Multi-UAV Coordination and Control Interface

The interest in missions with multiple Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has increased significantly in last years. These missions take advantage of the use of fleets instead of single UAVs to ensure the success, reduce the duration or increase the goals of the mission. In addition, they allow performing tasks that require multiple agents and certain coordination (e.g. surveillance of large areas or transport of heavy loads). Nevertheless, these missions suppose a challenge in terms of control and monitoring. In fact, the workload of the operators rises with the utilization of multiple UAVs and payloads, since they have to analyze more information, make more decisions and generate more commands during the mission. This work addresses the operator workload problem in multi-UAV missions by reducing and selecting the information. Two approaches are considered: a first one that selects the information according to the mission state, and a second one that selects it according to the operator preferences. The result is an interface that is able to control the amount of information and show what is relevant for mission and operator at the time.

Ultrafast detection and control of molecular dynamics

Many elementary chemical and physical processes such as the breaking of a chemical bond or the vibrational motion of atoms within a molecule take place on a femtosecond (fs = 10−15 s) or picosecond (ps = 10−12 s) time scale. It is now possible to monitor these events as a function of time with temporal resolution well below 100 fs. This capability is based on the pump-probe technique where one optical pulse triggers a reaction and a second delayed optical pulse probes the changes that ensue. To illustrate this capability, the dynamics of ligand motion within a protein are presented. Moving beyond casual observation of a reaction to active control of its outcome requires additional experimental and theoretical effort. To illustrate the concept of control, the effect of optical pulse duration on the vibrational dynamics of a tri-atomic molecule are discussed. The experimental and theoretical resources currently available are poised to make the dream of reaction control a reality for certain molecular systems.

Auxin-Growth Relationships in Maize Coleoptiles and Pea Internodes and Control by Auxin of the Tissue Sensitivity to Auxin

Growth of a zone of maize (Zea mays L.) coleoptiles and pea (Pisum sativum L.) internodes was greatly suppressed when the organ was decapitated or ringed at an upper position with the auxin transport inhibitor N-1-naphthylphthalamic acid (NPA) mixed with lanolin. The transport of apically applied 3H-labeled indole-3-acetic acid (IAA) was similarly inhibited by NPA. The growth suppressed by NPA or decapitation was restored by the IAA mixed with lanolin and applied directly to the zone, and the maximal capacity to respond to IAA did not change after NPA treatment, although it declined slightly after decapitation. The growth rate at IAA saturation was greater than the rate in intact, nontreated plants. It was concluded that growth is limited and controlled by auxin supplied from the apical region. In maize coleoptiles the sensitivity to IAA increased more than 3 times when the auxin level was reduced over a few hours with NPA treatment. This result, together with our previous result that the maximal capacity to respond to IAA declines in pea internodes when the IAA level is enhanced for a few hours, indicates that the IAA concentration-response relationship is subject to relatively slow adaptive regulation by IAA itself. The spontaneous growth recovery observed in decapitated maize coleoptiles was prevented by an NPA ring placed at an upper position of the stump, supporting the view that recovery is due to regenerated auxin-producing activity. The sensitivity increase also appeared to participate in an early recovery phase, causing a growth rate greater than in intact plants.

Independence of metastatic ability and extravasation: metastatic ras-transformed and control fibroblasts extravasate equally well.

Escape of cancer cells from the circulation (extravasation) is thought to be a major rate-limiting step in metastasis, with few cells being able to extravasate. Furthermore, highly metastatic cells are believed to extravasate more readily than poorly metastatic cells. We assessed in vivo the extravasation ability of highly metastatic ras-transformed NIH 3T3 cells (PAP2) versus control nontumorigenic nontransformed NIH 3T3 cells and primary mouse embryo fibroblasts. Fluorescently labeled cells were injected intravenously into chicken embryo chorioallantoic membrane and analyzed by intravital videomicroscopy. The chorioallantoic membrane is an appropriate model for studying extravasation, since, at the embryonic stage used, the microvasculature exhibits a continuous basement membrane and adult permeability properties. The kinetics of extravasation were assessed by determining whether individual cells (n = 1481) were intravascular, extravascular, or in the process of extravasation, at 3, 6, and 24 h after injection. Contrary to expectations, our results showed that all three cell types extravasated with the same kinetics. By 24 h after injection > 89% of observed cells had completed extravasation from the capillary plexus. After extravasation, individual fibroblasts of all cell types demonstrated preferential migration within the mesenchymal layer toward arterioles, not to venules or lymphatics. Thus in this model and for these cells, extravasation is independent of metastatic ability. This suggests that the ability to extravasate in vivo is not necessarily predictive of subsequent metastasis formation, and that postextravasation events may be key determinants in metastasis.

Gene targeting approaches to complex genetic diseases: atherosclerosis and essential hypertension.

Gene targeting allows precise, predetermined changes to be made in a chosen gene in the mouse genome. To date, targeting has been used most often for generation of animals completely lacking the product of a gene of interest. The resulting "knockout" mice have confirmed some hypotheses, have upset others, but have rarely been uninformative. Models of several human genetic diseases have been produced by targeting--including Gaucher disease, cystic fibrosis, and the fragile X syndrome. These diseases are primarily determined by defects in single genes, and their modes of inheritance are well understood. When the disease under study has a complex etiology with multiple genetic and environmental components, the generation of animal models becomes more difficult but no less valuable. The problems associated with dissecting out the individual genetic factors also increases substantially and the distinction between causation and correlation is often difficult. To prove causation in a complex system requires rigorous adherence to the principle that the experiments must allow detection of the effects of changing only a single variable at one time. Gene targeting experiments, when properly designed, can test the effects of a precise genetic change completely free from the effects of differences in any other genes (linked or unlinked to the test gene). They therefore allow proofs of causation.

Dieta e fatores de riscos metabólicos para doença cardiovascular em adultos e idosos residentes no município de São Paulo: uma análise por modelos de equações estruturais

Introdução: As doenças cardiovasculares são a principal causa de morte no Brasil e no mundo e apresentam importante contribuição para a carga global de doenças. A dieta tem sido considerada um dos determinantes primários do estado de saúde dos indivíduos, atuando na modulação dos fatores de risco metabólicos para doença cardiovascular. Objetivos: Desenvolver um modelo conceitual para a relação entre fatores de risco metabólicos e investigar sua associação com padrões de dieta de adultos e idosos residentes no município de São Paulo. Métodos: Estudo transversal de base populacional com amostra probabilística de adultos e idosos, residentes em área urbana do município de São Paulo, que participaram do Inquérito de Saúde do Município de São Paulo, realizado em duas fases entre os anos de 2008 e 2011 (estudo ISA Capital 2008). Na primeira fase do estudo, 1.102 adultos e idosos, de ambos os sexos, foram entrevistados no domicílio, por meio da aplicação de questionário estruturado e do recordatório alimentar de 24 horas. Na segunda fase, 642 indivíduos adultos e idosos foram reavaliados quanto ao consumo alimentar por meio da aplicação, por telefone, do segundo recordatório alimentar, e, destes, 592 participaram da coleta domiciliar de amostras de sangue venoso, da medição antropométrica e da aferição da pressão arterial por técnico de enfermagem. Os alimentos relatados em ambos os recordatórios foram agrupados segundo a similaridade do valor nutricional e hábitos alimentares da população, e corrigidos pela variância intrapessoal da ingestão por procedimentos estatísticos da plataforma online Multiple Source Method. Os grupos de alimentos foram analisados por meio de análise fatorial exploratória e confirmatória (manuscrito 1) e por modelos de equações estruturais exploratórios (manuscrito 3), a fim de obter os padrões de dieta. O modelo conceitual da relação entre os fatores de risco metabólicos (leptina sérica, proteína C-reativa de alta sensibilidade sérica, pressão arterial sistólica e diastólica, razão colesterol total/lipoproteína de alta densidade, razão triacilglicerol/lipoproteína de alta densidade, glicemia de jejum plasmática, circunferência da cintura e peso corporal) foi obtido por modelos de equações estruturais estratificados por sexo (manuscrito 2). Por fim, a associação dos padrões de dieta com o modelo conceitual proposto (manuscrito 3) foi investigada por modelos de equações estruturais exploratórios. Índices de qualidade de ajuste foram estimados para avaliar a adequação de todos os modelos. As análises foram realizadas no programa Mplus versão 6.12. Resultados: No manuscrito 1, a análise fatorial exploratória revelou a existência de dois padrões de dieta, os quais apresentaram boa qualidade de ajuste na análise fatorial confirmatória quando aplicados os pontos de corte de cargas fatoriais |0,25| na rotação oblíqua Promax. No manuscrito 2, a relação entre os fatores de risco metabólicos foi diferente entre os sexos. Nas mulheres, a leptina sérica apresentou efeitos indiretos e positivos, mediados pelo peso corporal e pela circunferência da cintura, em todos os fatores de risco avaliados. Já nos homens, a leptina sérica apresentou efeitos diretos e positivos sobre a proteína C-reativa de alta sensibilidade e efeitos indiretos e positivos (mediados pelo peso corporal e pela circunferência da cintura) sobre a razão triacilglicerol/lipoproteína de alta densidade, colesterol total/lipoproteína de alta densidade e glicemia de jejum plasmática. No manuscrito 3, foram obtidos três padrões de dieta, dos quais o Tradicional apresentou relação direta e negativa com a leptina sérica e relação indireta e negativa com o peso corporal e a circunferência da cintura, bem como com os demais fatores de risco metabólicos. Já o padrão Prudente apresentou relação direta e negativa com a pressão arterial sistólica, enquanto o padrão Moderno não se associou aos fatores de risco metabólicos investigados. Conclusão: Diferenças nos padrões de dieta de acordo com o tipo de rotação fatorial empregada foram observadas. A relação entre os fatores de risco metabólicos para doença cardiovascular foi distinta entre homens e mulheres, sendo a leptina um dos possíveis hormônios envolvidos. Os padrões de dieta Tradicional e Prudente associaram-se inversamente com os fatores de risco metabólicos, desempenhando uma importante estratégia de prevenção e controle às doenças cardiovasculares no país.

Efeito dos ácidos graxos ômega-3, ômega-6 e ômega-9 sobre o risco cardiovascular de indivíduos adultos: estudo clínico de prevenção primária.

INTRODUÇÃO: As doenças cardiovasculares (DCV) são a principal causa de morte no mundo, sendo muitos dos fatores de risco passíveis de prevenção e controle. Embora as DCV sejam complexas em sua etiologia e desenvolvimento, a concentração elevada de LDL-c e baixa de HDL-c constituem os fatores de risco modificáveis mais monitorados na prática clínica, embora não sejam capazes de explicar todos os eventos cardiovasculares. Portanto, investigar como intervenções farmacológicas e nutricionais podem modular parâmetros oxidativos, físicos e estruturais das lipoproteínas pode fornecer estimativa adicional ao risco cardiovascular. Dentre os diversos nutrientes e compostos bioativos relacionados às DCV, os lipídeos representam os mais investigados e descritos na literatura. Nesse contexto, os ácidos graxos insaturados (ômega-3, ômega-6 e ômega-9) têm sido foco de inúmeros estudos. OBJETIVOS: Avaliar o efeito da suplementação com ômega-3, ômega-6 e ômega-9 sobre os parâmetros cardiometabólicos em indivíduos adultos com múltiplos fatores de risco e sem evento cardiovascular prévio. MATERIAL E MÉTODOS: Estudo clínico, randomizado, duplo-cego, baseado em intervenção nutricional (3,0 g/dia de ácidos graxos) sob a fórmula de cápsulas contendo: ômega-3 (37 por cento de EPA e 23 por cento de DHA) ou ômega-6 (65 por cento de ácido linoleico) ou ômega-9 (72 por cento de ácido oleico). A amostra foi composta por indivíduos de ambos os sexos, com idade entre 30 e 74 anos, apresentando pelo menos um dos seguintes fatores de risco: Dislipidemia, Diabetes Mellitus, Obesidade e Hipertensão Arterial Sistêmica. Após aprovação do Comitê de Ética, os indivíduos foram distribuídos nos três grupos de intervenção. No momento basal, os indivíduos foram caracterizados quanto aos aspectos demográficos (sexo, idade e etnia) e clínicos (medicamentos, doenças atuais e antecedentes familiares). Nos momentos basal e após 8 semanas de intervenção, amostras de sangue foram coletadas após 12h de jejum. A partir do plasma foram analisados: perfil lipídico (CT, LDL-c, HDL-c, TG), apolipoproteínas AI e B, ácidos graxos não esterificados, atividade da PON1, LDL(-) e auto-anticorpos, ácidos graxos, glicose, insulina, tamanho e distribuição percentual da LDL (7 subfrações e fenótipo A e não-A) e HDL (10 subfrações). O efeito do tempo, da intervenção e associações entre os ácidos graxos e aspectos qualitativos das lipoproteínas foram testados (SPSS versão 20.0, p <0,05). RESULTADOS: Uma primeira análise dos resultados baseada em um corte transversal demonstrou, por meio da análise de tendência linear ajustada pelo nível de risco cardiovascular, que o maior tercil plasmático de DHA se associou positivamente com HDL-c, HDLGRANDE e tamanho de LDL e negativamente com HDLPEQUENA e TG. Observou-se também que o maior tercil plasmático de ácido linoleico se associou positivamente com HDLGRANDE e tamanho de LDL e negativamente com HDLPEQUENA e TG. Esse perfil de associação não foi observado quando foram avaliados os parâmetros dietéticos. Avaliando uma subamostra que incluiu indivíduos tabagistas suplementados com ômega-6 e ômega-3, observou-se que ômega-3 modificou positivamente o perfil lipídico e as subfrações da HDL. Nos modelos de regressão linear ajustados pela idade, sexo e hipertensão, o DHA plasmático apresentou associações negativas com a HDLPEQUENA. Quando se avaliou exclusivamente o efeito do ômega-3 em indivíduos tabagistas e não tabagistas, observou-se que fumantes, do sexo masculino, acima de 60 anos de idade, apresentando baixo percentual plasmático de EPA e DHA (<8 por cento ), com excesso de peso e gordura corporal elevada, apresentam maior probabilidade de ter um perfil de subfrações de HDL mais aterogênicas. Tendo por base os resultados acima, foi comparado o efeito do ômega-3, ômega-6 e ômega-9 sobre os parâmetros cardiometabólicos. O ômega-3 promoveu redução no TG, aumento do percentual de HDLGRANDE e redução de HDLPEQUENA. O papel cardioprotetor do ômega-3 foi reforçado pelo aumento na incorporação de EPA e DHA, no qual indivíduos com EPA e DHA acima de 8 por cento apresentaram maior probabilidade de ter HDLGRANDE e menor de ter HDLPEQUENA. Em adição, observou-se também que o elevado percentual plasmático de ômega-9 se associou com partículas de LDL menos aterogênicas (fenótipo A). CONCLUSÃO: Ácidos graxos plasmáticos, mas não dietéticos, se correlacionam com parâmetros cardiometabólicos. A suplementação com ômega-3, presente no óleo de peixe, promoveu redução no TG e melhoria nos parâmetros qualitativos da HDL (mais HDLGRANDE e menos HDLPEQUENA). Os benefícios do ômega-3 foram particularmente relevantes nos indivíduos tabagistas e naqueles com menor conteúdo basal de EPA e DHA plasmáticos. Observou-se ainda que o ômega-9 plasmático, presente no azeite de oliva, exerceu impacto positivo no tamanho e subfrações da LDL.

Invasion, Proliferation and Control of Invasive Aquatic Plants in Colorado State Parks

Nonnative aquatic species are invasive worldwide. These species adversely affect natural aquatic ecosystems in a variety of ways and can negatively affect agriculture, recreation and industry. This study addresses identification and control of aquatic plant species of concern in Colorado State Parks. Seventeen species identified as potential threats to the parks and safe, effective chemical control methodologies were determined for each species. A matrix was developed to include the plants, appropriate chemical controls and the type of aquatic habitat where chemical use would be safe and effective. The matrix and recommendations for its use will be provided to the Colorado Division of Parks and Outdoor Recreation to develop a management plan under Section 1204 of the National Invasive Species Act.

Efficient Mitigation of Data and Control Flow Errors in Microprocessors

The use of microprocessor-based systems is gaining importance in application domains where safety is a must. For this reason, there is a growing concern about the mitigation of SEU and SET effects. This paper presents a new hybrid technique aimed to protect both the data and the control-flow of embedded applications running on microprocessors. On one hand, the approach is based on software redundancy techniques for correcting errors produced in the data. On the other hand, control-flow errors can be detected by reusing the on-chip debug interface, existing in most modern microprocessors. Experimental results show an important increase in the system reliability even superior to two orders of magnitude, in terms of mitigation of both SEUs and SETs. Furthermore, the overheads incurred by our technique can be perfectly assumable in low-cost systems.

Highly Conductive Carbon Fiber Reinforced Concrete for Icing Prevention and Curing

This paper aims to study the feasibility of highly conductive carbon fiber reinforced concrete (CFRC) as a self-heating material for ice formation prevention and curing in pavements. Tests were carried out in lab ambient conditions at different fixed voltages and then introduced in a freezer at −15 °C. The specimens inside the freezer were exposed to different fixed voltages when reaching +5 °C for prevention of icing and when reaching the temperature inside the freezer, i.e., −15 °C, for curing of icing. Results show that this concrete could act as a heating element in pavements with risk of ice formation, consuming a reasonable amount of energy for both anti-icing (prevention) and deicing (curing), which could turn into an environmentally friendly and cost-effective deicing method.