Statistical physics approach to dendritic computation: The excitable-wave mean-field approximation

We analytically study the input-output properties of a neuron whose active dendritic tree, modeled as a Cayley tree of excitable elements, is subjected to Poisson stimulus. Both single-site and two-site mean-field approximations incorrectly predict a nonequilibrium phase transition which is not allowed in the model. We propose an excitable-wave mean-field approximation which shows good agreement with previously published simulation results [Gollo et al., PLoS Comput. Biol. 5, e1000402 (2009)] and accounts for finite-size effects. We also discuss the relevance of our results to experiments in neuroscience, emphasizing the role of active dendrites in the enhancement of dynamic range and in gain control modulation.

Modeling and simulation of severe slugging with mass transfer effects

A mathematical model and numerical simulations are presented to investigate the dynamics of gas, oil and water flow in a pipeline-riser system. The pipeline is modeled as a lumped parameter system and considers two switchable states: one in which the gas is able to penetrate into the riser and another in which there is a liquid accumulation front, preventing the gas from penetrating the riser. The riser model considers a distributed parameter system, in which movable nodes are used to evaluate local conditions along the subsystem. Mass transfer effects are modeled by using a black oil approximation. The model predicts the liquid penetration length in the pipeline and the liquid level in the riser, so it is possible to determine which type of severe slugging occurs in the system. The method of characteristics is used to simplify the differentiation of the resulting hyperbolic system of equations. The equations are discretized and integrated using an implicit method with a predictor-corrector scheme for the treatment of the nonlinearities. Simulations corresponding to severe slugging conditions are presented and compared to results obtained with OLGA computer code, showing a very good agreement. A description of the types of severe slugging for the three-phase flow of gas, oil and water in a pipeline-riser system with mass transfer effects are presented, as well as a stability map. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Semilinear functional difference equations with infinite delay

We obtain boundedness and asymptotic behavior of solutions for semilinear functional difference equations with infinite delay. Applications to Volterra difference equations with infinite delay are shown. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Assessment of Pharmaceutical Equivalence: Difference Test or Equivalence Test?

Pharmaceutical equivalence is an important step towards the confirmation of similarity and Interchangeability among pharmaceutical products, particularly regarding those that win not be tested for bioequivalence. The aim of this paper is to compare traditional difference testing to two one-side equivalence tests in the assessment of pharmaceutical equivalence, by means of equivalence studies between similar, generic and reference products of acyclovir cream, atropine sulfate injection, meropenem for injection, and metronidazole injection. All tests were performed in accordance with the Brazilian Pharmacopeia or the United States Pharmacopeia. All four possible combinations of results arise in these comparisons of difference testing and equivalence testing. Most of the former did not show significant difference, whereas the latter presented similarity. We concluded that equivalence testing is more appropriate than difference testing, what can make it a useful tool to assess pharmaceutical equivalence in products that will not be tested for bioequivalence.

On the optical properties of copper nanocubes as a function of the edge length as modeled by the discrete dipole approximation

This Letter reports an investigation on the optical properties of copper nanocubes as a function of size as modeled by the discrete dipole approximation. In the far-field, our results showed that the extinction resonances shifted from 595 to 670 nm as the size increased from 20 to 100 nm. Also, the highest optical efficiencies for absorption and scattering were obtained for nanocubes that were 60 and 100 nm in size, respectively. In the near-field, the electric-field amplitudes were investigated considering 514, 633 and 785 nm as the excitation wavelengths. The E-fields increased with size, being the highest at 633 nm. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

When size makes a difference: allometry, life-history and morphological evolution of capuchins (Cebus) and squirrels (Saimiri) monkeys (Cebinae, Platyrrhini)

Abstract Background How are morphological evolution and developmental changes related? This rather old and intriguing question had a substantial boost after the 70s within the framework of heterochrony (changes in rates or timing of development) and nowadays has the potential to make another major leap forward through the combination of approaches: molecular biology, developmental experimentation, comparative systematic studies, geometric morphometrics and quantitative genetics. Here I take an integrated approach combining life-history comparative analyses, classical and geometric morphometrics applied to ontogenetic series to understand changes in size and shape which happen during the evolution of two New World Monkeys (NWM) sister genera. Results Cebus and Saimiri share the same basic allometric patterns in skull traits, a result robust to sexual and ontogenetic variation. If adults of both genera are compared in the same scale (discounting size differences) most differences are small and not statistically significant. These results are consistent using both approaches, classical and geometric Morphometrics. Cebus is a genus characterized by a number of peramorphic traits (adult-like) while Saimiri is a genus with paedomorphic (child like) traits. Yet, the whole clade Cebinae is characterized by a unique combination of very high pre-natal growth rates and relatively slow post-natal growth rates when compared to the rest of the NWM. Morphologically Cebinae can be considered paedomorphic in relation to the other NWM. Geometric morphometrics allows the precise separation of absolute size, shape variation associated with size (allometry), and shape variation non-associated with size. Interestingly, and despite the fact that they were extracted as independent factors (principal components), evolutionary allometry (those differences in allometric shape associated with intergeneric differences) and ontogenetic allometry (differences in allometric shape associated with ontogenetic variation within genus) are correlated within these two genera. Furthermore, morphological differences produced along these two axes are quite similar. Cebus and Saimiri are aligned along the same evolutionary allometry and have parallel ontogenetic allometry trajectories. Conclusion The evolution of these two Platyrrhini monkeys is basically due to a size differentiation (and consequently to shape changes associated with size). Many life-history changes are correlated or may be the causal agents in such evolution, such as delayed on-set of reproduction in Cebus and larger neonates in Saimiri.

Pair approximation for a model of vertical and horizontal transmission of parasites.

We apply Stochastic Dynamics method for a differential equations model, proposed by Marc Lipsitch and collaborators (Proc. R. Soc. Lond. B 260, 321, 1995), for which the transmission dynamics of parasites occurs from a parent to its offspring (vertical transmission), and by contact with infected host (horizontal transmission). Herpes, Hepatitis and AIDS are examples of diseases for which both horizontal and vertical transmission occur simultaneously during the virus spreading. Understanding the role of each type of transmission in the infection prevalence on a susceptible host population may provide some information about the factors that contribute for the eradication and/or control of those diseases. We present a pair mean-field approximation obtained from the master equation of the model. The pair approximation is formed by the differential equations of the susceptible and infected population densities and the differential equations of pairs that contribute to the former ones. In terms of the model parameters, we obtain the conditions that lead to the disease eradication, and set up the phase diagram based on the local stability analysis of fixed points. We also perform Monte Carlo simulations of the model on complete graphs and Erdös-Rényi graphs in order to investigate the influence of population size and neighborhood on the previous mean-field results; by this way, we also expect to evaluate the contribution of vertical and horizontal transmission on the elimination of parasite. Pair Approximation for a Model of Vertical and Horizontal Transmission of Parasites.

Norm and difference : Stone Age dietary practice in the Baltic region

Stone Age research on Northern Europe frequently makes gross generalizations about the Mesolithic and Neolithic, although we still lack much basic knowledge on how the people lived. The transition from the Mesolithic to the Neolithic in Europe has been described as a radical shift from an economy dominated by marine resources to one solely dependent on farming. Both the occurrence and the geographical extent of such a drastic shift can be questioned, however. It is therefore important to start out at a more detailed level of evidence in order to present the overall picture, and to account for the variability even in such regional or chronological overviews. Fifteen Stone Age sites were included in this study, ranging chronologically from the Early Mesolithic to the Middle or Late Neolithic, c. 8300–2500 BC, and stretching geographically from the westernmost coast of Sweden to the easternmost part of Latvia within the confines of latitudes 55–59° N. The most prominent sites in terms of the number of human and faunal samples analysed are Zvejnieki, Västerbjers and Skateholm I–II. Human and faunal skeletal remains were subjected to stable carbon and nitrogen isotope analysis to study diet and ecology at the sites. Stable isotope analyses of human remains provide quantitative information on the relative importance of various food sources, an important addition to the qualitative data supplied by certain artefacts and structures or by faunal or botanical remains. A vast number of new radiocarbon dates were also obtained. In conclusion, a rich diversity in Stone Age dietary practice in the Baltic Region was demonstrated. Evidence ranging from the Early Mesolithic to the Late Neolithic show that neither chronology nor location alone can account for this variety, but that there are inevitably cultural factors as well. Food habits are culturally governed, and therefore we cannot automatically assume that people at similar sites will have the same diet. Stable isotope studies are very important here, since they tell us what people actually consumed, not only what was available, or what one single meal contained. We should not be deceived in inferring diet from ritually deposited remains, since things that were mentally important were not always important in daily life. Thus, although a ritual and symbolic norm may emphasize certain food categories, these may in fact contribute very little to the diet. By the progress of analysis of intra-individual variation, new data on life history changes have been produced, revealing mobility patterns, breastfeeding behaviour and certain dietary transitions. The inclusion of faunal data has proved invaluable for understanding the stable isotope ecology of a site, and thereby improve the precision of the interpretations of human stable isotope data. The special case of dogs, though, demonstrates that these animals are not useful for inferring human diet, since, due to the number of roles they possess in human society, dogs could deviate significantly from humans in their diet, and in several cases have been proved to do so. When evaluating radiocarbon data derived from human and animal remains from the Pitted-Ware site of Västerbjers on Gotland, the importance of establishing the stable isotope ecology of the site before making deductions on reservoir effects was further demonstrated. The main aim of this thesis has been to demonstrate the variation and diversity in human practices, challenging the view of a “monolithic” Stone Age. By looking at individuals and not only at populations, the whole range of human behaviour has been accounted for, also revealing discrepancies between norm and practice, which are frequently visible both in the archaeological record and in present-day human behaviour.

Modal hedges in para-pharmaceutical product instructions: some examples from English and Serbian

[EN] The paper investigates how modal hedges (Coates 1983) understood as expressions of procedural meaning , i.e. expressions which instruct the addressee/reader how to process the propositional content of an utterance/statement (Watts 2004) are used in product descriptions, advertisements and consumer instructions leaflets for a number of products belonging to the Consumer Health Care category for the purposes of complying with consumer protection laws on the one hand and serving as an implicit disclaimer of manufacturer’s responsibility on the other. The analysis is carried out contrastively for two languages, English and Serbian. The results obtained are discussed and viewed as a matter of cultural variety and difference, especially taking into consideration the fact that consumer protection laws seem to be equally strict in US, UK and Commonwealth, Europe and Serbia.

Simulative Investigation on the Electronic, Vibrational and Optical Properties of the Ge2Sb2Te5 Chalcogenide

Chalcogenides are chemical compounds with at least one of the following three chemical elements: Sulfur (S), Selenium (Sn), and Tellurium (Te). As opposed to other materials, chalcogenide atomic arrangement can quickly and reversibly inter-change between crystalline, amorphous and liquid phases. Therefore they are also called phase change materials. As a results, chalcogenide thermal, optical, structural, electronic, electrical properties change pronouncedly and significantly with the phase they are in, leading to a host of different applications in different areas. The noticeable optical reflectivity difference between crystalline and amorphous phases has allowed optical storage devices to be made. Their very high thermal conductivity and heat fusion provided remarkable benefits in the frame of thermal energy storage for heating and cooling in residential and commercial buildings. The outstanding resistivity difference between crystalline and amorphous phases led to a significant improvement of solid state storage devices from the power consumption to the re-writability to say nothing of the shrinkability. This work focuses on a better understanding from a simulative stand point of the electronic, vibrational and optical properties for the crystalline phases (hexagonal and faced-centered cubic). The electronic properties are calculated implementing the density functional theory combined with pseudo-potentials, plane waves and the local density approximation. The phonon properties are computed using the density functional perturbation theory. The phonon dispersion and spectrum are calculated using the density functional perturbation theory. As it relates to the optical constants, the real part dielectric function is calculated through the Drude-Lorentz expression. The imaginary part results from the real part through the Kramers-Kronig transformation. The refractive index, the extinctive and absorption coefficients are analytically calculated from the dielectric function. The transmission and reflection coefficients are calculated using the Fresnel equations. All calculated optical constants compare well the experimental ones.

Populationsdynamik des Cydia pomonella Granulovirus

Das Cydia pomonella Granulovirus (CpGV, Fam. Baculoviridae) ist ein sehr virulentes und hoch spezifisches Pathogen des Apfelwicklers (Cydia pomonella), das seit mehreren Jahren in der Bundesrepublik Deutschland und anderen Ländern der EU als Insektizid zugelassen ist. Wie andere Baculoviren auch befällt es die Larven der Insekten und ist aufgrund seiner Selektivität für Nicht-Zielorganismen unbedenklich. In der Vergangenheit konzentrierte sich die Erforschung des CpGV auf Bereiche, die für die Anwendung im Pflanzenschutz relevant waren, wobei nach fast 20 Jahren nach der ersten Zulassung noch immer nicht bekannt ist, ob und wie sich das CpGV in der Umwelt etablieren kann. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Parameter, mit deren Hilfe die Populationsdynamik des CpGV beschrieben werden kann, analysiert und quantitativ bestimmt. Neben den biologischen Eigenschaften wie Virulenz, DNA-Charakterisierung und Quantifizierung der Virusnachkommenschaft wurden insbesondere die horizontale sowie die vertikale Transmission, die Inaktivierung und die Infektion später Larvenstadien untersucht. Letztlich wurden die ermittelten Parameter zusammen mit Daten aus der Literatur in ein mathematisches Modell integriert. Um die Wahrscheinlichkeit der horizontalen Transmission zu quantifizieren, wurde ein Modellsystem mit losen Äpfeln etabliert, in dem verschiedene Szenarien möglicher horizontaler Transmission unter definierten Laborbedingungen getestet wurden. In Versuchsserien, in denen ein Virusfleck, entsprechend der produzierten Virusmenge einer Eilarve, auf einen Apfel appliziert worden war, war unter den aufgesetzten Apfelwicklerlarven lediglich eine sehr geringe Mortalität von 3 - 6% zu beobachten. Wurde jedoch ein an einer Virusinfektion gestorbener Larvenkadaver als Inokulum verwendet, lag die Mortalitätsrate aufgesetzter Larven bei über 40%. Diese beobachtete hohe horizontale Transmissionsrate konnte mit dem Verhalten der Larven erklärt werden. Die Larven zeigten eine deutliche Einbohrpräferenz für den Stielansatz bzw. den Kelch, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens einer an der Infektion verendeten Larve mit einer gesunden Larve um ein Vielfaches zunahm. In einem ähnlich angelegten Freilandversuch konnte eine horizontale Transmission nicht belegt werden. Der Unterschied zur Kontrollgruppe fiel aufgrund einer hohen natürlichen Mortalität und einer damit einhergehenden niedrigen Dichte der Larven zu gering aus. Parallel hierzu wurde außerdem eine Halbwertszeit von 52 Sonnenstunden für das CpGV ermittelt. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass die Mortalität von späteren Larvenstadien, die 14 Tage Zeit hatten sich in die Äpfel einzubohren, bevor eine CpGV-Applikation durchgeführt wurde, ebenso hoch war wie bei Larven, die sich im L1-Stadium auf der Apfeloberfläche infizierten. Aufgrund des höheren Alters jener Larven war der Fraßschaden an befallenen Äpfeln jedoch wesentlich größer und vergleichbar mit dem Fraßschaden einer unbehandelten Kontrolle. Der Versuch zur vertikalen Transmission zeigte dass, obwohl die verwendete Apfelwicklerzucht nicht frei von CpGV war, die Mortalitätsrate der Nachkommen subletal infizierter Weibchen (44%) jedoch deutlich höher war als die der Nachkommen subletal infizierter Männchen (28%) und der unbehandelten Kontrolle (27%). Auch in den PCR-Analysen konnte eine größere Menge an CpGV-Trägern bei den Nachkommen subletal infizierter Weibchen (67%) als bei den Nachkommen subletal infizierter Männchen (49%) und bei der Kontrolle (42%) nachgewiesen werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Infektion durch subletal infizierte Weibchen vertikal in die nächste Generation übertragen werden kann. Dies lässt erkennen, dass in der Folgegeneration des Apfelwicklers eine zusätzliche Wirkung des CpGV durch vertikale Transmission auftreten kann. Hierin wäre auch ein potentieller Mechanismus für eine dauerhafte Etablierung des Virus zu sehen. Letztlich wurden alle Parameter, die die CpGV-Apfelwickler-Beziehung beschreiben, in ein mathematisches Modell GRANULO integriert. Nach einer Sensitivitätsanalyse wurde GRANULO teilweise mit Daten aus den Freilandversuchen verifiziert. Durch Modifikation der Virusparameter im Modell konnte anschließend der Einfluss veränderter biologischer Eigenschaften (UV-Stabilität und Transmissionsraten) der Viren in Simulationen theoretisch erprobt werden. Das beschriebene Modell, das allerdings noch einer weitergehenden Verifizierung und Validierung bedarf, ist eine erste Annäherung an die quantitative Erfassung und Modellierung der Populationsdynamik des Systems CpGV-Apfelwickler. Die im Zusammenhang mit der Populationsdynamik des Apfelwicklers erhobenen Daten können einen wertvollen Beitrag zur Optimierung von Kontrollstrategien des Apfelwicklers mittels CpGV leisten. Außerdem geben sie Aufschluss über die Etablierungsmöglichkeiten dieses Bioinsektizids.

Spin polarised Heusler compounds

In der vorliegenden Dissertation dient ein einfaches Konzept zur Systematisierung der Suche nach neuen Materialien mit hoher Spinpolarisation. Dieses Konzept basiert auf zwei semi-empirischen Modellen. Zum einen kann die Slater-Pauling Regel zur Abschätzung magnetischer Momente verwendet werden. Dieses Modell wird dabei durch Rechnungen zur elektronischen Struktur unterstützt. Das zweites Modell kann insbesondere für die Co2YZ Heusler Verbindungen beim Vergleich ihrer magnetischen Eigenschaften gefunden werden. Für diese Verbindungen ergibt sich eine scheinbare lineare Abhängigkeit der Curie-Temperatur beim Auftragen als Funktion des magnetischen Momentes. Angeregt durch diese Modelle wurde die Heusler Verbindung Co2FeSi nochmals detailliert im Hinblick auf ihre geometrische und magnetische Struktur hin untersucht. Als Methoden dienten dabei die Pulver-Röntgenbeugung, die EXAFS Spektroskopie, Röntgen Absorptions- and Mößbauer Spektroskopie sowie Hoch- und Tieftemperatur Magnetometrie, XMCD and DSC. Die Messungen zeigten, dass es sich bei Co2FeSi um das Material mit dem höchsten magnetischen Moment (6 B) und der höchsten Curie Temperatur (1100 K) sowohl in der Klasse der Heusler Verbindungen als auch in der Klasse der halbmetallischen Ferromagnete handelt. Zusätzlich werden alle experimentellen Ergebnisse durch detaillierte Rechnungen zur elektronischen Struktur unterstützt. Die gleichen Konzepte wurden verwendet, um die Eigenschaften der Heusler Verbindung Co2Cr1-xFexAl vorherzusagen. Die elektronische Struktur und die spektroskopischen Eigenschaften wurden mit der voll-relativistischen Korringa-Kohn-Rostocker Methode berechnet, unter Verwendung kohärenter Potentialnäherungen um der zufälligen Verteilung von Cr und Fe Atomen sowie zufälliger Unordnung Rechnung zu tragen. Magnetische Effekte wurden durch die Verwendung Spin-abhängiger Potentiale im Rahmen der lokalen Spin-Dichte-Näherung mit eingeschlossen. Die strukturellen und chemischen Eigenschaften der quaternären Heusler Verbindung Co2Cr1-xFexAl wurden an Pulver und Bulkproben gemessen. Die Fernordnung wurde mit der Pulver Röntgenbeugung und Neutronenbeugung untersucht, während die Nahordnung mit der EXAFS Spektroskopie aufgeklärt wurde. Die magnetische Struktur von Pulver und Bulkproben wurde mitttels 57Fe-Mößbauer Spektroskopie gemessen. Die chemische Zusammensetzung wurde durch XPS analysiert. Die Ergebnisse dieser Methoden wurden verglichen, um eine Einsicht in die Unterschiede zwischen Oberflächen und Volumeneigenschaften zu erlangen sowie in das Auftreten von Fehlordnung in solchen Verbindungen. Zusätzlich wurde XMCD an den L3,2 Kanten von Co, Fe, and Cr gemessen, um die elementspezifischen magnetischen Momente zu bestimmen. Rechnungen und Messungen zeigen dabei eine Zunahme des magnetischen Momentes bei steigendem Fe-Anteil. Resonante Photoemission mit weicher Röntgenstrahlung sowie Hochenergie Photoemission mit harter Röntgenstrahlung wurden verwendet, um die Zustandsdichte der besetzten Zustände in Co2Cr0.6Fe0.4Al zu untersuchen. Diese Arbeit stellt außerdem eine weitere, neue Verbindung aus der Klasse der Heusler Verbindungen vor. Co2CrIn ist L21 geordnet, wie Messungen mittels Pulver Röntgenbeugung zeigen. Die magnetischen Eigenschaften wurden mit magnetometrisch bestimmt. Co2CrIn ist weichmagnetisch mit einer Sättigungsmagnetisierung von 1.2B bei 5 K. Im Gegensatz zu den bereits oben erwähnten Co2YZ Heusler Verbindungen ist Co2CrIn kein halbmetallischer Ferromagnet. Im Rahmen dieser Arbeit wird weiterhin eine Regel zur Vorhersage von halbmetallischen komplett kompensierten Ferrimagneten in der Klasse der Heusler Verbindungen vorgestellt. Dieses Konzept resultiert aus der Kombination der Slater-Pauling Regel mit der Kübler-Regel. Die Kübler Regel besagt, dass Mn auf der Y Position zu einem hoch lokalisierten magnetischen Moment tendiert. Unter Verwendung dieses neuen Konzeptes werden für einige Kandidaten in der Klasse der Heusler Verbindungen die Eigenschaft des halbmetallischen komplett kompensierten Ferrimagnetismus vorhergesagt. Die Anwendung dieses Konzeptes wird anhand von Rechnungen zur elektronischen Struktur bestätigt.

Reinforcement Lernen mit Regularisierungsnetzwerken

Die Arbeit behandelt das Problem der Skalierbarkeit von Reinforcement Lernen auf hochdimensionale und komplexe Aufgabenstellungen. Unter Reinforcement Lernen versteht man dabei eine auf approximativem Dynamischen Programmieren basierende Klasse von Lernverfahren, die speziell Anwendung in der Künstlichen Intelligenz findet und zur autonomen Steuerung simulierter Agenten oder realer Hardwareroboter in dynamischen und unwägbaren Umwelten genutzt werden kann. Dazu wird mittels Regression aus Stichproben eine Funktion bestimmt, die die Lösung einer "Optimalitätsgleichung" (Bellman) ist und aus der sich näherungsweise optimale Entscheidungen ableiten lassen. Eine große Hürde stellt dabei die Dimensionalität des Zustandsraums dar, die häufig hoch und daher traditionellen gitterbasierten Approximationsverfahren wenig zugänglich ist. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Reinforcement Lernen durch nichtparametrisierte Funktionsapproximation (genauer, Regularisierungsnetze) auf -- im Prinzip beliebig -- hochdimensionale Probleme anwendbar zu machen. Regularisierungsnetze sind eine Verallgemeinerung von gewöhnlichen Basisfunktionsnetzen, die die gesuchte Lösung durch die Daten parametrisieren, wodurch die explizite Wahl von Knoten/Basisfunktionen entfällt und so bei hochdimensionalen Eingaben der "Fluch der Dimension" umgangen werden kann. Gleichzeitig sind Regularisierungsnetze aber auch lineare Approximatoren, die technisch einfach handhabbar sind und für die die bestehenden Konvergenzaussagen von Reinforcement Lernen Gültigkeit behalten (anders als etwa bei Feed-Forward Neuronalen Netzen). Allen diesen theoretischen Vorteilen gegenüber steht allerdings ein sehr praktisches Problem: der Rechenaufwand bei der Verwendung von Regularisierungsnetzen skaliert von Natur aus wie O(n**3), wobei n die Anzahl der Daten ist. Das ist besonders deswegen problematisch, weil bei Reinforcement Lernen der Lernprozeß online erfolgt -- die Stichproben werden von einem Agenten/Roboter erzeugt, während er mit der Umwelt interagiert. Anpassungen an der Lösung müssen daher sofort und mit wenig Rechenaufwand vorgenommen werden. Der Beitrag dieser Arbeit gliedert sich daher in zwei Teile: Im ersten Teil der Arbeit formulieren wir für Regularisierungsnetze einen effizienten Lernalgorithmus zum Lösen allgemeiner Regressionsaufgaben, der speziell auf die Anforderungen von Online-Lernen zugeschnitten ist. Unser Ansatz basiert auf der Vorgehensweise von Recursive Least-Squares, kann aber mit konstantem Zeitaufwand nicht nur neue Daten sondern auch neue Basisfunktionen in das bestehende Modell einfügen. Ermöglicht wird das durch die "Subset of Regressors" Approximation, wodurch der Kern durch eine stark reduzierte Auswahl von Trainingsdaten approximiert wird, und einer gierigen Auswahlwahlprozedur, die diese Basiselemente direkt aus dem Datenstrom zur Laufzeit selektiert. Im zweiten Teil übertragen wir diesen Algorithmus auf approximative Politik-Evaluation mittels Least-Squares basiertem Temporal-Difference Lernen, und integrieren diesen Baustein in ein Gesamtsystem zum autonomen Lernen von optimalem Verhalten. Insgesamt entwickeln wir ein in hohem Maße dateneffizientes Verfahren, das insbesondere für Lernprobleme aus der Robotik mit kontinuierlichen und hochdimensionalen Zustandsräumen sowie stochastischen Zustandsübergängen geeignet ist. Dabei sind wir nicht auf ein Modell der Umwelt angewiesen, arbeiten weitestgehend unabhängig von der Dimension des Zustandsraums, erzielen Konvergenz bereits mit relativ wenigen Agent-Umwelt Interaktionen, und können dank des effizienten Online-Algorithmus auch im Kontext zeitkritischer Echtzeitanwendungen operieren. Wir demonstrieren die Leistungsfähigkeit unseres Ansatzes anhand von zwei realistischen und komplexen Anwendungsbeispielen: dem Problem RoboCup-Keepaway, sowie der Steuerung eines (simulierten) Oktopus-Tentakels.