly suppressed in the indoor strain compared to the outdoor strain. UVR-induced inhibition increased with exposure time, and it was significantly lower in the outdoor strain. The concentration of UV-absorbing compounds was low in both strains, and there was no significant change in the amount regardless of the radiation treatment, suggesting that these compounds were not effectively used as protection against solar UVR. Self-shading, on the other hand, produced by compression of the spirals over adaptive time scales, seems to play an important role in protecting this species against deleterious UVR. Our findings suggest that the increase in UV-B irradiance due to ozone depletion not only might affect photosynthesis but also might alter the morphological development of filamentous cyanobacteria during acclimation or over adaptive time scales.

Optical and structural properties of self-assembled ZnO QD chains by L-MBE

ZnO complex 3D nano-structures have been self-organized on Al2O3 (0 0 0 1) substrate by laser molecular beam epitaxy (L-MBE). It is shown by AFM morphology that the structure is composed of ID quantum dot chains (QDCs) and larger nano-islands at the nodes of QDCs. The formation mechanism of the nano-structure is also investigated. XRD results indicate that the nano-structure is highly c-axis oriented, with the aligned in-plane oriented domains. Time-integrated photoluminescence (TIPL) of the sample shows obvious blue-shift and broadening of the near band-edge (NBE) emission at room temperature, which are related to the quantum confinement effects. Time-resolved PL (TRPL) result shows bi-exponential decay behavior of ZnO QDCs, with a fast decay time of 38.21 ps and a low decay time of 138.19ps, respectively, which is considered to be originated from the interdot coupling made by coherent emission and reabsorption of the photons in QDCs. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

On-line concentration of neutral and charged species in capillary electrochromatography with a methacrylate-based monolithic stationary phase

A method involving self-concentration, on-column enrichment and field-amplified sample stacking for on-line concentration in capillary electrochromatography with a polymer monolithic column is presented. Since monolithic columns eliminate the frit fabrication and the problems associated with frits, the experimental conditions could be more flexibly adjusted to obtain higher concentration factor in comparison with conventional particulate packed columns. With self-concentration effect, the detection sensitivity of benzene and hexylbenzene is improved by a factor of 4 and 8, respectively. With on-column enrichment and ultralong injection, improvement as high as 22 000 times in detection sensitivity of benzoin is achieved. Furthermore, a combination of the three above-mentioned methods yields up to a 24000-fold improvement in detection sensitivity for caffeine, a charged compound. Parameters affecting the efficiency of on-line concentration are investigated systematically. In addition, equations describing on-line concentration process are deduced.