Is it possible to make pixel-based radar image classification user-friendly?

In this paper we would like to shed light the problem of efficiency and effectiveness of image classification in large datasets. As the amount of data to be processed and further classified has increased in the last years, there is a need for faster and more precise pattern recognition algorithms in order to perform online and offline training and classification procedures. We deal here with the problem of moist area classification in radar image in a fast manner. Experimental results using Optimum-Path Forest and its training set pruning algorithm also provided and discussed. © 2011 IEEE.

Dispersed hydroxyapatite bioglass 45S5 composites: Comparative evaluation of the use of bovine bone and synthetic hydroxyapatite

The bovine bone and sintetic hydroxyapatite (HA) bioceramics are reference materials to employment as a bone substitute, however, their slow rate of degradation and its low rate of bioactivity index (Ib) are presented as limiting factors for application as bone graft. In contrast, the bioglass is a resorbable and osteoinductive material. the present work objective the development of composites of dispersed bovine bone or sintetic HA in silicate-phosphate bioglass, seeking to obtain a biomaterial with properties suitable for application as bone grafts. The composites were prepared by mixing between the powder components followed by sintering for 1h. Were used HA and bioglass (45S5) with particle size <240μm. The tested proportions of HA/45S5 were 20/80, 30/70 and 40/60 (wt%). The composites characterization was made employing scanning electron microscopy, Infra-Red Spectrometry and hydrolytic resistance test. The test results indicate the potential use of the materials developed for applications such as bone graft. © (2012) Trans Tech Publications, Switzerland.

Antimicrobial activity of the synthetic peptide Lys-a1 against oral streptococci

The peptide LYS-[TRP6]-Hy-A1 (Lys-a1) is a synthetic derivative of the peptide Hy-A1, initially isolated from the frog species Hypsiboas albopunctatus. According to previous research, it is a molecule with broad antimicrobial activity. The objective of this study was to evaluate the antimicrobial activity of the synthetic peptide Lys-a1 (KIFGAIWPLALGALKNLIK- NH2) on the planktonic and biofilm growth of oral bacteria. The methods used to evaluate antimicrobial activity include the following: determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) in microtiter plates for growth in suspension and quantification of biomass by crystal violet staining and counting of colony forming units for biofilm growth. The microorganisms Streptococcus oralis, Streptococcus sanguinis, Streptococcus parasanguinis, Streptococcus salivarius, Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus were grown in Brain Heart Infusion broth at 37 °C under atmospheric pressure with 10% CO2. The peptide was solubilized in 0.1% acetic acid (v/v) at various concentrations (500-1.9 μg mL-1). Chlorhexidine gluconate 0.12% was used as the positive control, and BHI culture medium was used as the negative control. The tested peptide demonstrated a remarkable antimicrobial effect, inhibiting the planktonic and biofilm growth of all strains tested, even at low concentrations. Thus, the peptide Lys-a1 is an important source for potential antimicrobial agents, especially for the control and prevention of microbial biofilms, which is one of the most important factors in cariogenic processes. © 2012 Elsevier Inc.

Progressive power lens measurement by low coherence speckle interferometry

This work proposes a method for dioptric power mapping of progressive lenses through dual wavelength, low-coherence digital speckle pattern interferometry. Lens characterization finds several applications and is extremely useful in the fields of ophthalmology and astronomy, among others. The optical setup employs two red diode lasers which are conveniently aligned and tuned in order to generate a synthetic wavelength. The resulting speckle image formed onto a diffusive glass plate positioned behind the test lens appears covered of contour interference fringes describing the deformation on the light wavefront due to the analyzed lens. By employing phase stepping and phase unwrapping methods the wavefront phase was retrieved and then expressed in terms of a Zernike series. From this series, expressions for the dioptric power and astigmatic power were derived as a function of the x- and y-coordinates of the lens aperture. One spherical and two progressive lenses were measured. The experimental results presented a good agreement with those obtained through a commercial lensometer, showing the potentialities of the method. © 2013 Elsevier Ltd.

Semi-synthetic minimal cells: Biochemical, physical, and technological aspects

The construction of synthetic cells is one of the major goals of bioengineering. The most successful approach consists in the encapsulation of biochemical materials (DNA, RNA, enzymes, etc.) inside lipid vesicles (liposomes), mimicking a cell structure. In this contribution, that also aims at introducing the reader to 'chemical synthetic biology,' we describe the current state of the art of 'semi-synthetic minimal cells' (SSMCs), namely, cell-like structures containing the minimal number of biological compounds that are required to reconstruct a function of interest. We will first describe how the concept of the minimal cell was originated and its relation with the theory of autopoiesis, then we review the most advanced results focused on genetic/metabolic networks inside liposomes. Next, we emphasize that relevance of physical aspects (too often neglected) that impact on the solute entrapment process, and finally we discuss new technological trends in SSMC research that will probably allow their future use in biotechnology. © 2013 Copyright © 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.

Geoestatística aplicada à acumulação da precipitação pluviométrica com radar meteorológico

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Impacto do balanço hídrico em diferentes tipos de solos: comparação entre dados de radar-pluviômetro e análise de tendência da chuva em área agrícola

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

A structure-activity relationship (SAR) study of neolignan compounds with anti-schistosomiasis activity

Um conjunto de dezoito compostos de neolignanas com atividade antiesquistossomose foi estudado com o método semi-empírico PM3 e outros métodos teóricos com o intuito de avaliar algumas propriedades (variáveis ou descritores) moleculares selecionadas e correlacioná-las com a atividade biológica. Análise exploratória dos dados (análise de componentes principais, PCA, e análise hierárquica de agrupamentos, HCA), análise discriminante (DA) e o método KNN foram utilizados na obtenção de possíveis correlações entre os descritores calculados e a atividade biológica em questão e na predição da atividade antiesquistossimose de algumas moléculas teste. Os descritores moleculares responsáveis pela separação entre os compostos ativos e inativos foram: energia de hidratação (HE), refratividade molecular (MR) e carga sobre o átomo C19 (Q19). Estes descritores fornecem informações a respeito do tipo de interação que pode ocorrer entre os compostos e seu respectivo receptor biológico. Após a construção do modelo para compostos ativos e inativos, os métodos PCA, HCA, DA e KNN foram empregados em um estudo de predição. Foram estudados 10 novos compostos e somente 5 deles foram classificados como ativos contra esquistossomose.

Estratigrafia da sucessão sedimentar Pós-Barreiras (Zona Bragantina, Pará) com base em radar de penetração no solo

Investigação pioneira aplicando Radar de Penetração no Solo (GPR) na área da Praia do Atalaia, norte do Brasil, nos permitiu caracterizar, pela primeira vez, fácies e estratigrafia dos depósitos conhecidos informalmente como Sedimentos Pós-Barreiras (Plioceno e mais recente). Esta sucessão sedimentar recobre discordantemente o embasamento miocênico, representado pelas formações Pirabas/Barreiras. Três unidades estratigráficas foram reconhecidas. A Unidade 1, inferior, consiste em um intervalo com 6 m de espessura média dominado por reflexões pobremente definidas e de baixa amplitude, e que intergradam com reflexões de média escala dos tipos tangencial, obliquo e hummocky. A Unidade 2, intermediária, possui cerca de 9 m de espessura e inclui, principalmente, reflexões oblíquas de larga escala, cujas configurações variam de paralela, tangencial, sigmoidal a sigmoidal-complexa. A Unidade 3, superior, corresponde a um intervalo entre 3,5 e 9 m de espessura, sendo dominada por reflexões hummocky, seguidas por reflexões de média escala dos tipos oblíquo, paralelo a sub-paralelo, e em corte-e-preenchimento. A análise da configuração das reflexões internas e geometria das reflexões nos leva a propor que a unidade correspondente aos Sedimentos Pós-Barreiras é mais variável faciologicamente que inicialmente imaginado, incluindo depósitos eólicos (dunas costeiras), bem como depósitos de cordão litorâneo, planície de maré, canal e mangue. Além disto, o mapeamento das três unidades descritas acima é importante para desvendar a complexidade de sedimentação versus erosão durante o Neógeno tardio no norte do Brasil.

Empilhamento sísmico por superfície de reflexão comum: um novo algoritmo usando otimização global e local

O método de empilhamento sísmico por Superfície de Reflexão Comum (ou empilhamento SRC) produz a simulação de seções com afastamento nulo (NA) a partir dos dados de cobertura múltipla. Para meios 2D, o operador de empilhamento SRC depende de três parâmetros que são: o ângulo de emergência do raio central com fonte-receptor nulo (β₀), o raio de curvatura da onda ponto de incidência normal (R_NIP) e o raio de curvatura da onda normal (R_N). O problema crucial para a implementação do método de empilhamento SRC consiste na determinação, a partir dos dados sísmicos, dos três parâmetros ótimos associados a cada ponto de amostragem da seção AN a ser simulada. No presente trabalho foi desenvolvido uma nova sequência de processamento para a simulação de seções AN por meio do método de empilhamento SRC. Neste novo algoritmo, a determinação dos três parâmetros ótimos que definem o operador de empilhamento SRC é realizada em três etapas: na primeira etapa são estimados dois parâmetros (β°₀ e R°_NIP) por meio de uma busca global bidimensional nos dados de cobertura múltipla. Na segunda etapa é usado o valor de β°₀ estimado para determinar-se o terceiro parâmetro (R°_N) através de uma busca global unidimensional na seção AN resultante da primeira etapa. Em ambas etapas as buscas globais são realizadas aplicando o método de otimização Simulated Annealing (SA). Na terceira etapa são determinados os três parâmetros finais (β₀, R_NIP e R_N) através uma busca local tridimensional aplicando o método de otimização Variable Metric (VM) nos dados de cobertura múltipla. Nesta última etapa é usado o trio de parâmetros (β°₀, R°_NIP, R°_N) estimado nas duas etapas anteriores como aproximação inicial. Com o propósito de simular corretamente os eventos com mergulhos conflitantes, este novo algoritmo prevê a determinação de dois trios de parâmetros associados a pontos de amostragem da seção AN onde há intersecção de eventos. Em outras palavras, nos pontos da seção AN onde dois eventos sísmicos se cruzam são determinados dois trios de parâmetros SRC, os quais serão usados conjuntamente na simulação dos eventos com mergulhos conflitantes. Para avaliar a precisão e eficiência do novo algoritmo, este foi aplicado em dados sintéticos de dois modelos: um com interfaces contínuas e outro com uma interface descontinua. As seções AN simuladas têm elevada razão sinal-ruído e mostram uma clara definição dos eventos refletidos e difratados. A comparação das seções AN simuladas com as suas similares obtidas por modelamento direto mostra uma correta simulação de reflexões e difrações. Além disso, a comparação dos valores dos três parâmetros otimizados com os seus correspondentes valores exatos calculados por modelamento direto revela também um alto grau de precisão. Usando a aproximação hiperbólica dos tempos de trânsito, porém sob a condição de R_NIP = R_N, foi desenvolvido um novo algoritmo para a simulação de seções AN contendo predominantemente campos de ondas difratados. De forma similar ao algoritmo de empilhamento SRC, este algoritmo denominado empilhamento por Superfícies de Difração Comum (SDC) também usa os métodos de otimização SA e VM para determinar a dupla de parâmetros ótimos (β₀, R_NIP) que definem o melhor operador de empilhamento SDC. Na primeira etapa utiliza-se o método de otimização SA para determinar os parâmetros iniciais β°₀ e R°_NIP usando o operador de empilhamento com grande abertura. Na segunda etapa, usando os valores estimados de β°₀ e R°_NIP, são melhorados as estimativas do parâmetro R_NIP por meio da aplicação do algoritmo VM na seção AN resultante da primeira etapa. Na terceira etapa são determinados os melhores valores de β°₀ e R°_NIP por meio da aplicação do algoritmo VM nos dados de cobertura múltipla. Vale salientar que a aparente repetição de processos tem como efeito a atenuação progressiva dos eventos refletidos. A aplicação do algoritmo de empilhamento SDC em dados sintéticos contendo campos de ondas refletidos e difratados, produz como resultado principal uma seção AN simulada contendo eventos difratados claramente definidos. Como uma aplicação direta deste resultado na interpretação de dados sísmicos, a migração pós-empilhamento em profundidade da seção AN simulada produz uma seção com a localização correta dos pontos difratores associados às descontinuidades do modelo.

Inversão de dados sísmicos de reflexão a partir da curva do tempo de trânsito

A presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo o estudo do problema de inversão sísmica baseada em refletores planos para arranjo fonte-comum (FC) e ponto-médiocomum (PMC). O modelo direto é descrito por camadas homogêneas, isotrópicas com interfaces plano-horizontais. O problema é relacionado ao empilhamento NMO baseado na otimização da função semblance, para seções PMC corrigidas de sobretempo normal (NMO). O estudo foi baseado em dois princípios. O primeiro princípio adotado foi de combinar dois grupos de métodos de inversão: um Método Global e um Método Local. O segundo princípio adotado foi o de cascata, segundo a teoria Wichert-Herglotz-Bateman, que estabelece que para conhecer uma camada inferior tem-se que conhecer primeiro a camada superior (dissecação). A aplicação do estudo é voltada à simulação sísmica de Bacia Sedimentar do Solimões e de Bacia Marinha para se obter uma distribuição local 1D de velocidades e espessuras para a subsuperfície em horizontes alvo. Sendo assim, limitamos a inversão entre 4 e 11 refletores, uma vez que na prática a indústria limita uma interpretação realizada apenas em número equivalente de 3 a 4 refletores principais. Ressalta-se que este modelo é aplicável como condição inicial ao imageamento de seções sísmicas em regiões geologicamente complexas com variação horizontal suave de velocidades. Os dados sintéticos foram gerados a partir dos modelos relacionados a informações geológicas, o que corresponde a uma forte informação a priori no modelo de inversão. Para a construção dos modelos relacionados aos projetos da Rede Risco Exploratório (FINEP) e de formação de recursos humanos da ANP em andamento, analisamos os seguintes assuntos relevantes: (1) Geologia de bacias sedimentares terrestre dos Solimões e ma rinha (estratigráfica, estrutural, tectônica e petrolífera); (2) Física da resolução vertical e horizontal; e (3) Discretização temporal-espacial no cubo de multi-cobertura. O processo de inversão é dependente do efeito da discretização tempo-espacial do campo de ondas, dos parâmetros físicos do levantamento sísmico, e da posterior reamostragem no cubo de cobertura múltipla. O modelo direto empregado corresponde ao caso do operador do empilhamento NMO (1D), considerando uma topografia de observação plana. O critério básico tomado como referência para a inversão e o ajuste de curvas é a norma 2 (quadrática). A inversão usando o presente modelo simples é computacionalmente atrativa por ser rápida, e conveniente por permitir que vários outros recursos possam ser incluídos com interpretação física lógica; por exemplo, a Zona de Fresnel Projetada (ZFP), cálculo direto da divergência esférica, inversão Dix, inversão linear por reparametrização, informações a priori, regularização. A ZFP mostra ser um conceito út il para estabelecer a abertura da janela espacial da inversão na seção tempo-distância, e representa a influência dos dados na resolução horizontal. A estimativa da ZFP indica uma abertura mínima com base num modelo adotado, e atualizável. A divergência esférica é uma função suave, e tem base física para ser usada na definição da matriz ponderação dos dados em métodos de inversão tomográfica. A necessidade de robustez na inversão pode ser analisada em seções sísmicas (FC, PMC) submetida a filtragens (freqüências de cantos: 5;15;75;85; banda-passante trapezoidal), onde se pode identificar, comparar e interpretar as informações contidas. A partir das seções, concluímos que os dados são contaminados com pontos isolados, o que propõe métodos na classe dos considerados robustos, tendo-se como referência a norma 2 (quadrados- mínimos) de ajuste de curvas. Os algoritmos foram desenvolvidos na linguagem de programação FORTRAN 90/95, usando o programa MATLAB para apresentação de resultados, e o sistema CWP/SU para modelagem sísmica sintética, marcação de eventos e apresentação de resultados.

Avaliação da chuva produzida pelo modelo eta de previsão do tempo para o Estado de São Paulo com uso de radar meteorológico para aplicações agrícolas

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Synergistic effect of green coffee oil and synthetic sunscreen for health care application

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Performance evaluation of multi-stage filtration with use of granular activated carbon and synthetic non-woven fabrics

The multi stage filtration (MSF) is an alternative that permits to enlarge the spectrum of application of the slow sand filtration as for the effluent quality and run duration. In this research the use of MSF technology associated to a granular activated carbon (GAC) column as polishing mechanism of the final effluent was evaluated; in the slow sand filters GAC was used as an intermediate layer and non-woven synthetic fabrics were utilized as a first layer of the filter media. Five different tests were conducted, where the systems subjected to the treatment were: water from the Ipe Lake (Ilha Solteira, Sao Paulo, Brazil); water from the lake with water from a recreational fish pond; water from the lake with a phytoplankton and cyanobacteria overload simulation, with and without the use of the pre-filters as a stage of the treatment. The synthetic fabrics and GAC use resulted in the best turbidity removal and an efficient apparent and true color removal; in spite that the polishing columns reported similar results for those parameters. The utilization of GAC as an intermediate layer contributed to a better organic matter removal and the fabrics improved chlorophyll-a removal. The pre-filtration columns made an efficient algae and cyanobacteria removal, a function that was completed by the filters and reached >98% efficiency. The synthetic non-woven fabrics and GAC inclusion in MSF operation improved performance of this technology with ease of application and operation.

Leishmanicidal Activities of Novel Synthetic Furoxan and Benzofuroxan Derivatives

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)