Stochastic optimal control

H. J. Kushner has obtained the differential equation satisfied by the optimal feedback control law for a stochastic control system in which the plant dynamics and observations are perturbed by independent additive Gaussian white noise processes. However, the differentiation includes the first and second functional derivatives and, except for a restricted set of systems, is too complex to solve with present techniques.

This investigation studies the optimal control law for the open loop system and incorporates it in a sub-optimal feedback control law. This suboptimal control law's performance is at least as good as that of the optimal control function and satisfies a differential equation involving only the first functional derivative. The solution of this equation is equivalent to solving two two-point boundary valued integro-partial differential equations. An approximate solution has advantages over the conventional approximate solution of Kushner's equation.

As a result of this study, well known results of deterministic optimal control are deduced from the analysis of optimal open loop control.

Some experiments on solving multistage stochastic mixed 0-1 programs with time stochastic dominance constraints

In this work we extend to the multistage case two recent risk averse measures for two-stage stochastic programs based on first- and second-order stochastic dominance constraints induced by mixed-integer linear recourse. Additionally, we consider Time Stochastic Dominance (TSD) along a given horizon. Given the dimensions of medium-sized problems augmented by the new variables and constraints required by those risk measures, it is unrealistic to solve the problem up to optimality by plain use of MIP solvers in a reasonable computing time, at least. Instead of it, decomposition algorithms of some type should be used. We present an extension of our Branch-and-Fix Coordination algorithm, so named BFC-TSD, where a special treatment is given to cross scenario group constraints that link variables from different scenario groups. A broad computational experience is presented by comparing the risk neutral approach and the tested risk averse strategies. The performance of the new version of the BFC algorithm versus the plain use of a state-of-the-artMIP solver is also reported.

Anisotropic-source-induced changes of the degree of polarization of stochastic electromagnetic beams on propagation

It is shown that stochastic electromagnetic beams may have different degrees of polarization on propagation, even though they have the same coherence properties in the source plane. This fact is due to a possible difference in the anisotropy of the field in the source plane. The result is illustrated by some examples.

Uso do espaço por Hypselartemon contusulus (Férussac, 1827) (Gastropoda, Streptaxidae) da Trilha da Parnaioca, Ilha Grande, Rio de Janeiro, Brasil

O comportamento espacial dos indivíduos é um componente chave para se entender a dinâmica de população dos organismos e esclarecer o potencial de migração e dispersão das espécies. Vários fatores afetam a atividade de locomoção de moluscos terrestres, como temperatura, luz, umidade, época do ano, tamanho da concha, sexo, estratégia reprodutiva, idade, densidade de coespecíficos e disponibilidade de alimento. Um dos métodos usados para estudar deslocamento de gastrópodes terrestres é o de marcação-recaptura. Gastrópodes terrestres se prestam a este tipo de estudo por causa de (1) seu reduzido tamanho, (2) fácil manejo, (3) fácil captura e (4) pequenas distâncias de deslocamento e, consequentemente, reduzidas áreas de vida. Estes organismos servem como modelo para o estudo de ecologia espacial e dispersão. Estudos de população, investigando o uso do espaço, a distribuição espacial, a densidade populacional e a área de vida são escassos para moluscos terrestres e ainda mais raros em áreas naturais tropicais. Nosso objeto de estudo é Hypselartemon contusulus (Férussac, 1827), um molusco terrestre carnívoro, da família Streptaxidae, muito abundante na serrapilheira, em trechos planos de mata secundária na Trilha da Parnaioca, Ilha Grande, Rio de Janeiro. A espécie é endêmica para o estado do Rio de Janeiro. Seu tamanho é de até 7,2 mm de altura, apresentando 6 a 7 voltas. Neste trabalho estudamos as variáveis temperatura ambiente, temperatura do solo, umidade do ar, luminosidade, profundidade do folhiço, tamanho do animal, densidade de co-específicos e densidade de presas, relacionando estes dados ecológicos ao deslocamento observado em Hypselartemon contusulus. Uma das hipóteses de trabalho é que estas variáveis afetam seu deslocamento. O trabalho foi realizado na Ilha Grande, situada ao sul do Estado do Rio de Janeiro, no município de Angra dos Reis. Os animais foram capturados e marcados com um código individual pintado na concha com corretor ortográfico líquido e caneta nanquim. As distâncias de deslocamento, em cm, foram registradas medindo-se as distâncias entre marcadores subsequentes. Os resultados encontrados indicam que o método utilizado é eficaz para marcar individualmente Hypselartemon contusulus em estudos de médio prazo (até nove meses). Sugerimos o uso deste método de marcação para estudos com gastrópodes terrestres ameaçados de extinção, como algumas espécies das famílias Bulimulidae, Megalobulimidae, Streptaxidae e Strophocheilidae. Hypselartemon contusulus não mantém uma distância mínima de seus vizinhos, é ativo ao longo de todo o ano e ao longo do dia, demonstrando atividade de locomoção e predação. Não foram encontrados animais abrigados sob pedra ou madeira morta. Não foram observados locais de atividade em oposição a lugares de repouso/abrigo. Beckianum beckianum (Pfeiffer, 1846) foi a presa preferencial. A densidade populacional variou de 0,57 a 1,2 indivíduos/m2 entre as campanhas de coleta. A espécie desloca-se, em média, 26,57 17,07 cm/24h, na Trilha da Parnaioca, Ilha Grande. A área de vida de H. contusulus é pequena, sendo de, no máximo, 0,48 m2 em três dias e 3,64 m2 em 79 dias. O deslocamento da espécie variou ao longo do ano, mas esta variação não é afetada pelas variáveis ecológicas estudadas. Este é, portanto, um comportamento plástico em H. contusulus e, provavelmente, controlado por fatores endógenos.

Prevalência de transtornos mentais comuns : estresse no ambiente de trabalho e atividade física em militares

Esta tese inclui dois artigos que tiveram por objetivo investigar a relação de estresse no ambiente de trabalho com a prevalência de transtornos mentais comuns (TMC) e a relação de ambos com os níveis de prática de atividade física em militares do Exército Brasileiro. No primeiro artigo, a variável dependente foi TMC e a primeira variável independente foi o estresse no ambiente de trabalho, avaliado sob o modelo esforço-recompensa em desequilíbrio (effort-reward imbalance: ERI). TMC foram avaliados por meio do General Health Questionnaire (GHQ-12). Foram estimadas razões de prevalência (RP) por regressão de Poisson para imprimir robustez aos intervalos de confiança (95%). A prevalência de TMC foi de 33,2% (IC95%:29,1;37,3). O estudo mostrou, após ajuste por idade, educação, renda, estilo de vida, autopercepção de saúde, agravos à saúde autorreferidos e características ocupacionais, que estresse no ambiente de trabalho estava forte e independentemente associado a TMC, exibindo razões de prevalências (RP) que variaram entre os níveis de estresse, oscilando de 1,60 a 2,01. O posto de tenente estava associado a TMC, mesmo após ajuste pelas covariáveis (RP = 2,06; IC95% 1,2 4,1). Os resultados indicaram que excesso de comprometimento é um componente importante do estresse no trabalho. Estes achados foram consistentes com a literatura e contribuem com o conhecimento sobre o estado de saúde mental dos militares das Forças Armadas no Brasil, destacando que o estresse no ambiente de trabalho e que o desempenho das funções ocupacionais, do posto de Tenente, podem significar risco maior para TMC nesse tipo de população. O segundo artigo teve por objetivo investigar a associação de estresse no ambiente de trabalho e TMC com a prática de atividade física habitual entre militares das Forças Armadas. A atividade física (variável dependente) foi estimada por meio do Questionário de Baecke, um dos instrumentos mais utilizados em estudos epidemiológicos sobre atividade física. Estresse no ambiente de trabalho, TMC e posto foram as variáveis independentes, avaliadas conforme descrição mencionada acima. Buscou-se avaliar a associação destas variáveis e com a prática de atividade física no pessoal militar. Para tanto, utilizou-se o método de regressão linear múltipla, via modelos lineares generalizados. Após controlar por características socioeconomicas e demográficas, estresse no ambiente de trabalho, caracterizado por "altos esforços e baixa recompensas", permaneceu associado a mais atividade física ocupacional (b = 0,224 IC95% 0,098; 0,351) e a menos atividade física no lazer (b = -0,198; IC95% -0,384; -0,011). TMC permaneceram associados a menores níveis de atividade física nos esportes/exercícios no lazer (b = -0,184; IC95% -0,321; -0,046). Posto permaneceu associado a maiores níveis de atividade física ocupacional (b = 0,324 IC95% 0,167; 0,481). Até onde se sabe, este foi o primeiro estudo a avaliar a relação de aspectos psicossociais e ocupacionais envolvidos na prática de atividade física em militares no Brasil e no exterior. Os resultados sugerem que o ambiente de trabalho e a saúde mental estão associados à prática de atividade física de militares, que se relaciona com a condição de aptidão física.

Spectroscopic and thermal properties of short wavelength metal (II) complexes containing alpha-isoxazolylazo-beta-diketones as co-ligands

Two new azo dyes of alpha-isoxazolylazo-beta-dilcetones and their Ni(II) and Cu(II) complexes with blue-violet light wavelength were synthesized using a coupling component, different diazo components and metal (II) ions (Ni2+ and Cu2+). Based on the elemental analysis, MS spectra and FT-IR spectral analyses, azo dyes were unequivocally shown to exist as hydrazoketo and azoenol forms which were respectively obtained from the solution forms and from the solid forms. The action of sodium methoxide (NaOMe) on azo dyes in solutions converts hydrazoketo form into azoenol form, so azo dyes are coordinated with metal (II) ions as co-ligands in the azoenol forms. The solubility of all the compounds in common organic solvents such as 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol (TFP) or chloroform (CHCl3) and absorption properties of spin-coating thin films were measured. The difference of absorption maxima from the complexes to their ligands was discussed. In addition, the TG analysis of the complexes was also determined, and their thermal stability was evaluated. It is found that these new metal (II) complexes had potential application for high-density digital versatile disc-recordable (HD-DVD-R) system due to their good solubility in organic solvents, reasonable and controllable absorption spectra in blue-violet light region and high thermal stability. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Common Fixed Points of Generalized Rational Type Cocyclic Mappings in Multiplicative Metric Spaces

The aim of this paper is to present fixed point result of mappings satisfying a generalized rational contractive condition in the setup of multiplicative metric spaces. As an application, we obtain a common fixed point of a pair of weakly compatible mappings. Some common fixed point results of pair of rational contractive types mappings involved in cocyclic representation of a nonempty subset of a multiplicative metric space are also obtained. Some examples are presented to support the results proved herein. Our results generalize and extend various results in the existing literature.

Physiological modules for generating discrete and rhythmic movements: Component analysis of EMG signals

A central question in Neuroscience is that of how the nervous system generates the spatiotemporal commands needed to realize complex gestures, such as handwriting. A key postulate is that the central nervous system (CNS) builds up complex movements from a set of simpler motor primitives or control modules. In this study we examined the control modules underlying the generation of muscle activations when performing different types of movement: discrete, point-to-point movements in eight different directions and continuous figure-eight movements in both the normal, upright orientation and rotated 90 degrees. To test for the effects of biomechanical constraints, movements were performed in the frontal-parallel or sagittal planes, corresponding to two different nominal flexion/abduction postures of the shoulder. In all cases we measured limb kinematics and surface electromyographic activity (EMB) signals for seven different muscles acting around the shoulder. We first performed principal component analysis (PCA) of the EMG signals on a movement-by-movement basis. We found a surprisingly consistent pattern of muscle groupings across movement types and movement planes, although we could detect systematic differences between the PCs derived from movements performed in each sholder posture and between the principal components associated with the different orientations of the figure. Unexpectedly we found no systematic differences between the figute eights and the point-to-point movements. The first three principal components could be associated with a general co-contraction of all seven muscles plus two patterns of reciprocal activatoin. From these results, we surmise that both "discrete-rhythmic movements" such as the figure eight, and discrete point-to-point movement may be constructed from three different fundamental modules, one regulating the impedance of the limb over the time span of the movement and two others operating to generate movement, one aligned with the vertical and the other aligned with the horizontal.

Identification of the main allergen sensitizers in an Iran asthmatic population by molecular diagnosis

Background: There has been a significant growth in the prevalence of allergy, mainly associated to IgE-mediated disorders such as asthma and rhinitis. The identification of atopy in asthmatic patients through the measurement of specific IgE can help to identify risk factors that cause asthmatic symptoms in patients. The development and use of individualized allergen-based tests by the Component Resolved Diagnosis has been a crucial advance in the accurate diagnosis and control of allergic patients. The objective of this work was to assess the usefulness of molecular diagnosis to identify environmental allergens as possible factors influencing the development and manifestation of asthma in a group of asthmatic patients from Iran. Methods: Studied population: 202 adult asthmatic patients treated at the Loghman Hakim Hospital and Pasteur Institute of Teheran (Iran) from 2011 to 2012. Specific IgE determined by the ImmunoCAP system were used to both evaluate the patients' atopic condition and the molecules involved in the allergic sensitization. SDS-PAGE IgE-immunoblotting associated with mass spectrometry was carried out to study the cockroach IgE-binding sensitizing proteins. Results: Forty-five percent of all patients could be considered atopic individuals. Eighty-two percent of atopic patients were sensitized to pollen allergens. The Salsola kali (Sal k 1) and the Phleum pratense (rPhl p 1 and/or rPhl p 5) major allergens were the most common sensitizers among pollens (71% and 18%, respectively). Thirty-five percent of the atopic population was sensitized to cockroach. Four different allergens, including a previously unknown alpha-amylase, were identified in the cockroach extract. No significant associations could be demonstrated between the severity of asthma and the specific IgE levels in the atopic population. Statistical analysis identified the Sal k 1 as the main protein allergen influencing the development and expression of asthma in the studied population. Conclusions: Pollen and cockroach were the most relevant allergen sources in the asthmatic population. The Salsola kali major allergen was the main cause for sensitization in the atopic patients suffering asthma. Using the Component Resolved Diagnosis, it was possible to identify a new Blattella germanica cockroach allergen (Blattella alpha amylase 53 kDa) that could sensitize a relevant percentage of this population.

Coincidence and common fixed point theorems for Suzuki type hybrid contractions and applications

Coincidence and common fixed point theorems for a class of Suzuki hybrid contractions involving two pairs of single-valued and multivalued maps in a metric space are obtained. In addition, the existence of a common solution for a certain class of functional equations arising in a dynamic programming is also discussed.