Towards rational catalyst design: a general optimization framework

Rational catalyst design is one of the most fundamental goals in heterogeneous catalysis. Herein, we briefly review our previous design work, and then introduce a general optimization framework, which converts catalyst design into an optimization problem. Furthermore, an example is given using the gradient ascent method to show how this framework can be used for rational catalyst design. This framework may be applied to other design schemes.

The κ− μ / Inverse Gamma Fading Model

Statistical distributions have been extensively used in modeling fading effects in conventional and modern wireless communications. In the present work, we propose a novel κ − µ composite shadowed fading model, which is based on the valid assumption that the mean signal power follows the inverse gamma distribution instead of the lognormal or commonly used gamma distributions. This distribution has a simple relationship with the gamma distribution, but most importantly, its semi heavy-tailed characteristics constitute it suitable for applications relating to modeling of shadowed fading. Furthermore, the derived probability density function of the κ − µ / inverse gamma composite distribution admits a rather simple algebraic representation that renders it convenient to handle both analytically and numerically. The validity and utility of this fading model are demonstrated by means of modeling the fading effects encountered in body centric communications channels, which have been known to be susceptible to the shadowing effect. To this end, extensive comparisons are provided between theoretical and respective real-time measurement results. It is shown that these comparisons exhibit accurate fitting of the new model for various measurement set ups that correspond to realistic communication scenarios.

Towards a spectroscopically accurate set of potentials for heavy hydride laser cooling candidates: effective core potential calculations of BaH

BaH (and its isotopomers) is an attractive molecular candidate for laser cooling to ultracold temperatures and a potential precursor for the production of ultracold gases of hydrogen and deuterium. The theoretical challenge is to simulate the laser cooling cycle as reliably as possible and this paper addresses the generation of a highly accurate ab initio $^{2}\Sigma^+$ potential for such studies. The performance of various basis sets within the multi-reference configuration-interaction (MRCI) approximation with the Davidson correction (MRCI+Q)is tested and taken to the Complete Basis Set (CBS) limit. It is shown that the calculated molecular constants using a 46 electron Effective Core-Potential (ECP) and even-tempered augmented polarized core-valence basis sets (aug-pCV$n$Z-PP, n= 4 and 5) but only including three active electrons in the MRCI calculation are in excellent agreement with the available experimental values. The predicted dissociation energy De for the X$^2\Sigma^+$ state (extrapolated to the CBS limit) is 16895.12 cm$^{-1}$ (2.094 eV), which agrees within 0.1$\%$ of a revised experimental value of <16910.6 cm$^{-1}$, while the calculated re is within 0.03 pm of the experimental result.

Evidence for the reliability and validity, but not the practical utility of the two-factor Consideration of Future Consequences Scale-14

Researchers have proposed 1-factor, 2-factor, and bifactor solutions to the 12-item Consideration of Future Consequences Scale (CFCS-12). In order to overcome some measurement problems and to create a robust and conceptually useful two-factor scale the CFCS-12 was recently modified to include two new items and to become the CFCS-14. Using a University sample, we tested four competing models for the CFCS-14: (a) a 12-item unidimensional model, (b) a model fitted for two uncorrelated factors (CFC-Immediate and CFC-Future), (c) a model fitted for two correlated factors (CFC-I and CFC-F), and (d) a bifactor model. Results suggested that the addition of the two new items has strengthened the viability of a two factor solution of the CFCS-14. Results of linear regression models suggest that the CFC-F factor is redundant. Further studies using alcohol and mental health indicators are required to test this redundancy.

Utility of US Norms for the Bayley Scales of Infant Development (III) in UK and Irish Children

The aim of this paper is to explore the utility of the United States norms for United Kingdom and Republic of Ireland populations. The Bayley Scales of Infant Development (BSID III) is a globally used developmental assessment for typically developing and clinical samples of children aged 1 to 42 months. A UK norming exercise (REF) confirmed the suitability of US norms for UK based research and practice. However, debate has continued concerning the utility of the US norms in other countries. This paper further explores the utility of the US norms for the UK and ROI populations using BSID III developmental outcome data from two samples of over one thousand typically developing children.

Detecting obfuscated malware using reduced opcode set and optimised runtime trace

The research presented, investigates the optimal set of operational codes (opcodes) that create a robust indicator of malicious software (malware) and also determines a program’s execution duration for accurate classification of benign and malicious software. The features extracted from the dataset are opcode density histograms, extracted during the program execution. The classifier used is a support vector machine and is configured to select those features to produce the optimal classification of malware over different program run lengths. The findings demonstrate that malware can be detected using dynamic analysis with relatively few opcodes.

Ex vivo experimental model for percutaneous vertebroplasty: microCT utility

The aim of this study was to develop an ex vivo experimental animal model for percutaneous vertebroplasty, for further application in vivo to test novel bone injectable cements.

Macroinvertebrate traits as biomonitoring tools in agricultural scenarios

Os ecossistemas de água doce – responsáveis por funções ambientais importantes e pelo fornecimento de bens e serviços insubstituíveis – têm vindo a ser severamente afectados por perturbações antropogénicas. A conversão de floresta em terreno agrícola afecta os sistemas aquáticos através de uma série de mecanismos: sedimentação; excesso de nutrientes; contaminação; alterações hidrológicas; e remoção de vegetação ripícola. As comunidades de macroinvertebrados de água doce – devido à sua diversidade, ubiquidade e sensibilidade às perturbações ambientais – revelam-se como particularmente adequadas para estudos de avaliação da integridade ecológica destes sistemas expostos simultaneamente a múltiplos factores de impacto. O uso sistemático de respostas biológicas para avaliação de mudanças ambientais – ou biomonitorização – pode ser levado a cabo através de diversas metodologias, que, de uma forma geral, não consideram aspectos funcionais das comunidades biológicas e têm aplicabilidade geograficamente restrita. A biomonitorização através de atributos biológicos (características que reflectem a adaptação das espécies ao seu meio ambiente) revela-se como uma ferramenta promissora na resolução dos problemas referidos, apresentando vantagens adicionais: relações causa-efeito directas; melhoria na diferenciação de impactos; e integração da variabilidade natural. O presente estudo apresenta uma revisão critica do estado-da-arte actual na área do uso de atributos biológicos em biomonitorização. Até à data de publicação, não estava disponível nenhum outro trabalho com a base conceptual do uso de atributos de macroinvertebrados enquanto descritores de comunidades e para efeitos de biomonitorização e gestão de sistemas de água doce. Descrevem-se as teorias ecológicas de suporte destas metodologias (conceitos de habitat-molde e de filtros paisagísticos) e os estudos que aplicaram estas teorias em cenários reais, tendo-se chamado a atenção para questões técnicas e possíveis soluções. As necessidades futuras nesta área englobam: o desenvolvimento de uma só ferramenta de biomonitorização de aplicação alargada; uma maior compreensão da variabilidade natural nas comunidades biológicas; diminuição dos efeitos de soluções de compromisso biológico e sindromas; realização de estudos autoecológicos adicionais; e detecção de impactos específicos em cenários de impacto complexos. Um dos objectivos deste estudo foi contribuir para a melhoria das técnicas de biomonitorização através de atributos, focalizando em comunidades de macroinvertebrados ribeirinhas em diferentes regiões biogeográficas (as bacias hidrográficas dos rios: Little e Salmon em New Brunswick, Canadá; Anllóns na Galiza, Espanha; Reventazón em Cartago, Costa Rica). Em cada região, foram estudados gradientes de uso agrícola de solo, incluindo desde bacias hidrográficas quase exclusivamente cobertas por floresta até bacias sob a influência maioritária de actividades agrícolas intensivas. Em cada gradiente de uso de solo, a caracterização da comunidade biológica (por amostragem de macroinvertebrados em troços de rápidos) foi acompanhada pela caracterização do habitat circundante (incluindo propriedades da bacia hidrográfica, análise química das águas e outras propriedades à escala local). A comunidade de macroinvertebrados foi caracterizada através de informação taxonómica, métricas estruturais, índices de diversidade, métricas de tolerância, índices bióticos e através da compilação de atributos biológicos e fisiológicos gerais, de história de vida e de resistência a perturbações. Análises estatísticas univariadas e multivariadas foram usadas para evidenciar os gradientes biológicos e físico-químicos, confirmar a sua co-variação, testar a significância da discriminação de níveis de impacto e estabelecer comparações inter-regionais. A estrutura de comunidades revelou os complexos gradientes de impacto, que por sua vez co-variaram significativamente com os gradientes de uso de solo. Os gradientes de impacto relacionaram-se sobretudo com entrada de nutrientes e sedimentação. Os gradientes biológicos definidos pelas medidas estruturais seleccionadas co-variaram com os gradientes de impacto estudados, muito embora apenas algumas variáveis estruturais tenham individualmente discriminado as categorias de uso de solo definidas a priori. Não foi detectada consistência nas respostas das medidas estruturais entre regiões biogeográficas, tendo-se confirmadado que as interpretações puramente taxonómicas de impactos são difíceis de extrapolar entre regiões. Os gradientes biológicos definidos através dos atributos seleccionados também co-variaram com os gradientes de perturbação, tendo sido possível obter uma melhor discriminação de categorias de uso de solo. Nas diferentes regiões, a discriminação de locais mais impactados foi feita com base num conjunto similar de atributos, que inclui tamanho, voltinismo, técnicas reproductivas, microhabitat, preferências de corrente e substrato, hábitos alimentares e formas de resistência. Este conjunto poderá vir a ser usado para avaliar de forma predictiva os efeitos das modificações severas de uso de solo impostas pela actividade agrícola. Quando analisadas simultaneamente através dos atributos, as comunidades das três regiões permitiram uma moderada mas significativa discriminação de níveis de impacto. Estas análises corroboram as evidências de que as mudanças nas comunidades de macroinvertebrados aquáticos em locais sob a influência de agricultura intensiva podem seguir uma trajectória convergente no espaço multidimensional, independentemente de factores geográficos. Foram fornecidas pistas para a identificação de parâmetros específicos que deverão ser tidos em conta no planeamento de novos programas de biomonitorização com comunidades de macroinvertebrados bentónicos, para aplicação numa gestão fluvial verdadeiramente ecológica, nestas e noutras regiões. Foram ainda sugeridas possíveis linhas futuras de investigação.

Sistemas de recepção de imagens de satélite: implementação e aplicações

A presente dissertação pretende focalizar-se sobre algumas aplicações da detecção remota por satélite. Assim, será exposto neste trabalho o resultado do desenvolvimento de sistemas de recepção de imagens obtidas por satélites de órbita polar e geostacionária, assim como um conjunto de três aplicações implementadas: a detecção de focos de incêndio em Portugal com dados do MSG-1, o desenvolvimento de um conjunto de actividades de exploração da Detecção Remota no contexto do 1' Ciclo do Ensino Básico e a validação dos resultados de previsão do modelo de mesoescala MM5 com imagens de satélite. A análise destas imagens desempenha um papel crucial, por exemplo nos estudos sobre tempo e clima. É por essa razão que tanto os Estados Unidos como outros países têm vindo a desenvolver um esforço contínuo para que possam ser lançados novos satélites que permitam uma constante aquisição de conhecimentos sobre os fenómenos meteorológicos. Deste modo, a implementação de sistemas de recepção que possibilitem transformar as medidas disponibilizadas por instrumentos a bordo de satélites em informação constitui um empreendimento de extrema utilidade para as mais diversas áreas do saber (como as Geociências ou a Meteorologia), revestindo-se de inúmeras aplicações de interesse para a Sociedade, nomeadamente nos sectores agrícola, energético, dos transportes e da conservação do meio ambiente.

Do design de interação ao design da experiência tecnologicamente (i)mediata

Partindo da ideia de ʻDesign Globalʼ e tendo como pano de fundo a emergência e consolidação de novos paradigmas de interação baseados numa relação mais direta entre o corpo e os conteúdos digitais, a presente tese aborda a questão da (re)qualificação da experiência humana tecnologicamente mediada do ponto de vista do Design, designadamente do Design de Interação e do Design da Experiência. Neste contexto, a noção de ʻexperiência tecnologicamente (i)mediadaʼ representa uma ação humana que é, simultaneamente, mediada (do ponto de vista técnico) e direta ou imediada (do ponto de vista da percepção) entre o ser e a sua ação no mundo. Dado o objecto de estudo ser a experiência real que os objetos e dispositivos técnicos convocam designadamente na vida quotidiana, o nosso estudo implica toda a dinâmica holística da relação singular – racional, emocional, estética e projetiva – do ser com o seu mundo. Desse modo, defende-se a necessidade de enquadrar a raiz do pensamento e ação em Design numa hermenêutica fenomenológica e ontológica do projeto. Esta tese visa desta forma contribuir para apuramento e consolidação de uma praxis transdisciplinar para os designers e restantes intervenientes do processo do Design, cujo desígnio é a (re)qualificação da experiência que os artefactos e dispositivos técnicos convocam, assim como na apropriação e vínculo que a pessoa estabelece com estes. O resultado deste estudo sintetiza-se nos seguintes objetivos: 1. no desenvolvimento de conceitos operativos que estruturem o pensamento de uma Filosofia da Ação em Design com base numa prática que designamos por “design centrado-no-ser”; 2. na reflexão da experiência tecnológica através do conceito do estado de fluxo de Mihaly Csikszentmihalyi, enquadrando essa tipologia de experiências no contexto de uma vida, ou seja, no projeto de um eu; 3. na problematização da (re)qualificação da experiência técnica numa perspetiva de vida mais alargada que envolve o princípio de simetria entre ação ética e ação estética no pensamento e prática em Design; 4. na definição de um quadro de ações que manifesta a aplicabilidade dos conceitos desenvolvidos no ensino, investigação e prática do Design.

Implicit optimality criterion for convex SIP problem with box constrained index set

We consider a convex problem of Semi-Infinite Programming (SIP) with multidimensional index set. In study of this problem we apply the approach suggested in [20] for convex SIP problems with one-dimensional index sets and based on the notions of immobile indices and their immobility orders. For the problem under consideration we formulate optimality conditions that are explicit and have the form of criterion. We compare this criterion with other known optimality conditions for SIP and show its efficiency in the convex case.

Social-aware opportunistic routing

The increased capabilities (e.g., processing, storage) of portable devices along with the constant need of users to retrieve and send information have introduced a new form of communication. Users can seamlessly exchange data by means of opportunistic contacts among them and this is what characterizes the opportunistic networks (OppNets). OppNets allow users to communicate even when an end-to-end path may not exist between them. Since 2007, there has been a trend to improve the exchange of data by considering social similarity metrics. Social relationships, shared interests, and popularity are examples of such metrics that have been employed successfully: as users interact based on relationships and interests, this information can be used to decide on the best next forwarders of information. This Thesis work combines the features of today's devices found in the regular urban environment with the current social-awareness trend in the context of opportunistic routing. To achieve this goal, this work was divided into di erent tasks that map to a set of speci c objectives, leading to the following contributions: i) an up-to-date opportunistic routing taxonomy; ii) a universal evaluation framework that aids in devising and testing new routing proposals; iii) three social-aware utility functions that consider the dynamic user behavior and can be easily incorporated to other routing proposals; iv) two opportunistic routing proposals based on the users' daily routines and on the content traversing the network and interest of users in such content; and v) a structure analysis of the social-based network formed based on the approaches devised in this work.

Cooperative positioning for heterogeneous wireless systems

Future emerging market trends head towards positioning based services placing a new perspective on the way we obtain and exploit positioning information. On one hand, innovations in information technology and wireless communication systems enabled the development of numerous location based applications such as vehicle navigation and tracking, sensor networks applications, home automation, asset management, security and context aware location services. On the other hand, wireless networks themselves may bene t from localization information to improve the performances of di erent network layers. Location based routing, synchronization, interference cancellation are prime examples of applications where location information can be useful. Typical positioning solutions rely on measurements and exploitation of distance dependent signal metrics, such as the received signal strength, time of arrival or angle of arrival. They are cheaper and easier to implement than the dedicated positioning systems based on ngerprinting, but at the cost of accuracy. Therefore intelligent localization algorithms and signal processing techniques have to be applied to mitigate the lack of accuracy in distance estimates. Cooperation between nodes is used in cases where conventional positioning techniques do not perform well due to lack of existing infrastructure, or obstructed indoor environment. The objective is to concentrate on hybrid architecture where some nodes have points of attachment to an infrastructure, and simultaneously are interconnected via short-range ad hoc links. The availability of more capable handsets enables more innovative scenarios that take advantage of multiple radio access networks as well as peer-to-peer links for positioning. Link selection is used to optimize the tradeo between the power consumption of participating nodes and the quality of target localization. The Geometric Dilution of Precision and the Cramer-Rao Lower Bound can be used as criteria for choosing the appropriate set of anchor nodes and corresponding measurements before attempting location estimation itself. This work analyzes the existing solutions for node selection in order to improve localization performance, and proposes a novel method based on utility functions. The proposed method is then extended to mobile and heterogeneous environments. Simulations have been carried out, as well as evaluation with real measurement data. In addition, some speci c cases have been considered, such as localization in ill-conditioned scenarios and the use of negative information. The proposed approaches have shown to enhance estimation accuracy, whilst signi cantly reducing complexity, power consumption and signalling overhead.

e-Participação : estudo sobre a participação em ambiente Web 2.0

Como reflexo da crescente disponibilização de recursos tecnológicos em ambiente Web 2.0 tem-se assistido, de forma gradual, a um contraponto de ordem social à inércia do poder político em sede da participação, traduzido numa intervenção mais ativa dos cidadãos, individualmente ou sob a forma de grupos de interesses, com recurso a processos de interação nos media participativos, nomeadamente nas redes sociais. Embora seja possível reconhecer alguma evolução no sentido da transparência na ação dos Governos, através de canais habitualmente mais vocacionados para procedimentos comunicacionais de natureza unidirecional, este estudo decorreu no sentido da caraterização das práticas participativas dos cidadãos, em ambiente digital, e das políticas e canais disponibilizados pelas administrações públicas, nomeadamente no âmbito da EU, em função dos compromissos assumidos por parte dos seus Estados-Membros para a criação e implementação de mecanismos de interação, no sentido de uma democracia digital, que enquanto conceção, enquadraria a participação dos cidadãos. Com este estudo pretendeu-se identificar necessidades e expectativas dos cidadãos, no contexto da cidadania participativa ou da democracia digital, sendo referenciados contextos enquadradores, correspondentes aos níveis da intervenção no exercício da cidadania em ambiente Web e ao estado da arte da componente que nessa matéria caberia aos Estados, nomeadamente no contexto da União Europeia e em particular, em Portugal. Para a concretização deste trabalho recorreu-se a bibliografia diversa, a exemplos práticos e à expressão da opinião de entidades singulares de reconhecido mérito e de representantes de Organizações da sociedade civil, sob a forma de entrevistas, parecendo pode retirar-se que as TIC não terão de assumir como objetivo procurar implantar uma democracia direta, em detrimento do contexto representativo, antes vir o seu potencial tecnológico a assumir um papel relevante no âmbito da complementaridade de interesses entre os poderes e os cidadãos.