Reconfigurable computing for Monte Carlo simulations: results and prospects of the Janus project

We describe Janus, a massively parallel FPGA-based computer optimized for the simulation of spin glasses, theoretical models for the behavior of glassy materials. FPGAs (as compared to GPUs or many-core processors) provide a complementary approach to massively parallel computing. In particular, our model problem is formulated in terms of binary variables, and floating-point operations can be (almost) completely avoided. The FPGA architecture allows us to run many independent threads with almost no latencies in memory access, thus updating up to 1024 spins per cycle. We describe Janus in detail and we summarize the physics results obtained in four years of operation of this machine; we discuss two types of physics applications: long simulations on very large systems (which try to mimic and provide understanding about the experimental non equilibrium dynamics), and low-temperature equilibrium simulations using an artificial parallel tempering dynamics. The time scale of our non-equilibrium simulations spans eleven orders of magnitude (from picoseconds to a tenth of a second). On the other hand, our equilibrium simulations are unprecedented both because of the low temperatures reached and for the large systems that we have brought to equilibrium. A finite-time scaling ansatz emerges from the detailed comparison of the two sets of simulations. Janus has made it possible to perform spin glass simulations that would take several decades on more conventional architectures. The paper ends with an assessment of the potential of possible future versions of the Janus architecture, based on state-of-the-art technology.

Improved solutions to dynamic and stochastic maritime pick-up and delivery problems using local search.

Heuristics for stochastic and dynamic vehicle routing problems are often kept relatively simple, in part due to the high computational burden resulting from having to consider stochastic information in some form. In this work, three existing heuristics are extended by three different local search variations: a first improvement descent using stochastic information, a tabu search using stochastic information when updating the incumbent solution, and a tabu search using stochastic information when selecting moves based on a list of moves determined through a proxy evaluation. In particular, the three local search variations are designed to utilize stochastic information in the form of sampled scenarios. The results indicate that adding local search using stochastic information to the existing heuristics can further reduce operating costs for shipping companies by 0.5–2 %. While the existing heuristics could produce structurally different solutions even when using similar stochastic information in the search, the appended local search methods seem able to make the final solutions more similar in structure.

Educação Alimentar e Nutricional na Atenção Primária à Saúde na perspectiva do profissional não nutricionista

Introdução: O Direito Humano a Alimentação Adequada (DHAA), na perspectiva da Segurança Alimentar e Nutricional (SAN), destacou-se devido à compreensão dos determinantes para a Promoção da Saúde (PS). A Educação Alimentar e Nutricional (EAN) é uma ferramenta capaz de promover a reflexão dos cidadãos sobre como realizar esse direito. No Brasil, o quadro de insegurança alimentar entre crianças e adolescentes torna os profissionais de saúde da Atenção Primária à Saúde (APS) atores promissores para a reversão desse quadro, já que esses trabalham com os principais influenciadores desse público: a família. Objetivo: Analisar a atuação de profissionais de saúde não nutricionistas coordenadores de grupos educativos com conteúdo de alimentação e nutrição, desenvolvidos na APS do município de São Paulo. Métodos: Estudo qualitativo, com aplicação de entrevistas semiestruturadas e análise por meio do Discurso do Sujeito Coletivo. Foram levantados os dados a respeito da formação desses profissionais e identificadas suas percepções sobre seus papéis nos grupos que coordenam e a importância atribuída a eles. Resultados: A profissão dos 21 entrevistados reflete a atual configuração da Estratégia Saúde da Família. Há predominância de profissionais do sexo feminino com pós-graduação em temas de saúde coletiva. Foram identificadas 13 Ideias Centrais dividas em 2 Eixos Temáticos. Levantaram-se percepções contrárias e outras a favor aos referenciais teóricos trabalhados. Como favoráveis, identificou-se a valorização dos grupos como espaços de participação, troca de experiências e criação de vínculo entre seus membros, sendo o coordenador do grupo responsável pela condução desses. A importância na atuação interprofissional para o atendimento integral à saúde e atualização entre os profissionais também foi destacada. Já as desfavoráveis trouxeram a desvalorização das atividades em grupo, ou a atribuição de sua importância como forma de acesso a serviços, medicamentos ou informação, a identificação dos coordenadores como responsáveis por mudanças de comportamentos nos participantes, modelos a serem seguidos, e sendo considerados detentores do conhecimento, o que parece sobrecarregá-los, desmotivá-los e frustrá-los. Assim, alguns buscam seu reconhecimento trazendo atividades que agradam os usuários, independentemente da constatação das necessidades do território. Conclusões: A percepção dos profissionais parece refletir a forma em que atuam, evidenciando um momento heterogêneo sobre as formas de se abordar os aspectos relacionados à alimentação, além do despreparo para a coordenação de grupos. Dessa forma, recomenda-se a aproximação entre os campos da saúde e da educação, visando práticas mais significativas e libertadoras, bem como a reflexão sobre a formação desses profissionais, já que suas atuações parecem refletir a educação na qual foram moldados. Os princípios da PS, do DHAA, da SAN, da EAN e das características essenciais a um coordenador de grupos, devem ser trabalhados com esses atores, e, para tanto, como produto dessa pesquisa, sugeriu-se um curso de atualização.

Anatomofisiologia da sucção e deglutição do bebê em computação gráfica 3D como instrumento educacional

A eficiência da amamentação exige uma complexa coordenação entre sucção, deglutição e respiração, sendo que a tecnologia tem possibilitado importantes avanços na compreensão desse processo. Porém, não foram encontrados vídeos disponíveis na internet que demonstrassem a anatomia e fisiologia da amamentação, de modo didático e fidedigno à ciência atual. Este trabalho teve por objetivo descrever o desenvolvimento de uma sequência em computação gráfica sobre a sucção e a deglutição, resultante da produção digital do Bebê Virtual, bem como validar tal produção quanto ao conteúdo e prover adequações necessárias ao material educacional. Para a produção das iconografias em 3D da sucção e deglutição no Bebê Virtual, inicialmente foi elaborado um mapa conceitual e uma matriz de conteúdos, objetivos e competências voltadas ao material educacional. Posteriormente foi elaborado um roteiro científico que abordou a anatomia do crânio, face, cavidade oral, faringe, laringe e esôfago do recém-nascido, bem como, a descrição dos mecanismos fisiológicos relacionados à sucção e às fases oral e faríngea da deglutição no bebê. Para isso foram utilizadas 14 publicações do período de 1998 a 2008, que continham informações relevantes para demonstrar a amamentação. Os conteúdos teóricos foram organizados em cenas principais, possibilitando a criação de previews das sequências dinâmicas, as quais foram avaliadas por profissionais de anatomia, fonoaudiologia e medicina, possibilitando os ajustes necessários e a construção das imagens em computação gráfica 3D. Para análise da validade de conteúdo dessas imagens foi verificada a representatividade dos itens que o compõe, por meio de consulta à literatura. Foram incluídos estudos que utilizaram auxílio tecnológico e abordaram o tema proposto em bebês a termo e saudáveis, sem alterações neurológicas ou anomalias craniofaciais. Foram excluídas as publicações realizadas com bebês pré-termo, sindrômicos, com anomalias, doenças neurológicas ou qualquer alteração que pudesse interferir na amamentação, revisões de literatura e relatos de caso. Os artigos selecionados foram analisados e classificados quanto ao nível de evidência científica, predominando o nível três de evidência. A análise de conteúdo demonstrou a necessidade de adequações nas iconografias 3D, para que o processo de sucção e deglutição demonstrado no bebê virtual pudesse corresponder ao conhecimento científico atual. Tais adequações foram propostas a partir dos achados de 9 estudos, publicados entre 2008 e 2014, que utilizaram ultrassonografia para demonstrar como ocorre o processo de amamentação. Desta forma, foram modificados os aspectos da pega, da movimentação de língua, mandíbula, palato mole e laringe, além da sincronização da sucção/deglutição/respiração e deslocamento do mamilo, num processo desenvolvido em cinco etapas. Assim, o presente estudo descreveu o processo de desenvolvimento das iconografias em 3D sobre a anatomia e fisiologia da sucção e deglutição no recém-nascido a termo, sendo que a validade de conteúdo permitiu atualizar vários aspectos da amamentação do Bebê Virtual, quebrando velhos paradigmas e possibilitando ilustrar didaticamente as evidências científicas relacionadas.

Proposta de metodologia para diagnóstico técnico da iluminação pública.

A Iluminação Pública (IP) está num momento de profundas mudanças, principalmente com a popularização da tecnologia LED e dos sistemas de controle a distância. O gestor de serviços públicos precisa conhecer a complexidade do uso final da IP para que possa gerir esse ativo direcionado às necessidades dos usuários, tendo em vista o dinamismo de evolução diária dos centros urbanos. Este estudo tem por objetivo desenvolver uma metodologia que permite levantar, cadastrar, diagnosticar e avaliar, o parque de IP existente em ambientes urbanos. Tem como questão de pesquisa: Como prover os gestores de serviços públicos de conhecimento da situação dos ativos de IP? Trata-se de uma pesquisa observacional e descritiva, desenvolvida em uma região que compreende uma área de 26,5 km², com uma população de 344.632 habitantes, localizada em uma região metropolitana brasileira. A metodologia aplicada divide-se em dois momentos: pesquisa documental e de campo. Inicia-se com um levantamento de documentações a respeito da vida pregressa do acervo, disponíveis nos escritórios da Concessionária de Energia local e da Prefeitura Municipal. Posteriormente procede-se uma identificação do perfil da cidade, onde o sistema de iluminação está inserido, buscando compreender como o sistema de IP instalado está integrado às necessidades da população. Essas primeiras ações visam recolher subsídios para a etapa seguinte, de levantamento técnico em campo, que buscou identificar não só os atributos de IP existentes para atualização cadastral, como também identificou anomalias que estavam atrapalhando o desempenho do sistema e a influência provocada pelo meio onde está inserido. A metodologia pode ser uma ferramenta que contribui para a gestão do serviço de IP inserida dentro dos centros urbanos, possibilitando a adoção de medidas de ajustes que visem dotar o acervo de IP de uma estrutura de manutenção direcionada para cada região da cidade, considerando sua especificidade e perfil dos usuários. Antes de qualquer adoção de novas tecnologias, como por exemplo lâmpadas LED, telecomando, etc., é imprescindível que se tenha um diagnóstico do acervo existente e a identificação do uso final da IP no meio em que se encontra.

Importancia de los procesos de validación topológica en la gestión de alteraciones catastrales

Las tecnologías de la información y la comunicación están consiguiendo que la información geográfica sea asequible a un mayor número de profesionales a través de las Tecnologías de la Información Geográfica. La intervención multidisciplinar en el territorio enriquece la investigación y las formas de aplicación de este tipo de recursos tecnológicos. Pero esta facilidad tecnológica puede suponer el riesgo de un uso inadecuado, por falta de conocimientos técnicos adecuados a la complejidad de la información geográfica o por el mal uso de las aplicaciones informáticas. El trabajo catastral puede beneficiarse mucho del empleo de estas tecnologías de información geográfica, al facilitar el uso, la comunicación y su administración electrónica, pero el desconocimiento de las propiedades geométricas y topológicas de la información geográfica puede llevar a cometer errores de graves consecuencias a profesionales no especializados. En este artículo ofrecemos el resultado de la investigación del trabajo de diversos juristas y técnicos, con el objetivo de desarrollar métodos automatizados y aplicaciones informáticas que permitan a los especialistas no expertos en Cartografía usar este tipo de información con garantías de exactitud al más alto nivel, como una solución eficaz para que la información geográfica con calidad topológica enriquezca la seguridad jurídica en el tráfico inmobiliario.

Enrichment of the Phenotypic and Genotypic Data Warehouse analysis using Question Answering systems to facilitate the decision making process in cereal breeding programs

Currently there are an overwhelming number of scientific publications in Life Sciences, especially in Genetics and Biotechnology. This huge amount of information is structured in corporate Data Warehouses (DW) or in Biological Databases (e.g. UniProt, RCSB Protein Data Bank, CEREALAB or GenBank), whose main drawback is its cost of updating that makes it obsolete easily. However, these Databases are the main tool for enterprises when they want to update their internal information, for example when a plant breeder enterprise needs to enrich its genetic information (internal structured Database) with recently discovered genes related to specific phenotypic traits (external unstructured data) in order to choose the desired parentals for breeding programs. In this paper, we propose to complement the internal information with external data from the Web using Question Answering (QA) techniques. We go a step further by providing a complete framework for integrating unstructured and structured information by combining traditional Databases and DW architectures with QA systems. The great advantage of our framework is that decision makers can compare instantaneously internal data with external data from competitors, thereby allowing taking quick strategic decisions based on richer data.

Braquiópodos del Jurásico Inferior del norte de España en la colección Jiménez de Cisneros

Se actualizan sistemáticamente las especies de braquiópodos del Jurásico Inferior procedentes de varias localidades del N y NE de España alojados en la colección Jiménez de Cisneros, refiriéndolas a contextos actualmente contrastados, dotándolas así de un conveniente marco lito- y cronoestratigráfico. Se encuentran representados especímenes de la Rama Castellana y Aragonesa de la Cordillera Ibérica, Asturias, Pirineos y la Cordillera costera Catalana. La actualización ha permitido identificar 18 especies distintas desde el Sinemuriense al Aaleniense basal, contextualizándolas y comparándolas paleobiogeográficamente con el conjunto de plataformas que ocupaban los paleomárgenes de la Subplaca Ibérica durante el Jurásico Inferior.

El levantamiento de la planimetría urbana de Cartagena, 1867-1871

Entre 1867 y 1869, en el marco del proyecto topográfico-catastral diseñado por Francisco Coello, la Junta General de Estadística lleva a cabo el levantamiento de cartografía urbana de nueve localidades no madrileñas, entre ellas Cartagena. Esa cartografía se conserva en el Archivo técnico del Instituto Geográfico Nacional. Aunque finalmente el levantamiento quedó inconcluso, se cartografió toda la ciudad y el resultado es una planimetría urbana de gran valor geo-histórico y calidad técnica. El presente trabajo estudia el contexto histórico en se cartografía la ciudad, cómo que realiza el levantamiento catastral, el espacio urbano cartografiado y la cartografía resultante.

La nueva realidad sMOOC, una ventana abierta a la educomunicación

Los MOOC se han convertido en una nueva oportunidad para aprender en base a una comunidad de práctica o de aprendizaje; constituyen una alternativa cada vez más presente en la sociedad en que vivimos y son resultado, precisamente, del potencial de Internet en el ámbito de la comunicación y la interacción de las usuarias y usuarios, de la enorme facilidad de actualización del conocimiento que permite conseguir. Pero ¿todos los MOOC son un ámbito formativo educomunicativo? El modelo sMOOC se presenta como el único aspirante a ser fundamentado en esta corriente si se inspira en una intención educativa llevada a la acción como cambio social de las estructuras esclavizantes que condicionan nuestro mundo.

Tiburzio Spannocchi’s project for the fortifications of Fuenterrabía in 1580

Fuenterrabía (Hondarribia) is a town located on the Franco-Spanish border. Between the 16th and 19th centuries it was considered to be one of the most outstanding strongholds in the Basque Country due to its strategic position. The bastion system of fortification was extremely prevalent in this stronghold. It was one of the first Spanish towns to adopt the incipient Renaissance designs of the bastion. The military engineers subsequently carried out continuous fortification projects that enabled the structure to withstand the advances being made in artillery and siege tactics. After the construction of the citadel of Pamplona had begun in 1571, following the design of the prestigious military engineer, Jacobo Palear Fratín and being revised by Viceroy Vespasiano Gonzaga, the aforementioned engineer undertook an ambitious project commissioned by Felipe II to modernise the fortifications of Fuenterrabía. Neither the plans nor the report of this project have been conserved, but in the year 2000, César Fernández Antuña published the report written by Spannocchi on the state of the fortifications of Fuenterrabía when he arrived to the Spanish peninsula, discovered in the Archivo Histórico Provincial de Zaragoza. This document conducts an in-depth analysis of Spannocchi’s project and how it was related to Fratín’s previous project. It concludes that this project encountered problems in updating the new bastions at the end of the 16th century, and identifies the factors which prevented the stronghold from being extended as was the case in Pamplona after Fratín’s project.

Letter from James Winthrop to William Bentley, 1811 November 19

Two octavo-sized leaves containing a brief one-page handwritten letter from Winthrop to Bentley updating Bentley on the progress of Andrew Dunlap.

Denver, Colorado, 1904 (Raster Image)

This layer is a georeferenced raster image of the historic paper map entitled: Map of the city of Denver : showing the lines of the Denver City Tramway Co. It was published by Smith-Brooks Co., engravers and printers in 1904. Scale [ca. 1:21,000]. The image inside the map neatline is georeferenced to the surface of the earth and fit to the HARN State Plane Colorado Central Zone NAD 1983 coordinate system (in Feet) (Fipszone 0502) coordinate system. All map collar and inset information is also available as part of the raster image, including any inset maps, profiles, statistical tables, directories, text, illustrations, index maps, legends, or other information associated with the principal map. This is a partial cadastral map showing features such as roads, railroads, existing and proposed tramway lines, property lots with numbers and names of selected property owners, drainage, selected buildings, parks, and more.This layer is part of a selection of digitally scanned and georeferenced historic maps from the Harvard Map Collection. These maps typically portray both natural and manmade features. The selection represents a range of originators, ground condition dates, scales, and map purposes.

Map of town of Walpole, Massaachusetts

Peter Boghossian, town engineer.

Penobscot County, Maine, 1859 (Image 1 of 2) (Raster Image)

This layer is a georeferenced raster image of the historic paper map entitled: Topographical map of the county of Penobscot Maine, from surveys under the direction of H.F. Walling; field work under the direction of L.H. Eaton. It was published by Lee & Marsh in 1859, Scale 1:80,000. This layer is image 1 of 2 total images, representing the southwest portion of the four sheet source map. The image inside the map neatline is georeferenced to the surface of the earth and fit to the Universal Transverse Mercator projection (UTM Zone 19N, meters, NAD1983). All map collar and inset information is also available as part of the raster image, including any inset maps, profiles, statistical tables, directories, text, illustrations, index maps, legends, or other information associated with the principal map. This map shows features such as roads, railroads, drainage, public buildings, schools, churches, cemeteries, industry locations (e.g. mills, factories, mines, etc.), private buildings with names of property owners, town boundaries, and more. Relief shown by hachures. It includes many cadastral insets of individual county towns and villages. It also includes illustrations, business directories, and tables of statistics and distances.This layer is part of a selection of digitally scanned and georeferenced historic maps of New England from the Harvard Map Collection. These maps typically portray both natural and manmade features. The selection represents a range of regions, originators, ground condition dates, scales, and map purposes.