Nonlinear dust-acoustic solitary waves in strongly coupled dusty plasmas

Dust-acoustic waves are investigated in a three-component plasma consisting of strongly coupled dust particles and Maxwellian electrons and ions. A fluid model approach is used, with the effects of strong coupling being accounted for by an effective electrostatic "pressure" which is a function of the dust number density and the electrostatic potential. Both linear and weakly nonlinear cases are considered by derivation and analysis of the linear dispersion relation and the Korteweg-de Vries equation, respectively. In contrast to previous studies using this model, this paper presents the results arising from an expansion of the dynamical form of the electrostatic pressure, accounting for the variations in its value in the vicinity of the wave. DOI: 10.1103/PhysRevE.86.066404

Electrooxidation of methanol in an alkaline fuel cell: determination of the nature of the initial adsorbate

It is essential to correctly determine the nature of the initial adsorbate in order to calculate the pathway for any given reaction. Recent literature provides conflicting information on the first step in the methanol decomposition pathway. This work sets out to establish what role the solution and the surface have to play in the initial adsorption-deprotonation process. Density functional theory (DFT) calculations, in combination with a cluster-continuum model approach are used to resolve the nature of the adsorbing species. We show that methanol is the dominant species in solution over methoxide, and also has a smaller barrier to adsorption. The nature of the surface species is revealed to be a methanol-OH complex.

Perception and Automatic Recognition of Laughter from Whole-Body Motion: Continuous and Categorical Perspectives

Despite its importance in social interactions, laughter remains little studied in affective computing. Intelligent virtual agents are often blind to users’ laughter and unable to produce convincing laughter themselves. Respiratory, auditory, and facial laughter signals have been investigated but laughter-related body movements have received less attention. The aim of this study is threefold. First, to probe human laughter perception by analyzing patterns of categorisations of natural laughter animated on a minimal avatar. Results reveal that a low dimensional space can describe perception of laughter “types”. Second, to investigate observers’ perception of laughter (hilarious, social, awkward, fake, and non-laughter) based on animated avatars generated from natural and acted motion-capture data. Significant differences in torso and limb movements are found between animations perceived as laughter and those perceived as non-laughter. Hilarious laughter also differs from social laughter. Different body movement features were indicative of laughter in sitting and standing avatar postures. Third, to investigate automatic recognition of laughter to the same level of certainty as observers’ perceptions. Results show recognition rates of the Random Forest model approach human rating levels. Classification comparisons and feature importance analyses indicate an improvement in recognition of social laughter when localized features and nonlinear models are used.

Environmental filtering vs. resource-based niche partitioning in diverse soil animal assemblages

Terrestrial invertebrates constitute most of described animal biodiversity and soil is a major reservoir of this diversity. In the classical attempt to understand the processes supporting biodiversity, ecologists are currently seeking to unravel the differential roles of environmental filtering and competition for resources in niche partitioning processes: these processes are in principle distinct although they may act simultaneously, interact at multiple spatial and temporal scales, and are often confounded in studies of soil communities. We used a novel combination of methods based on stable isotopes and trait analysis to resolve these processes in diverse oribatid mite assemblages at spatial
scales at which competition for resources could in principle be a major driver. We also used a null model approach based on a general neutral model of beta diversity. A large and significant fraction of community variation was explainable in terms of linear and periodic spatial structures in the distribution of organic C, N and soil structure: species were clearly arranged along an environmental, spatially structured gradient. However, competition related trait differences did not map onto the distances separating species along the environmental gradient and neutral models provided a satisfying approximation of beta diversity patterns. The results represent the first robust evidence
that in very diverse soil arthropod assemblages resource-based niche partitioning plays a minor role while environmental filtering remains a fundamental driver of species distribution.

Artificial Neural Network for Compositional Ionic Liquid Viscosity Prediction

Being a new generation of green solvents and high-tech reaction media of the future, ionic liquids have increasingly attracted much attention. Of particular interest in this context are room temperature ionic liquids (in short as ILs in this paper). Due to the relatively high viscosity, ILs is expected to be used in the form of solvent diluted mixture with reduced viscosity in industrial application, where predicting the viscosity of IL mixture has been an important research issue. Different IL mixture and many modelling approaches have been investigated. The objective of this study is to provide an alternative model approach using soft computing technique, i.e., artificial neural network (ANN) model, to predict the compositional viscosity of binary mixtures of ILs [C _n-mim][NTf ₂] with n=4, 6, 8, 10 in methanol and ethanol over the entire range of molar fraction at a broad range of temperatures from T=293.0-328.0K. The results show that the proposed ANN model provides alternative way to predict compositional viscosity successfully with highly improved accuracy and also show its potential to be extensively utilized to predict compositional viscosity taking account of IL alkyl chain length, as well as temperature and compositions simultaneously, i.e., more complex intermolecular interactions between components in which it would be hard or impossible to establish the analytical model. This illustrates the potential application of ANN in the case that the physical and thermodynamic properties are highly non-linear or too complex. © 2012 Copyright the authors.

k-fold Subsampling based Sequential Backward Feature Elimination

We present a new wrapper feature selection algorithm for human detection. This algorithm is a hybrid featureselection approach combining the benefits of filter and wrapper methods. It allows the selection of an optimalfeature vector that well represents the shapes of the subjects in the images. In detail, the proposed featureselection algorithm adopts the k-fold subsampling and sequential backward elimination approach, while thestandard linear support vector machine (SVM) is used as the classifier for human detection. We apply theproposed algorithm to the publicly accessible INRIA and ETH pedestrian full image datasets with the PASCALVOC evaluation criteria. Compared to other state of the arts algorithms, our feature selection based approachcan improve the detection speed of the SVM classifier by over 50% with up to 2% better detection accuracy.Our algorithm also outperforms the equivalent systems introduced in the deformable part model approach witharound 9% improvement in the detection accuracy

Motor delays in MDMA (ecstasy) exposed infants persist to 2years

Background Recreational use of 3,4 methylenedioxymethamphetamine (ecstasy, MDMA) is increasing worldwide. Its use by pregnant women causes concern due to potentially harmful effects on the developing fetus. MDMA, an indirect monoaminergic agonist and reuptake inhibitor, affects the serotonin and dopamine systems. Preclinical studies of fetal exposure demonstrate effects on learning, motor behavior, and memory. In the first human studies, we found prenatal MDMA exposure related to poorer motor development in the first year of life. In the present study we assessed the effects of prenatal exposure to MDMA on the trajectory of child development through 2 years of age. We hypothesized that exposure would be associated with poorer mental and motor outcomes. Materials and Methods The DAISY (Drugs and Infancy Study, 2003–2008) employed a prospective longitudinal cohort design to assess recreational drug use during pregnancy and child outcomes in the United Kingdom. Examiners masked to drug exposures followed infants from birth to 4, 12, 18, and 24 months of age. MDMA, cocaine, alcohol, tobacco, cannabis, and other drugs were quantified through a standardized clinical interview. The Bayley Scales (III) of Mental (MDI) and Motor (PDI) Development and the Behavior Rating Scales (BRS) were primary outcome measures. Statistical analyses included a repeated measures mixed model approach controlling for multiple confounders. Results Participants were pregnant women volunteers, primarily white, of middle class socioeconomic status, average IQ, with some college education, in stable partner relationships. Of 96 women enrolled, children of 93 had at least one follow-up assessment and 81 (87%) had ≥ two assessments. Heavier MDMA exposure (M = 1.3 ± 1.4 tablets per week) predicted lower PDI (p < .002), and poorer BRS motor quality from 4 to 24 months of age, but did not affect MDI, orientation, or emotional regulation. Children with heavier exposure were twice as likely to demonstrate poorer motor quality as lighter and non-exposed children (O.R. = 2.2, 95%, CI = 1.02–4.70, p < .05). Discussion Infants whose mothers reported heavier MDMA use during pregnancy had motor delays from 4 months to two years of age that were not attributable to other drug or lifestyle factors. Women of child bearing age should be cautioned about the use of MDMA and MDMA-exposed infants should be screened for motor delays and possible intervention.

Information search in web archives

Tese de doutoramento, Informática (Engenharia Informática), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Is childhood a 'disability'? Exploring the exclusion of children from age discrimination provisions in the Equality Act 2010

The Equality Act 2010 was enacted with the aim of simplifying existing equality legislation and included extending age discrimination protection beyond the workplace to cover the provision of goods, facilities and services. Under-18s, however, were omitted from such provisions, despite lobbying from a number of different organisations and parliamentarians. This article considers the significance of this exclusion. It both challenges the legitimacy of the decision to exclude children, and considers the difficulties that arise from including under-18s within age discrimination provisions, namely those relating to children’s autonomy, capacity and right to equal treatment. In particular, it asks whether the question of children’s capacity to make decisions, the main ground on which children are denied all the human rights enjoyed by adults, should be revisited in light of the adoption of the Convention on the Rights of Persons with Disabilities, under which a finding of incapacity on the basis of disability constitutes discrimination. It goes on to explore other areas of convergence between childhood and disability studies, and particularly the benefits, and shortcomings, of a ‘social model’ approach to childhood.

Facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, l’élimination et la prévalence d’infections intra-mammaires chez la vache laitière en lactation

La mammite subclinique est un problème de santé fréquent et coûteux. Les infections intra-mammaires (IIM) sont souvent détectées à l’aide de mesures du comptage des cellules somatiques (CCS). La culture bactériologique du lait est cependant requise afin d’identifier le pathogène en cause. À cause de cette difficulté, pratiquement toutes les recherches sur la mammite subclinique ont été centrées sur la prévalence d’IIM et les facteurs de risque pour l’incidence ou l’élimination des IIM sont peu connus. L’objectif principal de cette thèse était d’identifier les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, l’élimination et la prévalence d’IIM d’importance dans les troupeaux laitiers Canadiens. En premier lieu, une revue systématique de la littérature sur les associations entre pratiques utilisées à la ferme et CCS a été réalisée. Les pratiques de gestion constamment associées au CCS ont été identifiées et différentiées de celles faisant l’objet de rapports anecdotiques. Par la suite, un questionnaire bilingue a été développé, validé, et utilisé afin de mesurer les pratiques de gestion d’un échantillon de 90 troupeaux laitiers canadiens. Afin de valider l’outil, des mesures de répétabilité et de validité des items composant le questionnaire ont été analysées et une évaluation de l’équivalence des versions anglaise et française a été réalisée. Ces analyses ont permis d’identifier des items problématiques qui ont du être recatégorisés, lorsque possible, ou exclus des analyses subséquentes pour assurer une certaine qualité des données. La plupart des troupeaux étudiés utilisaient déjà la désinfection post-traite des trayons et le traitement universel des vaches au tarissement, mais beaucoup des pratiques recommandées n’étaient que peu utilisées. Ensuite, les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, à l’élimination et à la prévalence d’IIM à Staphylococcus aureus ont été investigués de manière longitudinale sur les 90 troupeaux sélectionnés. L’incidence d’IIM semblait être un déterminant plus important de la prévalence d’IIM du troupeau comparativement à l’élimination des IIM. Le port de gants durant la traite, la désinfection pré-traite des trayons, de même qu’une condition adéquate des bouts de trayons démontraient des associations désirables avec les différentes mesures d’IIM. Ces résultats viennent souligner l’importance des procédures de traite pour l’obtention d’une réduction à long-terme de la prévalence d’IIM. Finalement, les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, à l’élimination et à la prévalence d’IIM à staphylocoques coagulase-négatif (SCN) ont été étudiés de manière similaire. Cependant, afin de prendre en considération les limitations de la culture bactériologique du lait pour l’identification des IIM causées par ce groupe de pathogènes, une approche semi-Bayesienne à l’aide de modèles de variable à classe latente a été utilisée. Les estimés non-ajusté de l’incidence, de l’élimination, de la prévalence et des associations avec les expositions apparaissaient tous considérablement biaisés par les imperfections de la procédure diagnostique. Ce biais était en général vers la valeur nulle. Encore une fois, l’incidence d’IIM était le principal déterminant de la prévalence d’IIM des troupeaux. Les litières de sable et de produits du bois, de même que l’accès au pâturage étaient associés à une incidence et une prévalence plus basse de SCN.

Mesurer l'apport unique de l'adhésion à la culture des gangs de rue à l'explication des conduites délinquantes chez les adolescents et les hommes contrevenants

L’apport disproportionné aux taux de criminalité des membres des gangs de rue est, nul doute, une proposition empirique robuste. De nombreuses études ont conclu que l’association aux gangs de rue est un facteur de risque supplémentaire à celui que constitue déjà la fréquentation de pairs délinquants au nombre des meilleurs prédicteurs de la délinquance avec les antécédents criminels et les traits antisociaux de la personnalité. Pourtant, la contribution spécifique de l’association aux gangs de rue à l’explication de la délinquance est largement méconnue. Au nombre des variables les plus souvent citées pour l’expliquer figure néanmoins le concept de l’adhésion à la culture de gang qui n’a toutefois jamais été spécifiquement opérationnalisé. Le but de la thèse est d’étudier la contribution spécifique de l’adhésion d’un contrevenant à la culture des gangs de rue à l’explication de la délinquance. Plus précisément, elle a comme objectifs de définir la culture des gangs de rue, d’opérationnaliser l’adhésion à la culture des gangs de rue, d’examiner la fidélité de la mesure de l’adhésion à la culture de gang et d’étudier sa relation avec la nature, la variété et la fréquence des conduites délinquantes de contrevenants placés sous la responsabilité des centres jeunesse et des services correctionnels du Québec. Trois articles scientifiques, auxquels un chapitre régulier est joint, ont servi la démonstration de la thèse. D’abord, le premier article présente les démarches relatives au développement de la première Mesure de l’adhésion à la culture de gang, la MACg. Plus précisément, l’article présente la recension des écrits qui a permis de proposer une première définition de la culture de gang et d’opérationnaliser le concept. Il fait aussi état de la démarche de la validation de la pertinence de son contenu et des données préliminaires qui révèlent la très bonne cohérence interne de la MACg. Cette première étude est suivie de la présentation, dans le cadre d’un chapitre régulier, des résultats de l’examen de la cotation des principaux indicateurs de la culture de gang. Cette démarche constitue un complément nécessaire à l’examen de la validité apparente de la MACg. Les résultats révèlent des degrés de concordance très satisfaisants entre les observations de divers professionnels des centres jeunesse et des services correctionnels du Québec qui ont été invités à coter les indicateurs de la culture de gang à partir de deux histoires fictives d’un contrevenant mineur et d’un second d’âge adulte. Puis, le deuxième article présente les résultats d’un premier examen de la fidélité de la MACg à l’aide du modèle de Rasch de la Théorie de la réponse aux items. Ses résultats soutiennent l’unidimensionnalité de la MACg et sa capacité à distinguer des groupes d’items et de personnes le long d’un continuum de gravité d’adhésion à la culture de gang. Par contre, le fonctionnement différentiel et le mauvais ajustement de certains items sont observés, ainsi que l’inadéquation de la structure de réponses aux items (de type Likert) privilégiée lors de l’élaboration de la MACg. Une version réaménagée de cette dernière est donc proposée. Enfin, le troisième et dernier article présente les résultats de l’examen de la relation entre la délinquance et l’adhésion d’un contrevenant à la culture de gang telle que mesurée par la MACg. Les résultats soutiennent l’apport unique de l’adhésion d’un contrevenant à la culture de gang à la diversité et à la fréquence des conduites délinquantes auto-rapportées par des contrevenants placés sous la responsabilité des centres jeunesse et des services correctionnels du Québec. Le score à l’échelle originale et réaménagée de la MACg s’avère, d’ailleurs, un facteur explicatif plus puissant que l’âge, la précocité criminelle, les pairs délinquants et la psychopathie au nombre des meilleurs prédicteurs de la délinquance. L’étude met aussi en lumière l’étroite relation entre une forte adhésion à la culture de gang et la présence marquée de traits psychopathiques annonciatrice de problèmes particulièrement sérieux. Malgré ses limites, la thèse contribuera significativement aux développements des bases d’un nouveau modèle explicatif de l’influence de l’association aux gangs de rue sur les conduites des personnes. La MACg pourra aussi servir à l’évaluation des risques des hommes contrevenants placés sous la responsabilité du système de justice pénale et à l’amélioration de la qualité des interventions qui leur sont dédiées.

Inférence robuste à la présence des valeurs aberrantes dans les enquêtes

Cette thèse comporte trois articles dont un est publié et deux en préparation. Le sujet central de la thèse porte sur le traitement des valeurs aberrantes représentatives dans deux aspects importants des enquêtes que sont : l’estimation des petits domaines et l’imputation en présence de non-réponse partielle. En ce qui concerne les petits domaines, les estimateurs robustes dans le cadre des modèles au niveau des unités ont été étudiés. Sinha & Rao (2009) proposent une version robuste du meilleur prédicteur linéaire sans biais empirique pour la moyenne des petits domaines. Leur estimateur robuste est de type «plugin», et à la lumière des travaux de Chambers (1986), cet estimateur peut être biaisé dans certaines situations. Chambers et al. (2014) proposent un estimateur corrigé du biais. En outre, un estimateur de l’erreur quadratique moyenne a été associé à ces estimateurs ponctuels. Sinha & Rao (2009) proposent une procédure bootstrap paramétrique pour estimer l’erreur quadratique moyenne. Des méthodes analytiques sont proposées dans Chambers et al. (2014). Cependant, leur validité théorique n’a pas été établie et leurs performances empiriques ne sont pas pleinement satisfaisantes. Ici, nous examinons deux nouvelles approches pour obtenir une version robuste du meilleur prédicteur linéaire sans biais empirique : la première est fondée sur les travaux de Chambers (1986), et la deuxième est basée sur le concept de biais conditionnel comme mesure de l’influence d’une unité de la population. Ces deux classes d’estimateurs robustes des petits domaines incluent également un terme de correction pour le biais. Cependant, ils utilisent tous les deux l’information disponible dans tous les domaines contrairement à celui de Chambers et al. (2014) qui utilise uniquement l’information disponible dans le domaine d’intérêt. Dans certaines situations, un biais non négligeable est possible pour l’estimateur de Sinha & Rao (2009), alors que les estimateurs proposés exhibent un faible biais pour un choix approprié de la fonction d’influence et de la constante de robustesse. Les simulations Monte Carlo sont effectuées, et les comparaisons sont faites entre les estimateurs proposés et ceux de Sinha & Rao (2009) et de Chambers et al. (2014). Les résultats montrent que les estimateurs de Sinha & Rao (2009) et de Chambers et al. (2014) peuvent avoir un biais important, alors que les estimateurs proposés ont une meilleure performance en termes de biais et d’erreur quadratique moyenne. En outre, nous proposons une nouvelle procédure bootstrap pour l’estimation de l’erreur quadratique moyenne des estimateurs robustes des petits domaines. Contrairement aux procédures existantes, nous montrons formellement la validité asymptotique de la méthode bootstrap proposée. Par ailleurs, la méthode proposée est semi-paramétrique, c’est-à-dire, elle n’est pas assujettie à une hypothèse sur les distributions des erreurs ou des effets aléatoires. Ainsi, elle est particulièrement attrayante et plus largement applicable. Nous examinons les performances de notre procédure bootstrap avec les simulations Monte Carlo. Les résultats montrent que notre procédure performe bien et surtout performe mieux que tous les compétiteurs étudiés. Une application de la méthode proposée est illustrée en analysant les données réelles contenant des valeurs aberrantes de Battese, Harter & Fuller (1988). S’agissant de l’imputation en présence de non-réponse partielle, certaines formes d’imputation simple ont été étudiées. L’imputation par la régression déterministe entre les classes, qui inclut l’imputation par le ratio et l’imputation par la moyenne sont souvent utilisées dans les enquêtes. Ces méthodes d’imputation peuvent conduire à des estimateurs imputés biaisés si le modèle d’imputation ou le modèle de non-réponse n’est pas correctement spécifié. Des estimateurs doublement robustes ont été développés dans les années récentes. Ces estimateurs sont sans biais si l’un au moins des modèles d’imputation ou de non-réponse est bien spécifié. Cependant, en présence des valeurs aberrantes, les estimateurs imputés doublement robustes peuvent être très instables. En utilisant le concept de biais conditionnel, nous proposons une version robuste aux valeurs aberrantes de l’estimateur doublement robuste. Les résultats des études par simulations montrent que l’estimateur proposé performe bien pour un choix approprié de la constante de robustesse.

Ab initio theoretical comparative study of magnetic coupling in KNiF3 and K2NiF4s

The origin of magnetic coupling in KNiF3 and K2 NiF4 is studied by means of an ab initio cluster model approach. By a detailed study of the mapping between eigenstates of the exact nonrelativistic and spin model Hamiltonians it is possible to obtain the magnetic coupling constant J and to compare ab initio cluster-model values with those resulting from ab initio periodic Hartree-Fock calculations. This comparison shows that J is strongly determined by two-body interactions; this is a surprising and unexpected result. The importance of the ligands surrounding the basic metal-ligand-metal interacting unit is reexamined by using two different partitions and the constrained space orbital variation method of analysis. This decomposition enables us to show that this effect is basically environmental. Finally, dynamical electronic correlation effects have found to be critical in determining the final value of the magnetic coupling constant.

Ab Initio study of magnetic interactions in the KCuF3 and K2CuF4 low-dimensional Systems

The ab initio cluster model approach has been used to study the electronic structure and magnetic coupling of KCuF3 and K2CuF4 in their various ordered polytype crystal forms. Due to a cooperative Jahn-Teller distortion these systems exhibit strong anisotropies. In particular, the magnetic properties strongly differ from those of isomorphic compounds. Hence, KCuF3 is a quasi-one-dimensional (1D) nearest neighbor Heisenberg antiferromagnet whereas K2CuF4 is the only ferromagnet among the K2MF4 series of compounds (M=Mn, Fe, Co, Ni, and Cu) behaving all as quasi-2D nearest neighbor Heisenberg systems. Different ab initio techniques are used to explore the magnetic coupling in these systems. All methods, including unrestricted Hartree-Fock, are able to explain the magnetic ordering. However, quantitative agreement with experiment is reached only when using a state-of-the-art configuration interaction approach. Finally, an analysis of the dependence of the magnetic coupling constant with respect to distortion parameters is presented.

Electronic structure and magnetic interactions of the spin-chain compounds Ca2CuO3 and Sr2CuO3

The results are presented of a combined periodic and cluster model approach to the electronic structure and magnetic interactions in the spin-chain compounds Ca2CuO3 and Sr2CuO3. An extended t-J model is presented that includes in-chain and interchain hopping and magnetic interaction processes with parameters extracted from ab initio calculations. For both compounds, the in-chain magnetic interaction is found to be around -240 meV, larger than in any of the other cuprates reported in the literature. The interchain magnetic coupling is found to be weakly antiferromagnetic, -1 meV. The effective in-chain hopping parameters are estimated to be ~650 meV for both compounds, whereas the value of the interchain hopping parameter is 30 meV for Sr2CuO3 and 40 meV for Ca2CuO3, in line with the larger interchain distance in the former compound. These effective parameters are shown to be consistent with expressions recently suggested for the Néel temperature and the magnetic moments, and with relations that emerge from the t-J model Hamiltonian. Next, we investigate the physical nature of the band gap. Periodic calculations indicate that an interpretation in terms of a charge-transfer insulator is the most appropriate one, in contrast to the suggestion of a covalent correlated insulator recently reported in the literature.