Consistency from the perspective of an experimental systems approach to the sciences and their epistemic objects

It is generally accepted that the development of the modern sciences is rooted in experiment. Yet for a long time, experimentation did not occupy a prominent role, neither in philosophy nor in history of science. With the 'practical turn' in studying the sciences and their history, this has begun to change. This paper is concerned with systems and cultures of experimentation and the consistencies that are generated within such systems and cultures. The first part of the paper exposes the forms of historical and structural coherence that characterize the experimental exploration of epistemic objects. In the second part, a particular experimental culture in the life sciences is briefly described as an example. A survey will be given of what it means and what it takes to analyze biological functions in the test tube.

Determinação do tamanho ótimo da parcela experimental pelos métodos da máxima curvatura modificado, do coeficiente de correlação intraclasse e da análise visual em testes clonais de eucalipto

O objetivo deste trabalho foi determinar o tamanho ótimo da parcela experimental em testes clonais de eucalipto, por meio dos métodos da máxima curvatura modificado, do coeficiente de correlação intraclasse e da análise visual, com base nas características de crescimento em altura, dap e volume. A partir de quatro testes clonais, dispostos no delineamento em blocos ao acaso, com quatro repetições e parcela experimental quadrada de 25 plantas (5 x 5), foram simulados diferentes tamanhos de parcela com 2, 3, 4, 5, 9, 10, 15, 20 e 25 plantas, visando determinar o tamanho ótimo da parcela pelos métodos de máxima curvatura modificado, do coeficiente de correlação intraclasse e da análise visual. Pôde-se concluir que em programas iniciais para seleção de clones parcelas de cinco a dez plantas proporcionam boa precisão experimental, sendo recomendadas, principalmente, em situação com limitações de mudas, teste de grande número de clones e avaliações de cunho preliminar e em idades precoces.

Propriedades mecânicas de peças com dimensões estruturais de Pinus spp: correlação entre resistência à tração e classificação visual

A redução da disponibilidade de espécies de madeiras nativas e seus efeitos na economia, associada ao fortalecimento dos conceitos de preservação ambiental, criou a necessidade de desenvolvimento de alternativas viáveis para utilização racional de espécies de reflorestamento. E uma das opções é a realização de classificação visual das peças. Autores de trabalhos desenvolvidos nessa linha de pesquisa verificaram a adequação das regras de classificação visual do Southern Pine Inspection Bureau (SPIB) dos EUA à madeira de Pinus do Brasil e apresentaram proposta para normalizar o processo de classificação visual dessa madeira. Nessa classificação, os aspectos com maior influência são: presença de nós, desvio de grã em relação ao eixo da peça e densidade de anéis de crescimento. Assim, esta pesquisa apresenta um estudo experimental que consistiu na classificação visual e determinação da resistência à tração de 85 peças de Pinus spp e um estudo teórico, que propôs uma equação para determinar a resistência à tração média de peças estruturais em função da classificação visual. Com este trabalho, foi possível observar a influência dos nós e dos anéis de crescimento sobre a resistência à tração das peças analisadas.

Bag-of-Features Approach to Unsupervised Visual Object Categorisation

The large and growing number of digital images is making manual image search laborious. Only a fraction of the images contain metadata that can be used to search for a particular type of image. Thus, the main research question of this thesis is whether it is possible to learn visual object categories directly from images. Computers process images as long lists of pixels that do not have a clear connection to high-level semantics which could be used in the image search. There are various methods introduced in the literature to extract low-level image features and also approaches to connect these low-level features with high-level semantics. One of these approaches is called Bag-of-Features which is studied in the thesis. In the Bag-of-Features approach, the images are described using a visual codebook. The codebook is built from the descriptions of the image patches using clustering. The images are described by matching descriptions of image patches with the visual codebook and computing the number of matches for each code. In this thesis, unsupervised visual object categorisation using the Bag-of-Features approach is studied. The goal is to find groups of similar images, e.g., images that contain an object from the same category. The standard Bag-of-Features approach is improved by using spatial information and visual saliency. It was found that the performance of the visual object categorisation can be improved by using spatial information of local features to verify the matches. However, this process is computationally heavy, and thus, the number of images must be limited in the spatial matching, for example, by using the Bag-of-Features method as in this study. Different approaches for saliency detection are studied and a new method based on the Hessian-Affine local feature detector is proposed. The new method achieves comparable results with current state-of-the-art. The visual object categorisation performance was improved by using foreground segmentation based on saliency information, especially when the background could be considered as clutter.

Alteração do campo visual em função do uso de cabinas em tratores agrícolas

Com o objetivo de avaliar a alteração do campo visual de um trator, ocasionada pela instalação de uma cabina, foram determinadas as áreas de visibilidade nula em função da presença ou não da mesma, para cada campo visual. Os procedimentos adotados basearam-se na norma ISO 5721-1981 - Agricultural tractors - Operator's field of vision. A cabina aumentou em 34,42% a área de visibilidade nula. A relação área de projeção do trator/área total sombreada foi de 0,075 para o trator sem cabina, e 0,057 para o trator com cabina, indicando as melhores condições de visibilidade do primeiro em relação ao segundo. No que se refere aos campos visuais, a maior redução ocorreu no campo visual dos olhos e no obtido com o movimento da cabeça, em função dos suportes da cabina e da estrutura de proteção contra o capotamento. A cabina diminui o campo de visão do operador, e adequações no projeto da estrutura avaliada são necessárias para melhorar as condições de visibilidade.

Avaliação de métodos alternativos à citologia no rastreamento de lesões cervicais: detecção de DNA-HPV e inspeção visual

OBJETIVO: avaliar o desempenho da citologia oncológica (CO), de captura híbrida II (CH II) e da inspeção visual com ácido acético na detecção de lesões pré-neoplásicas e neoplásicas cervicais. MÉTODOS: 2281 mulheres foram submetidas a exame clínico além da coleta de material para citologia, para CH II para detecção de DNA-HPV. Foi feita a inspeção visual do colo após aplicação do ácido acético a 5% (IVA). As mulheres com pelo menos um exame positivo eram convocadas para colposcopia, que também foi realizada em 420 mulheres com todos os exames normais. O desempenho dos testes foi calculado utilizando como padrão ouro a colposcopia com ou sem biopsia. RESULTADOS: a CO foi anormal em 209 mulheres (9,2%); a CH II foi positiva em 399 (17,5%) e em 249 (10,9%) foram encontradas alterações na IVA. Entre as 2281 mulheres avaliadas, 671 (29,4%) apresentaram pelo menos um resultado de exame positivo, embora apenas 82 (3,6%) apresentassem doença confirmada histologicamente (50 NIC1, 20 NIC2, sete NIC3 e cinco carcinomas invasores). As sensibilidades da IVA e da CH II foram semelhantes e significativamente maiores que a da CO. A especificidade da CO foi maior que a da IVA e da CH II. Nos casos com resultado de CO negativo, a IVA apresentou melhor desempenho comparada à CH II. CONCLUSÃO: o desempenho da CO associada à IVA foi melhor que o da CO associada à CH II e do que o da CO isolada.

Inspeção visual do colo uterino após aplicação de ácido acético no rastreamento das neoplasias intra-epiteliais e lesões induzidas por HPV

OBJETIVO: estimar a validade da inspeção visual após aplicação de ácido acético (IVA) no rastreamento das neoplasias intra-epiteliais cervicais (NIC) e lesões induzidas por HPV, comparando seu desempenho com o da colpocitologia e da colposcopia. MÉTODOS: estudo de validação de teste diagnóstico realizado em 893 mulheres de 18 a 65 anos, rastreadas simultaneamente com colpocitologia, IVA e colposcopia, em unidade de saúde pública de Recife, PE. A IVA foi realizada por embrocação do colo com ácido acético a 5% e observação a olho nu, com auxílio de foco clínico comum. Considerou-se como positividade o achado de qualquer lesão aceto-branca no colo. O padrão-ouro foi o histopatológico de biópsia cervical, realizado sempre que qualquer um dos três testes resultasse anormal. Foram estimados e comparados os indicadores de validade de cada teste, com os respectivos intervalos de confiança a 95%. A concordância entre os resultados dos testes foi avaliada pelo coeficiente kappa (k). RESULTADOS: das 303 mulheres biopsiadas, o estudo histopatológico foi anormal em 24. Deste total, a IVA foi positiva em 22, conferindo-lhe sensibilidade estimada de 91,7%, especificidade de 68,9%, valor preditivo positivo de 7,5% e valor preditivo negativo de 99,7%. Comparando-se os intervalos de confiança a 95%, a IVA mostrou maior sensibilidade que a colpocitologia, mas com menores especificidade e valor preditivo positivo. Houve fraca concordância entre os resultados da IVA e da colpocitologia (k=0,02) e excelente concordância com os da colposcopia (k=0,93). CONCLUSÃO: a IVA foi muito mais sensível que a colpocitologia no rastreamento das NIC e lesões HPV-induzidas e teve o mesmo desempenho da colposcopia. Sua baixa especificidade foi responsável por um elevado número de resultados falso-positivos.

Lean daily management, visual management and continuous improvement

This thesis was part of lean adaptation project started at Outotec Lappeenranta factory in early 2013. The purpose of this thesis was to develop and propose lean tools that could be used in daily management, visual management and continuous improvement. This thesis was “outsiders” view, and as such, did not study the current processes deeply. As result of this thesis, two different Daily Management -boards were designed, one for parallel processes and one for sequential processes. In addition, methods of doing continuous improvement and daily task accountability were framed and standard work for the leaders outlined. The tools presented in this thesis are general tools which support work in lean environment. They are visual and, if used correctly, they provide a basis from which continuous improvement can be done. Lean philosophy emphasizes the deep understanding of the current situation and it would be against the lean principles to blindly implement anything developed “on the outside”. The tools presented should be reviewed and modified further by the people working on the factory floor.

Visual customer segmentation and behavior analysis : a SOM-based approach

Ett ämne som väckt intresse både inom industrin och forskningen är hantering av kundförhållanden (CRM, eng. Customer Relationship Management), dvs. en kundorienterad affärsstrategi där företagen från att ha varit produktorienterade väljer att bli mera kundcentrerade. Numera kan kundernas beteende och aktiviteter lätt registreras och sparas med hjälp av integrerade affärssystem (ERP, eng. Enterprise Resource Planning) och datalager (DW, eng. Data Warehousing). Kunder med olika preferenser och köpbeteende skapar sin egen ”signatur” i synnerhet via användningen av kundkort, vilket möjliggör mångsidig modellering av kundernas köpbeteende. För att få en översikt av kundernas köpbeteende och deras lönsamhet, används ofta kundsegmentering som en metod för att indela kunderna i grupper utgående från deras likheter. De mest använda metoderna för kundsegmentering är analytiska modeller konstruerade för en viss tidsperiod. Dessa modeller beaktar inte att kundernas beteende kan förändras med tiden. I föreliggande avhandling skapas en holistisk översikt av kundernas karaktär och köpbeteende som utöver de konventionella segmenteringsmodellerna även beaktar dynamiken i köpbeteendet. Dynamiken i en kundsegmenteringsmodell innefattar förändringar i segmentens struktur och innehåll, samt förändringen av individuella kunders tillhörighet i ett segment (s.k migrationsanalyser). Vardera förändringen modelleras, analyseras och exemplifieras med visuella datautvinningstekniker, främst med självorganiserande kartor (SOM, eng. Self-Organizing Maps) och självorganiserande tidskartor (SOTM), en vidareutveckling av SOM. Visualiseringen anteciperas underlätta tolkningen av identifierade mönster och göra processen med kunskapsöverföring mellan den som gör analysen och beslutsfattaren smidigare. Asiakkuudenhallinta (CRM) eli organisaation muuttaminen tuotepainotteisesta asiakaskeskeiseksi on herättänyt mielenkiintoa niin yliopisto- kuin yritysmaailmassakin. Asiakkaiden käyttäytymistä ja toimintaa pystytään nykyään helposti tallentamaan ja varastoimaan toiminnanohjausjärjestelmien ja tietovarastojen avulla; asiakkaat jättävät jatkuvasti piirteistään ja ostokäyttäytymisestään kertovia tietojälkiä, joita voidaan analysoida. On tavallista, että asiakkaat poikkeavat toisistaan eri tavoin, ja heidän mieltymyksensä kuten myös ostokäyttäytymisensä saattavat olla hyvinkin erilaisia. Asiakaskäyttäytymisen monimuotoisuuteen ja tuottavuuteen paneuduttaessa käytetäänkin laajalti asiakassegmentointia eli asiakkaiden jakamista ryhmiin samankaltaisuuden perusteella. Perinteiset asiakassegmentoinnin ratkaisut ovat usein yksittäisiä analyyttisia malleja, jotka on tehty tietyn aikajakson perusteella. Tämän vuoksi ne monesti jättävät huomioimatta sen, että asiakkaiden käyttäytyminen saattaa ajan kuluessa muuttua. Tässä väitöskirjassa pyritäänkin tarjoamaan holistinen kuva asiakkaiden ominaisuuksista ja ostokäyttäytymisestä tarkastelemalla kahta muutosvoimaa tiettyyn aikarajaukseen perustuvien perinteisten segmentointimallien lisäksi. Nämä kaksi asiakassegmentointimallin dynamiikkaa ovat muutokset segmenttien rakenteessa ja muutokset yksittäisten asiakkaiden kuulumisessa ryhmään. Ensimmäistä dynamiikkaa lähestytään ajallisen asiakassegmentoinnin avulla, jossa visualisoidaan ajan kuluessa tapahtuvat muutokset segmenttien rakenteissa ja profiileissa. Toista dynamiikkaa taas lähestytään käyttäen nk. segmenttisiirtymien analyysia, jossa visuaalisin keinoin tunnistetaan samantyyppisesti segmentistä toiseen vaihtavat asiakkaat. Visualisoinnin tehtävänä on tukea havaittujen kaavojen tulkitsemista sekä helpottaa tiedonsiirtoa analysoijan ja päättäjien välillä. Visuaalisia tiedonlouhintamenetelmiä, kuten itseorganisoivia karttoja ja niiden laajennuksia, käytetään osoittamaan näiden menetelmien hyödyllisyys sekä asiakkuudenhallinnassa yleisesti että erityisesti asiakassegmentoinnissa.

Probabilistic position and orientation estimation of rigid objects using an RGB-D sensor

The recent emergence of low-cost RGB-D sensors has brought new opportunities for robotics by providing affordable devices that can provide synchronized images with both color and depth information. In this thesis, recent work on pose estimation utilizing RGBD sensors is reviewed. Also, a pose recognition system for rigid objects using RGB-D data is implemented. The implementation uses half-edge primitives extracted from the RGB-D images for pose estimation. The system is based on the probabilistic object representation framework by Detry et al., which utilizes Nonparametric Belief Propagation for pose inference. Experiments are performed on household objects to evaluate the performance and robustness of the system.