Desing and development of a robotic platform for the evaluation of search algorithms

Plant diseases represent a major economic and environmental problem in agriculture and forestry. Upon infection, a plant develops symptoms that affect different parts of the plant causing a significant agronomic impact. As many such diseases spread in time over the whole crop, a system for early disease detection can aid to mitigate the losses produced by the plant diseases and can further prevent their spread [1]. In recent years, several mathematical algorithms of search have been proposed [2,3] that could be used as a non-invasive, fast, reliable and cost-effective methods to localize in space infectious focus by detecting changes in the profile of volatile organic compounds. Tracking scents and locating odor sources is a major challenge in robotics, on one hand because odour plumes consists of non-uniform intermittent odour patches dispersed by the wind and on the other hand because of the lack of precise and reliable odour sensors. Notwithstanding, we have develop a simple robotic platform to study the robustness and effectiveness of different search algorithms [4], with respect to specific problems to be found in their further application in agriculture, namely errors committed in the motion and sensing and to the existence of spatial constraints due to land topology or the presence of obstacles.

Volume Haptics and Dendritic Spine Editing

Esta tesis se ha desarrollado en el contexto del proyecto Cajal Blue Brain, una iniciativa europea dedicada al estudio del cerebro. Uno de los objetivos de esta iniciativa es desarrollar nuevos métodos y nuevas tecnologías que simplifiquen el análisis de datos en el campo neurocientífico. El presente trabajo se ha centrado en diseñar herramientas que combinen información proveniente de distintos canales sensoriales con el fin de acelerar la interacción y análisis de imágenes neurocientíficas. En concreto se estudiará la posibilidad de combinar información visual con información háptica. Las espinas dendríticas son pequeñas protuberancias que recubren la superficie dendrítica de muchas neuronas del cerebro. A día de hoy, se cree que tienen un papel clave en la transmisión de señales neuronales. Motivo por el cual, el interés por parte de la comunidad científica por estas estructuras ha ido en aumento a medida que las técnicas de adquisición de imágenes mejoraban hasta alcanzar una calidad suficiente para analizar dichas estructuras. A menudo, los neurocientíficos utilizan técnicas de microscopía con luz para obtener los datos que les permitan analizar estructuras neuronales tales como neuronas, dendritas y espinas dendríticas. A pesar de que estas técnicas ofrezcan ciertas ventajas frente a su equivalente electrónico, las técnicas basadas en luz permiten una menor resolución. En particular, estructuras pequeñas como las espinas dendríticas pueden capturarse de forma incorrecta en las imágenes obtenidas, impidiendo su análisis. En este trabajo, se presenta una nueva técnica, que permite editar imágenes volumétricas, mediante un dispositivo háptico, con el fin de reconstruir de los cuellos de las espinas dendríticas. Con este objetivo, en un primer momento se desarrolló un algoritmo que proporciona retroalimentación háptica en datos volumétricos, completando la información que provine del canal visual. Dicho algoritmo de renderizado háptico permite a los usuarios tocar y percibir una isosuperficie en el volumen de datos. El algoritmo asegura un renderizado robusto y eficiente. Se utiliza un método basado en las técnicas de “marching tetrahedra” para la extracción local de una isosuperficie continua, lineal y definida por intervalos. La robustez deriva tanto de una etapa de detección de colisiones continua de la isosuperficie extraída, como del uso de técnicas eficientes de renderizado basadas en un proxy puntual. El método de “marching tetrahedra” propuesto garantiza que la topología de la isosuperficie extraída coincida con la topología de una isosuperficie equivalente determinada utilizando una interpolación trilineal. Además, con el objetivo de mejorar la coherencia entre la información háptica y la información visual, el algoritmo de renderizado háptico calcula un segundo proxy en la isosuperficie pintada en la pantalla. En este trabajo se demuestra experimentalmente las mejoras en, primero, la etapa de extracción de isosuperficie, segundo, la robustez a la hora de mantener el proxy en la isosuperficie deseada y finalmente la eficiencia del algoritmo. En segundo lugar, a partir del algoritmo de renderizado háptico propuesto, se desarrolló un procedimiento, en cuatro etapas, para la reconstrucción de espinas dendríticas. Este procedimiento, se puede integrar en los cauces de segmentación automática y semiautomática existentes como una etapa de pre-proceso previa. El procedimiento está diseñando para que tanto la navegación como el proceso de edición en sí mismo estén controlados utilizando un dispositivo háptico. Se han diseñado dos experimentos para evaluar esta técnica. El primero evalúa la aportación de la retroalimentación háptica y el segundo se centra en evaluar la idoneidad del uso de un háptico como dispositivo de entrada. En ambos casos, los resultados demuestran que nuestro procedimiento mejora la precisión de la reconstrucción. En este trabajo se describen también dos casos de uso de nuestro procedimiento en el ámbito de la neurociencia: el primero aplicado a neuronas situadas en la corteza cerebral humana y el segundo aplicado a espinas dendríticas situadas a lo largo de neuronas piramidales de la corteza del cerebro de una rata. Por último, presentamos el programa, Neuro Haptic Editor, desarrollado a lo largo de esta tesis junto con los diferentes algoritmos ya mencionados. ABSTRACT This thesis took place within the Cajal Blue Brain project, a European initiative dedicated to the study of the brain. One of the main goals of this project is the development of new methods and technologies simplifying data analysis in neuroscience. This thesis focused on the development of tools combining information originating from distinct sensory channels with the aim of accelerating both the interaction with neuroscience images and their analysis. In concrete terms, the objective is to study the possibility of combining visual information with haptic information. Dendritic spines are thin protrusions that cover the dendritic surface of numerous neurons in the brain and whose function seems to play a key role in neural circuits. The interest of the neuroscience community toward those structures kept increasing as and when acquisition methods improved, eventually to the point that the produced datasets enabled their analysis. Quite often, neuroscientists use light microscopy techniques to produce the dataset that will allow them to analyse neuronal structures such as neurons, dendrites and dendritic spines. While offering some advantages compared to their electronic counterpart, light microscopy techniques achieve lower resolutions. Particularly, small structures such as dendritic spines might suffer from a very low level of fluorescence in the final dataset, preventing further analysis. This thesis introduces a new technique enabling the edition of volumetric datasets in order to recreate dendritic spine necks using a haptic device. In order to fulfil this objective, we first presented an algorithm to provide haptic feedback directly from volumetric datasets, as an aid to regular visualization. The haptic rendering algorithm lets users perceive isosurfaces in volumetric datasets, and it relies on several design features that ensure a robust and efficient rendering. A marching tetrahedra approach enables the dynamic extraction of a piecewise linear continuous isosurface. Robustness is derived using a Continuous Collision Detection step coupled with acknowledged proxy-based rendering methods over the extracted isosurface. The introduced marching tetrahedra approach guarantees that the extracted isosurface will match the topology of an equivalent isosurface computed using trilinear interpolation. The proposed haptic rendering algorithm improves the coherence between haptic and visual cues computing a second proxy on the isosurface displayed on screen. Three experiments demonstrate the improvements on the isosurface extraction stage as well as the robustness and the efficiency of the complete algorithm. We then introduce our four-steps procedure for the complete reconstruction of dendritic spines. Based on our haptic rendering algorithm, this procedure is intended to work as an image processing stage before the automatic segmentation step giving the final representation of the dendritic spines. The procedure is designed to allow both the navigation and the volume image editing to be carried out using a haptic device. We evaluated our procedure through two experiments. The first experiment concerns the benefits of the force feedback and the second checks the suitability of the use of a haptic device as input. In both cases, the results shows that the procedure improves the editing accuracy. We also report two concrete cases where our procedure was employed in the neuroscience field, the first one concerning dendritic spines in the human cortex, the second one referring to an ongoing experiment studying dendritic spines along dendrites of mouse cortical pyramidal neurons. Finally, we present the software program, Neuro Haptic Editor, that was built along the development of the different algorithms implemented during this thesis, and used by neuroscientists to use our procedure.

Sistemas de comunicación por satélite: utilización en los sistemas de navegación aeronáuticos

Este Proyecto Fin de Carrera tiene como principal objetivo analizar la evolución de los Sistemas de Comunicación por Satélite, así como dar a conocer al lector la tecnología EGNOS y su aplicabilidad como ayuda a la navegación Aeronáutica. Este trabajo comenzará con una primera parte, la cual está dedicada a conocer qué es un satélite y como ha sido su evolución a lo largo de la historia, desde la aparición del primer satélite hasta nuestros días, así como mostrar las partes que lo componen y su proceso de lanzamiento. Todo este capítulo, sirve de base para poder entender mejor las siguientes partes del proyecto. En la segunda parte de esta memoria, se entra más en detalle y se desarrollan los temas principales de este documento. Podríamos decir que este segundo capítulo se divide a su vez en dos subpartes claramente diferenciadas: En la primera, se analiza la estructura de un sistema de comunicaciones por satélite, los diferentes tipos de satélites según su órbita o según su finalidad, viendo unos claros ejemplos de cada uno de ellos, así como las bandas de frecuencias en las que trabajan. Para concluir esta sección se habla de los diferentes tipos de servicios que ofrecen las comunicaciones por satélite para centrarnos más adelante en los servicios aeronáuticos. En la segunda parte, se habla de la aplicación de la tecnología EGNOS como ayuda a la navegación aeronáutica. Para ello, primero se explican los diferentes sistemas de navegación que usan las aeronaves, entre los que se encuentran los sistemas VOR, DME, ADF y TACAN, y después se introduce al usuario a la tecnología EGNOS, viendo su arquitectura y explicando su funcionamiento. Como ejemplo de aplicabilidad de esta tecnología se explica el novedoso sistema SLS que llevan las aeronaves. Toda esta segunda parte constituye el cuerpo del proyecto y el punto más importante de esta memoria. Para finalizar, en la última parte del Proyecto Fin de Carrera, se habla del presente y futuro del sistema EGNOS evaluando sus principales ventajas y las conclusiones que se han sacado al hacer esta memoria. ABSTRACT. This thesis has as main objective to analyze the evolution of satellite communication systems, as well as to inform the reader about EGNOS technology and its applicability as an aid to aeronautical navigation. This document will begin with a first part, which is dedicated to know what a satellite is and how has its evolution been throughout history, from the appearance of the first satellite until nowadays, as well as showing the parts that it is composed of and different launch processes. This chapter serves as a base to a better understanding of these parts of the project. In the second part of this report, more detail is introduced and it is developed the main themes of this document. We could say that this second chapter is divided in two clearly differentiated subparts: The first, analyzes the structure of a communications system by satellite, different types of satellites according to its orbit or according to their purpose, seeing some clear examples of each of them, as well as the frequency bands in which they work. To conclude, this section refers to different types of services offered by satellite communications to focus later in the aeronautical services. In the second part, application of EGNOS technology is referred as an aid to the aeronautical navigation. To do this, first they are explained the different navigation systems that the aircraft uses, which include VOR, DME, ADF and TACAN systems, and then EGNOS technology is introduced to the user, seeing its architecture and explaining its operation. As an example of applicability of this technology, the new system SLS carried by the aircraft is explained. Throughout this second part it is constituted the body of the project and the most important point of this report. Finally, in the last part of the thesis, the present and future of the EGNOS system are analyzed evaluating the main advantages and conclusions that have been obtained to make this memory.

Myrtle Smith Livingston

Myrtle Smith Livingston became a physical education instructor in 1928 at Lincoln University, and while at Lincoln she established several formal athletic programs for female students. Livingston’s contributions made it possible for females to engage in principal sports for the first time. Livingston was also very active as a dancer and formed the first chapter of the Orchesis Group in 1936; the first chapter to be formed at a black college. The group gave both indoor and outdoor performances in tap and interpretive dance. In addition to these activities, she taught first aid to Jefferson City citizens during World War II and wrote several plays during this time period. Livingston’s most famous play, For Unborn Children, was published in the July 1926 issue of The Crisis magazine after winning 3rd prize in a literary competition. The play, which is about miscegenation and lynching, reflects the historical movements that helped shape her generation. Since then, scholars of black drama have recognized the play’s value and have ensured its availability by including it in anthropologies. Livingston died in Hawaii, only one and a half years into her retirement. There is a park named in her honor on Lincoln University’s campus that remains open today. Livingston’s life reflected the movements of her time and her dedication to community centered art.

A COMUNICAÇÃO DE MERCADO A SERVIÇO DA IGREJA Em busca da fidelização

Esta pesquisa evidencia o uso de instrumentos de comunicação interna e dirigida e de ações de relações públicas e marketing de relacionamento dentro das igrejas evangélicas históricas. Também enfatiza a importância da comunicação interna e das estratégias de comunicação mercadológicas utilizadas dentro das igrejas inclusive com o uso do marketing boca a boca. Para a realização desta pesquisa foi feito um recorte das quatro maiores igrejas evangélicas históricas, em número de membros, situadas na cidade de Curitiba: Batista, Luterana, Presbiteriana e Metodista. O estudo foi realizado por meio de pesquisas de observação participante, análise de materiais diversos, entrevista com os líderes e uma pesquisa de campo, quantitativa, envolvendo os membros e freqüentadores das igrejas. Com o auxilio de um questionário estruturado foram analisados: 1) o comportamento dos membros e freqüentadores diante dos instrumentos de comunicação interna e dirigida que estão sendo utilizados e percebidos; e 2) os relacionamentos dentro da igreja, tanto entre membros quanto entre estes e seus líderes. A pesquisa concluiu que estes instrumentos de comunicação interna possuem relação com a retenção, perda e crescimento numérico de membros nas igrejas pesquisadas, frente a uma nova configuração religiosa onde a fidelização está cada vez mais difícil de ser alcançada.(AU)

A COMUNICAÇÃO DE MERCADO A SERVIÇO DA IGREJA Em busca da fidelização

Esta pesquisa evidencia o uso de instrumentos de comunicação interna e dirigida e de ações de relações públicas e marketing de relacionamento dentro das igrejas evangélicas históricas. Também enfatiza a importância da comunicação interna e das estratégias de comunicação mercadológicas utilizadas dentro das igrejas inclusive com o uso do marketing boca a boca. Para a realização desta pesquisa foi feito um recorte das quatro maiores igrejas evangélicas históricas, em número de membros, situadas na cidade de Curitiba: Batista, Luterana, Presbiteriana e Metodista. O estudo foi realizado por meio de pesquisas de observação participante, análise de materiais diversos, entrevista com os líderes e uma pesquisa de campo, quantitativa, envolvendo os membros e freqüentadores das igrejas. Com o auxilio de um questionário estruturado foram analisados: 1) o comportamento dos membros e freqüentadores diante dos instrumentos de comunicação interna e dirigida que estão sendo utilizados e percebidos; e 2) os relacionamentos dentro da igreja, tanto entre membros quanto entre estes e seus líderes. A pesquisa concluiu que estes instrumentos de comunicação interna possuem relação com a retenção, perda e crescimento numérico de membros nas igrejas pesquisadas, frente a uma nova configuração religiosa onde a fidelização está cada vez mais difícil de ser alcançada.(AU)

Integration of speech with natural language understanding.

The integration of speech recognition with natural language understanding raises issues of how to adapt natural language processing to the characteristics of spoken language; how to cope with errorful recognition output, including the use of natural language information to reduce recognition errors; and how to use information from the speech signal, beyond just the sequence of words, as an aid to understanding. This paper reviews current research addressing these questions in the Spoken Language Program sponsored by the Advanced Research Projects Agency (ARPA). I begin by reviewing some of the ways that spontaneous spoken language differs from standard written language and discuss methods of coping with the difficulties of spontaneous speech. I then look at how systems cope with errors in speech recognition and at attempts to use natural language information to reduce recognition errors. Finally, I discuss how prosodic information in the speech signal might be used to improve understanding.

Inclusão social no meio universitário: o discurso e a vivência cotidiana do estudante na EACH-USP

A educação, enquanto um direito fundamental do homem, vem passando por processo de reconhecimento no decorrer da formação da sociedade, sua importância no exercício da cidadania e na garantia de direitos, atualmente é indiscutível, bem como propiciar a diminuição das desigualdades sociais. A Universidade São Paulo, vem implantando programas de inclusão social para estudantes oriundos da escola pública e os seus principais programas são o Programa de Inclusão Social da USP (INCLUSP), que tem previsto desde bônus nas notas do vestibular até outros mecanismos de acréscimo de bônus no vestibular, bem como o Programa de Apoio à Permanência e Formação Estudantil (PAPFE), com seus auxílios financeiros aos estudantes carentes. Evidente que estas iniciativas são louváveis, porém na prática cotidiana como assistente social, nos deparamos com as lutas diárias destes estudantes, as dificuldades que encontram para cumprir com as exigências acadêmicas. Propusemos, com este estudo sistematizar, analisar e teorizar o discurso da universidade confrontando-o com os relatos dos estudantes que foram contemplados por estes programas. Constatamos que a permanência estudantil abrange não só os aspectos materiais, mas bem como os aspectos simbólicos, desse modo não é garantida a inclusão social do estudante apenas com o auxílio financeiro, pois a exclusão social intramuros na universidade permanece

Refratários magnesianos de panela de aciaria: redução da oxidação inicial, formação da fase espinélio MgAl2O4 e resistência ao dano por choque térmico

A campanha dos refratários magnesianos aplicados como revestimento de trabalho de panelas de aciaria depende da soma de diversos fatores como resistência à corrosão, resistência à oxidação do carbono, estabilidade termomecânica, entre outros. A concepção microestrutural do refratário pode influenciar de forma benéfica ou deletéria no desempenho do refratário in situ. Nesta tese de doutorado os refratários magnesianos comerciais de panela de aciaria foram estudados sob três diferentes aspectos: redução da oxidação prematura do carbono, formação da fase espinélio de alumina e magnésio e resistência ao choque térmico e ao dano por choque térmico. Para reduzir a oxidação precoce do carbono foi desenvolvido um coating cerâmico que atua como uma eficiente barreira física, reduzindo o contato do oxigênio da atmosfera de aquecimento com o carbono presente no refratário. Como resultado reduz-se a oxidação prematura do carbono e eleva-se a vida útil do revestimento. A formação da fase espinélio de magnésia e alumina também influencia o desempenho termomecânico destes refratários, principalmente devido ao incremento volumétrico decorrente de sua formação. Nesta tese foram estudados os mecanismos de formação desta fase in situ, demonstrando experimentalmente o caminho preferencial que leva à formação desta fase mineralógica. O comportamento termomecânico dos refratários magnesianos foi determinado em função da resistência ao choque térmico (parâmetros R, R\'\'\') e quanto à resistência ao dano por choque térmico (parâmetro R\'\'\'\' e Rst). Estes parâmetros foram correlacionados com as respectivas características microestruturais destes refratários. Os resultados apresentados por esta tese de doutorado compõe uma importante ferramenta técnica para as indústrias produtoras de aço e de refratários por fornecer subsídio técnico e científico para fundamentar alterações em refratários já existentes e colaborar com o desenvolvimento de novos refratários de engenharia com elevado desempenho e maior vida útil.

FOIA, Inc.

Government transparency is imagined as a public good necessary to a robust democracy. Consistent with that vision, Congress enacted the Freedom of Information Act (FOIA) to allow oversight and accountability of governmental activities. No actors are more central to the design than journalists, who were not only the prime intended users, but who were intimately involved in crafting the law itself. But this democracy-enhancing ideal is at odds with FOIA’s reality: at some agencies, commercial — not public — interests dominate the landscape of FOIA requesters. This Article provides the first in-depth academic study of the commercial use of FOIA, drawing on original datasets from six federal agencies. It uses these agencies as case studies to examine the way that businesses derive profit-making value from free or low-cost federal records. Remarkably, these datasets also reveal a cottage industry of companies whose entire business model is to request federal records under FOIA and resell them at a profit. Information resellers are not isolated occurrences, but rather are some of the most frequent FOIA requesters — often submitting hundreds or even thousands of requests a year — at a variety of federal agencies. Commercial users certainly have legitimate information needs, but, as this Article demonstrates, the volume and character of the current commercial use of FOIA undermines its efficacy as a transparency tool. Private businesses in essence receive a substantial subsidy without any corresponding public good, all while draining agency resources that might otherwise be used to respond to FOIA requests that serve its central oversight and accountability aims. Moreover, information resellers have become the de facto locus for federal records for whole industries, effectively privatizing an important public function. Counter-intuitively, limiting commercial requesting will not solve this problem. Instead, this Article proposes a targeted and aggressive policy of requiring government agencies to affirmatively disclose sets of records that are routinely the subject of FOIA requests — a surprisingly large number of the documents sought by commercial requesters. By meeting information needs in a more efficient manner that is available equally to all, affirmative disclosure will enable federal agencies to reclaim public records from the private market and free up resources to better serve FOIA requests that advance its democratic purpose.

FOIA, Inc.

Government transparency is imagined as a public good necessary to a robust democracy. Consistent with that vision, Congress enacted the Freedom of Information Act (FOIA) to allow oversight and accountability of governmental activities, imagining the prime intended users to be journalists. But this democracy-enhancing ideal is at odds with FOIA’s reality: at some agencies, commercial—not public—interests dominate the landscape of FOIA requesters. This Article provides the first in-depth academic study of the commercial use of FOIA, drawing on original datasets from six federal agencies. It documents how corporations, in pursuit of private profit, have overrun FOIA’s supremely inexpensive processes and, in so doing, potentially crowded out journalists and other government watchdogs from doing what the law was intended to facilitate: thirdparty oversight of governmental actors. It also reveals a cottage industry of companies whose entire business model is to request federal records under FOIA and resell them at a profit, which distorts the transparency system even further. Counterintuitively, limiting commercial requesting will not solve this problem. Instead, this Article proposes a targeted and aggressive policy of requiring government agencies to affirmatively disclose sets of records that are the subject of routine FOIA requests—a surprisingly large number of the documents sought by commercial requesters. By meeting information needs in a more efficient manner that is available equally to all, affirmative disclosure will enable federal agencies to reclaim public records from the private market and free up resources to better serve FOIA requests that advance its democratic purpose.

Slaying the Hydra: Al Qaeda's Evolution and America's Plan of Attack

In response to 9/11, the U.S. launched airstrikes in Afghanistan against al Qaeda to diminish its ability to conduct future attacks. Next, the U.S. turned its attention to Iraq. A series of problems and missteps there subsequently created an opportunity for al Qaeda to evolve, aligning itself with active insurgencies and other terrorist groups around the world. This paper identifies the largely preemptive strategies employed by the U.S. and analyzes how those efforts positively and negatively impacted the War on Terror. While some significant gains were made, the results show that al Qaeda remains a threat to the international community and demands more effective U.S. and international counter-radicalization strategies, including diplomacy and aid, to curb its global appeal.

Subscription for the benefit of Mr. William Croswell, 1811

Two handwritten copies of a request to subscribers for monetary aid to Croswell on the credit of the future sales of his published map.