In Vitro Surfactant and Perfluorocarbon Aerosol Deposition in a Neonatal Physical Model of the Upper Conducting Airways

Objective: Aerosol delivery holds potential to release surfactant or perfluorocarbon (PFC) to the lungs of neonates with respiratory distress syndrome with minimal airway manipulation. Nevertheless, lung deposition in neonates tends to be very low due to extremely low lung volumes, narrow airways and high respiratory rates. In the present study, the feasibility of enhancing lung deposition by intracorporeal delivery of aerosols was investigated using a physical model of neonatal conducting airways. Methods: The main characteristics of the surfactant and PFC aerosols produced by a nebulization system, including the distal air pressure and air flow rate, liquid flow rate and mass median aerodynamic diameter (MMAD), were measured at different driving pressures (4-7 bar). Then, a three-dimensional model of the upper conducting airways of a neonate was manufactured by rapid prototyping and a deposition study was conducted. Results: The nebulization system produced relatively large amounts of aerosol ranging between 0.3 +/- 0.0 ml/min for surfactant at a driving pressure of 4 bar, and 2.0 +/- 0.1 ml/min for distilled water (H(2)Od) at 6 bar, with MMADs between 2.61 +/- 0.1 mu m for PFD at 7 bar and 10.18 +/- 0.4 mu m for FC-75 at 6 bar. The deposition study showed that for surfactant and H(2)Od aerosols, the highest percentage of the aerosolized mass (similar to 65%) was collected beyond the third generation of branching in the airway model. The use of this delivery system in combination with continuous positive airway pressure set at 5 cmH(2)O only increased total airway pressure by 1.59 cmH(2)O at the highest driving pressure (7 bar). Conclusion: This aerosol generating system has the potential to deliver relatively large amounts of surfactant and PFC beyond the third generation of branching in a neonatal airway model with minimal alteration of pre-set respiratory support.

Ocorrência e distribuição espacial e temporal das larvas de anuros (Amphibia) em diferentes sistemas aquáticos da Ilha Grande (Rio de Janeiro)

Os girinos dos anuros podem ocorrer em inúmeros tipos de sistemas hídricos, desde ambientes relativamente simples e previsíveis, como na água acumulada em epífitas ou uma poça temporária, até hábitats aquáticos permanentes mais complexos, como os riachos. A interação entre os fatores ambientais bióticos e abióticos existentes nesses diferentes ambientes com os fatores históricos é essencial para explicar a estrutura das comunidades dessa fase de vida dos anuros. O entendimento sobre como estes fatores atuam e sua importância nos conduz a uma maior compreensão do que parece influenciar positivamente ou negativamente o estabelecimento dos girinos nos seus diferentes ambientes. Inicialmente, fornecemos uma discussão detalhada da importância desses fatores. Em seguida, avaliamos a estrutura da assembléia dos girinos e a sua estratégia de ocupação espacial e temporal em relação ao uso de diferentes sistemas aquáticos, temporários e permanentes (poças, terrenos alagados, riachos e ambientes artificiais) em uma área de Mata Atlântica na Ilha Grande (Rio de Janeiro). Posteriormente, propomos um experimento para avaliar como os girinos característicos de diferentes tipos de habitats hídricos respondem à condição adversa de ausência de água livre. Depois, é sugerida uma chave artificial de identificação para os girinos da Ilha Grande, com base nas espécies contempladas neste estudo. Por fim, apresentamos a descrição do girino de Proceratophrys tupinamba, provendo algumas informações sobre sua distribuição temporal e uso de microhabitats. Registramos girinos de 12 espécies de anuros, o que correspondeu a 71% dos anfíbios da Ilha Grande com larvas exotróficas em ambientes aquáticos. O espectro de habitats hídricos utilizados variou consistentemente entre as espécies. Girinos de Aplastodiscus eugenioi e Scinax trapicheiroi foram aqueles que utilizaram a maior quantia de tipos de habitats, ambos com cinco registros. A maioria das espécies teve suas maiores abundâncias em um ou dois tipos de corpos dágua onde ocorreu, portanto poucas destas espécies demonstram ter sido generalistas no uso de tipos de habitats aquáticos. A maior riqueza de espécies ocorreu em poças temporárias, em riachos intermitentes e no ambiente antropizado da calha artificial. Quando consideramos em termos de habitats hídricos, a maior riqueza ocorreu nas poças temporárias, nos riachos intermitentes, nos riachos permanentes e na calha artificial. Em nem todos os meses um determinado tipo de recurso hídrico manteve a sua riqueza máxima de girinos. Observamos que um mesmo tipo de sistema hídrico pode comportar espécies típicas de ambientes lênticos e outras adaptadas a ambientes lóticos, dependendo da estrutura em que o corpo dágua apresenta naquele período, como os riachos intermitentes, por exemplo. Entre os fatores abióticos medidos, o PH, o oxigênio dissolvido, a correnteza, a largura e a profundidade dos corpos dágua explicaram de forma mais importante a ocorrência e abundância das diferentes espécies de girinos. Portanto, consideramos que fatores ecológicos desempenham um importante papel na determinação da distribuição de girinos dentro e entre habitats que estes organismos ocupam. O experimento proposto mostrou que os tempos de sobrevivência entre as onze espécies contempladas e também entre os indivíduos de diferentes tamanhos em uma mesma espécie variaram consideravelmente. Isto é sugestivo de que estas espécies apresentam diferentes estratégias para tolerar uma condição de independência de água livre. Os fatores que pareceram mais influenciar negativamente na sobrevivência dos girinos foram: hábito nectônico, pequeno tamanho dos indivíduos, ocupação de ambientes lênticos e temporários e modo reprodutivo não-especializado. Alternativamente, os girinos com melhor desempenho em uma condição de independência de água livre foram de espécies de tamanho comparativamente grande ou médio, ocuparam preferencialmente ambientes lóticos e permanentes, apresentaram modos reprodutivos especializados e os hábitos dos girinos foram principalmente bentônicos. Neste contexto, pode se conjecturar que os girinos das espécies que utilizam ambientes permanentes sejam mais resistentes à condição de independência de água livre do que aquelas de habitats efêmeros. Considerando especial atenção para a biodiversidade dos anfíbios, a Ilha Grande apresenta uma elevada concentração de espécies endêmicas. Esta respeitável diversidade de anfíbios para a área estudada está relacionada com a cobertura vegetal de Mata Atlântica e a grande quantidade de corpos dágua na Ilha, tanto temporários quanto permanentes. A influência destas condições favoráveis para os anfíbios na região está demonstrada também na diversidade de modos reprodutivos, onde 13 dos 39 modos reprodutivos já descritos foram notados para os anfíbios da Ilha Grande. Este conjunto de fatores reafirma esta como uma das mais importantes áreas para a conservação da biodiversidade de anfíbios para o estado do Rio de Janeiro. Comparando a descrição do girino de Proceratophrys tupinamba com P. appendiculata, observamos algumas diferenças na proporção do corpo. Os girinos da espécie descrita foram mais abundantes durante a estação chuvosa (outubro-março), sendo esta distribuição positivamente relacionada com a precipitação média mensal. Os girinos são bentônicos e ocorrem mais frequentemente em porções de menor correnteza do riacho. Eles foram encontrados com maior freqüência expostos na areia, que também representou o microhabitat mais disponível entre aqueles no córrego estudado.

Diagnóstico dos mecanismos disfluentes em orações relativas do português brasileiro

Alguns estudos na área da Psicolinguística tratam sobre a interrupção da forma natural da fluência da fala. Essas suspensões são denominadas disfluências e podem ser de variados tipos como, por exemplo, repetições, substituições ou pausas. Entre alguns trabalhos sobre disfluências, destaca-se o realizado por Jaeger (2005), que tratou da omissão do relativizador that na língua inglesa e a possibilidade desse fator ser responsável pela criação de disfluências. Nessa mesma linha, objetivamos analisar as disfluências na camada dos relativizadores camada CP em língua portuguesa brasileira. Para isso, tomaram-se dados obtidos por Corrêa et al (2008) sobre produção de orações relativas. Nesse estudo, os autores, buscando verificar a complexidade da formulação de orações relativas, manipularam duas condições: plenamente planejada que reduziria a carga de processamento e, consequentemente, levaria à maior produção de orações relativas padrões e parcialmente planejada a qual aumentaria a carga de processamento e, consequentemente, maior produção de orações relativas cortadoras e resumptivas. Diante disso, sabendo que o planejamento de estruturas mais complexas pode ser um fator que gere mais sentenças disfluentes, resta saber em qual das condições, estipuladas por Corrêa et al (2008), haveria maior caso de disfluências. Acreditamos que a condição parcialmente planejada resultaria mais casos de disfluências em comparação à condição inteiramente planejada. Para verificação de tal hipótese, a presente pesquisa focou suas atenções no banco de dados de Corrêa et al (2008). Após determinados critérios, privilegiamos sentenças de orações relativas genitivas, orações relativas de objeto indireto funcional e orações relativas de objeto indireto lexical, pois tais seriam construções sintáticas mais complexas e passíveis de terem mais casos de disfluências. Identificadas e quantificadas todas as falas de interesse, criamos tabelas para melhor visualização das disfluências em localizações específicas na sentença como, por exemplo, antes da oração relativa (AOR), na oração relativa (NAOR) e depois da oração relativa (DPOR). Com tais dados analisados, verificamos que eles corroboravam a hipótese levantada: na condição parcialmente planejada há mais casos de disfluências do que na condição inteiramente planejada, principalmente quando se é focalizada a localização NAOR. Entre os principais resultados, percebemos que as disfluências do tipo pausas preenchidas aparecem em grande quantidade na localização NAOR, fator que revela uma característica especial da oração relativa. Essa disfluência, nesse trecho da sentença, revela que os falantes não somente fazem uma procura lexical, como também, um planejamento discursivo. Tais resultados nos motivaram a pensar em outras determinadas situações de pesquisa como, por exemplo, a análise das disfluências em sentenças de voz passiva

Avaliação da concentração de Cl, K e Ca na urina, hemolinfa e túbulos de Malpighi de Rhodnius prolixus usando a técnica de fluorescência de raios X por reflexão total por radiação síncrotron (SR-TXRF)

Neste trabalho utilizou-se a técnica fluorescência de raios X usando radiação síncrotron (SR-TXRF) para estudar, quantitativamente, o transporte de cloro, potássio e cálcio na hemolinfa, urina e túbulos de Malpighi (TM) em ninfas de quinto estágio do Rhodnius prolixus (R. prolixus), considerando a excreção destes elementos em diferentes dias após o repasto sanguíneo. R. prolixus é um dos principais vetores do Trypanosoma cruzi, agente causador da doença de Chagas. R. prolixus fornece um sistema modelo particularmente útil porque seus TMs tanto secretam quanto reabsorvem íons a taxas elevadas. Os TMs filtram a hemolinfa e secretam um líquido que é muitas vezes comparado com a urina primária em vertebrados. Os resultados obtidos mostram que a concentração de potássio na urina é substancialmente maior do que na hemolinfa. A concentração de cloro na hemolinfa é menor do que na urina, mas a diferença não é tão marcada como no caso do potássio. No caso do Rhodnius é razoável interpretar a elevada concentração de potássio na urina como adaptativo para o problema de excreção imediato do inseto. A concentração de cálcio nos TMs é substancialmente maior em comparação com os valores encontrados na hemolinfa e urina. Este resultado mostra que o cálcio é retido no corpo do R. prolixus e pouco eliminado. Os resultados obtidos estão coerentes com a literatura. Avaliou-se também o efeito no transporte de Cl, K e Ca após um repasto de sangue de coelho contaminado com HgCl2 de modo a avaliar o efeito da presença deste metal tóxico no balanço iônico nos fluidos de excreção urina e hemolinfa e também pelo principal órgão de transporte, os túbulos de Malpighi. As excreções de Cl e K pela urina são afetadas pela ingestão. Este resultado é esperado levando-se em consideração a ingestão de excesso de Cl através do HgCl2. O transporte de Cl, K e Ca na hemolinfa do Rhodnius prolixus não é afetada pela ingestão de HgCl2. Nos túbulos de Malpighi, as altas concentrações de Ca obtidas foram comparáveis àquelas encontradas nos insetos controle. Pode-se concluir que SR-TXRF é um método muito promissor para análises diretas, rápidas e confiáveis para a quantificação simultânea de elementos envolvidos na regulação do transporte e em todo o sistema excretor de insetos. Além disso, o estudo do transporte e a excreção de elementos no inseto Rhodnius prolixus abrem oportunidade para a maior compreensão de efeitos da poluição em espécies de invertebrados.

Influence of carbon on the thermoluminescence and optically stimulated luminescence of α -Al2O3:C crystals

alpha-Al2O3:C crystal shows excellent thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) properties but the real role carbon plays in this crystal is still not clearly understood so far. In this work, alpha-Al2O3:C crystal doping with different amounts of carbon were grown by the temperature gradient technique, and TL and OSL properties of as-grown crystals were investigated. Additionally, a mechanism was proposed to explain the role of carbon in forming the TL and OSL properties of alpha-Al2O3:C. TL and OSL intensities of as-grown crystals increase with the increasing amount of carbon doping in the crystal, but no shift is found in the glow peak location at 465 K. As the amount of carbon doping in the crystals decreases, OSL decay rate becomes faster. With the increase in heating rate, the integral TL response of as-grown crystals decreases and glow peak shifts to higher temperatures. TL response decrease rate increases with the increasing amount of carbon doping in the crystals. All the TL and OSL response curves of as-grown crystals show linear-sublinear-saturation characteristic, and OSL dose response exhibits higher sensitivity and wider linear dose range than that of TL. The crystal doping with 5000 ppm carbon shows the best dosimetric properties. Carbon plays the role of a dopant in alpha-Al2O3:C crystal and four-valent carbon anions replace the two-valent anions of oxygen during the crystal growth process, and large amounts of oxygen vacancies were formed, which corresponds to the high absorption coefficient of F and F+ centers in the crystals.

Estudo experimental de wetlands construídos como unidade de polimento no tratamento de lixiviados de aterros sanitários.

A grande quantidade de resíduos sólidos gerados nas cidades é um desafio para o saneamento ambiental no Brasil. A fim de se reduzir os impactos gerados ao meio ambiente e à saúde pública, é necessário que haja um gerenciamento adequado, desde a coleta até a disposição final, desses resíduos sólidos urbanos. Os aterros sanitários permitem um maior controle ambiental, desde que sejam bem projetados e operados. A decomposição da matéria orgânica presente nesses resíduos, somada às águas das chuvas gera o lixiviado, líquido com alto potencial poluidor. Várias formas de tratamento são propostas com a finalidade de tornar o lixiviado menos poluente ao meio ambiente. Wetlands construídos tem se mostrado uma alternativa eficiente para a remoção de poluentes em lixiviados, além dos baixos custos operacionais e de implantação. O presente estudo investigou o uso de wetlands subsuperficiais em escala-piloto para o tratamento de um lixiviado prétratado. Os wetlands foram monitorados com a finalidade de se obter remoções de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal. As maiores reduções percentuais de concentração de nitrogênio amoniacal, DQO e COD foram, 91%, 42% e 35%, respectivamente. As maiores reduções percentuais em carga de nitrogênio amoniacal e DQO foram, 67% e 50%, respectivamente. Os resultados dos ensaios de toxicidade realizados com os organismos Vibrio fischeri e Danio rerio revelaram que, a toxicidade do lixiviado foi reduzida ao ser tratado pelo wetland.

Avaliação de desempenho para estações de tratamento de efluentes industriais.

O processo produtivo industrial pode gerar uma grande quantidade de efluentes líquidos. Esses efluentes, quando não tratados, podem poluir o solo e a água, podendo causar grande impacto ambiental. Nesse sentido é imprescindível que todas as indústrias que geram efluentes líquidos possuam uma estação de tratamento. Porém, para que a estação esteja permanentemente funcionando de acordo com seu objetivo, essa deve ser rotineiramente avaliada. Dessa forma, a avaliação de desempenho para Estação de Tratamento de Efluentes Industriais (ETEI) se torna uma ferramenta importante para a manutenção da eficiência da estação, pois se justifica por procurar pontos vulneráveis da planta de tratamento fornecendo os subsídios necessários à elaboração do diagnóstico e projetos de adequação dos sistemas, permitindo que os efluentes tratados fiquem em conformidade com as exigências estabelecidas pela legislação ambiental. Neste trabalho, foi elaborada uma proposta metodológica, formada por um roteiro, composto por níveis de questionamentos, que auxilia o avaliador na análise de desempenho da ETEI. Complementando esse roteiro foram elaboradas algumas listas de verificação que contribuem para guiar o avaliador em suas análises. Na elaboração das listas, manuais desenvolvidos em diversos países foram considerados. As listas de verificação incluem perguntas para a avaliação dos dados gerais da indústria, para seu Sistema de Gestão Ambiental (SGA) e para alguns sistemas e unidades operacionais da estação de tratamento. Para exemplificar um dos níveis de questionamento do roteiro foi incluído um estudo de caso, no qual o afluente e o efluente de uma indústria mineradora foram avaliados através da técnica estatística multivariada Análise de Componentes Principais (ACP), para demonstração do desempenho da estação de tratamento. O resultado da avaliação realizada demonstrou um bom desempenho da ETEI em tratar os efluentes líquidos. Espera-se, portanto, que este trabalho seja útil para a avaliação de desempenho em plantas de tratamento de efluentes industriais.

Evolução da deposição da matéria orgânica na Baía da Ilha Grande, RJ

Os ambientes costeiros vem sofrendo impactos devido a ocupação humana, um dos principais efeitos está na alteração da ciclagem de matéria orgânica (MO) na zona costeira. Para investigar as principais fontes de MO e avaliar como a atividade humana tem alterado a composição da MO sedimentar na baía da Ilha Grande (BIG), quatro testemunhos sedimentares (Abraão, Saco do Céu, TEBIG e Marina Piratas) foram datados e analisados para carbono orgânico, nitrogênio total, teor de finos, esteróis e n-álcoois. Os resultados indicam maiores contribuições de matéria orgânica alóctone nos testemunhos da enseada de Abraão e principalmente do Saco do Céu, estes testemunhos são enriquecidos em carbono orgânico e sedimentos finos, em comparação com os sedimentos coletados nas proximidades do TEBIG e da Marina Piratas. A partir dos anos de 1950 algumas alterações, como o incremento da contribuição fitoplanctônica,são observadas nos testemunhos foram indicadas pela Análise de Componentes Principais (PCA), destaca-se nesta época a acentuada mudança que ocorreu nas características granulométricas do testemunho da Marina Piratas. Estas alterações são efeitos indiretos da ação do homem que devido ao elevado crescimento populacional vem poluindo corpos dágua da região e destruindo ecossistemas de elevada importância como manguezais. No entanto através da análises dos marcadores de esgoto foi observado que a influência de MO de origem fecal nos sedimentos é muito pequena e cresceu muito pouco nas últimas décadas. Em conjunto com a elevada cobertura vegetal da região, os elevados índices pluviométricos regionais auxiliam a carrear grandes quantidades de material terrígeno para os sedimentos da baía como indicado pela predomínio de n-álcoois de cadeias longas

Shallow-water benthic habitats of southwest Puerto Rico

This report describes the creation and assessment of benthic habitat maps for shallow-water (<30m) marine environments of the Guánica/Parguera and Finca Belvedere Natural Reserve in southwest Puerto Rico. The objective was to provide spatially-explicit information on the habitat types, biological cover and live coral cover of the region’s coral reef ecosystem. These fine-scale habitat maps, generated by interpretation of 2010 satellite imagery, provide an update to NOAA’s previous digital maps of the U.S. Caribbean (Kendall et al., 2001) for these areas. Updated shallow-water benthic habitat maps for the Guánica/Parguera region are timely in light of ongoing restoration efforts in the Guánica Bay watershed. The bay is served directly by one river, the Rio Loco, which flows intermittently and more frequently during the rainy season. The watershed has gone through a series of manipulations and alterations in past decades, mainly associated with agricultural practices, including irrigation systems, in the upper watershed. The Guánica Lagoon, previously situated to the north of the bay, was historically the largest freshwater lagoon in Puerto Rico and served as a natural filter and sediment sink prior to the discharge of the Rio Loco into the Bay. Following alterations by the Southwest Water Project in the 1950s, the Lagoon’s adjacent wetland system was ditched and drained; no longer filtering and trapping sediment from the Rio Loco. Land use in the Guánica Bay/Rio Loco watershed has also gone through several changes (CWP, 2008). Similar to much of Puerto Rico, the area was largely deforested for sugar cane cultivation in the 1800s, although reforestation of some areas occurred following the cessation of sugar cane production (Warne et al., 2005). The northern area of the watershed is generally mountainous and is characterized by a mix of forested and agricultural lands, particularly coffee plantations. Closer to the coast, the Lajas Valley Agricultural Reserve extends north of Guánica Bay to the southwest corner of the island. The land use practices and watershed changes outlined above have resulted in large amounts of sediment being distributed in the Rio Loco river valley (CWP, 2008). Storm events and seasonal flooding also transport large amounts of sediment to the coastal waters. The threats of upstream watershed practices to coral reefs and the nearshore marine environment have been gaining recognition. Guánica Bay, and the adjacent marine waters, has been identified as a “management priority area” by NOAA’s Coral Reef Conservation Program (CRCP, 2012). In a recent Guánica Bay watershed management plan, several critical issues were outlined in regards to land-based sources of pollution (LBSP; CWP, 2008). These include: upland erosion from coffee agriculture, filling of reservoirs with sediment, in-stream channel erosion, loss of historical Guánica lagoon, legacy contaminants and sewage treatment (CWP, 2008). The plan recommended several management actions that could be taken to reduce impacts of LBSP, which form the basis of Guánica watershed restoration efforts.

An environmentally based growth model that uses finite difference calculus with maximum likelihood method: its application to the brackish water bivalve Corbicula japonica in Lake Abashiri, Japan

We present a growth analysis model that combines large amounts of environmental data with limited amounts of biological data and apply it to Corbicula japonica. The model uses the maximum-likelihood method with the Akaike information criterion, which provides an objective criterion for model selection. An adequate distribution for describing a single cohort is selected from available probability density functions, which are expressed by location and scale parameters. Daily relative increase rates of the location parameter are expressed by a multivariate logistic function with environmental factors for each day and categorical variables indicating animal ages as independent variables. Daily relative increase rates of the scale parameter are expressed by an equation describing the relationship with the daily relative increase rate of the location parameter. Corbicula japonica grows to a modal shell length of 0.7 mm during the first year in Lake Abashiri. Compared with the attain-able maximum size of about 30 mm, the growth of juveniles is extremely slow because their growth is less susceptible to environmental factors until the second winter. The extremely slow growth in Lake Abashiri could be a geographical genetic variation within C. japonica.

Evidence of shark predation and scavenging on fishes equipped with pop-up satellite archival tags

Over the past few years, pop-up satellite archival tags (PSATs) have been used to investigate the behavior, movements, thermal biology, and postrelease mortality of a wide range of large, highly migratory species including bluefin tuna (Block et al., 2001), swordfish (Sedberry and Loefer, 2001), blue marlin (Graves et al., 2002), striped marlin (Domeier and Dewar, 2003), and white sharks (Boustany et al., 2002). PSAT tag technology has improved rapidly, and current tag models are capable of collecting, processing, and storing large amounts of information on light level, temperature, and pressure (depth) for a predetermined length of time before the release of these tags from animals. After release, the tags float to the surface, and transmit the stored data to passing satellites of the Argos system.

Coupled foundation-superstructure analysis and influence of building stiffness on foundation response

This paper proposes a simple method to include superstructure stiffness in foundation analyses. The method involves extracting a small "condensed structural matrix" from finite element models of the superstructure, which can then be incorporated into pile group or piled raft analyses using common approaches such as elastic continuum or load transfer methods. The matrix condensation method directly couples structural and geotechnical analyses, and eliminates the need for iterative analyses between structural and geotechnical engineers. Effectiveness of the approach is illustrated through analyses of several buildings designed with a typical floor plan but with varying heights. The parametric study illustrates that superstructure stiffness can have a significant influence on foundation settlement estimates, and the stiffening effects are dominated by the lower stories of the superstructure. The proposed method aims to bridge the gap between structural and geotechnical analyses. Also, being a computationally simple and accurate approach, it is applicable to parametric or optimization studies that would otherwise involve large amounts of analyses. © 2010 ASCE.

Towards the development of an integrated design framework using the Blackboard model

Current research into the process of engineering design is extending the use of computers towards the acquisition, representation and application of design process knowledge in addition to the existing storage and manipulation of product-based models of design objects. This is a difficult task because the design of mechanical systems is a complex, often unpredictable process involving ill-structured problem solving skills and large amounts of knowledge, some which may be of an incomplete and subjective nature. Design problems require the integration of a variety of modes of working such as numerical, graphical, algorithmic or heuristic and demand products through synthesis, analysis and evaluation activities.

This report presents the results of a feasibility study into the blackboard approach and discusses the development of an initial prototype system that will enable an alphanumeric design dialogue between a designer and an expert to be analysed in a formal way, thus providing real-life protocol data on which to base the blackboard message structures.

Automated 3D Vision Tracking for Project Control Support

On-site tracking in open construction sites is often difficult because of the large amounts of items that are present and need to be tracked. Additionally, the amounts of occlusions/obstructions present create a highly complex tracking environment. Existing tracking methods are based mainly on Radio Frequency technologies, including Global Positioning Systems (GPS), Radio Frequency Identification (RFID), Bluetooth and Wireless Fidelity (Wi-Fi, Ultra-Wideband, etc). These methods require considerable amounts of pre-processing time since they need to manually deploy tags and keep record of the items they are placed on. In construction sites with numerous entities, tags installation, maintenance and decommissioning become an issue since it increases the cost and time needed to implement these tracking methods. This paper presents a novel method for open site tracking with construction cameras based on machine vision. According to this method, video feed is collected from on site video cameras, and the user selects the entity he wishes to track. The entity is tracked in each video using 2D vision tracking. Epipolar geometry is then used to calculate the depth of the marked area to provide the 3D location of the entity. This method addresses the limitations of radio frequency methods by being unobtrusive and using inexpensive, and easy to deploy equipment. The method has been implemented in a C++ prototype and preliminary results indicate its effectiveness

Cellular contractility and substrate elasticity: A numerical investigation of the actin cytoskeleton and cell adhesion

Numerous experimental studies have established that cells can sense the stiffness of underlying substrates and have quantified the effect of substrate stiffness on stress fibre formation, focal adhesion area, cell traction, and cell shape. In order to capture such behaviour, the current study couples a mixed mode thermodynamic and mechanical framework that predicts focal adhesion formation and growth with a material model that predicts stress fibre formation, contractility, and dissociation in a fully 3D implementation. Simulations reveal that SF contractility plays a critical role in the substrate-dependent response of cells. Compliant substrates do not provide sufficient tension for stress fibre persistence, causing dissociation of stress fibres and lower focal adhesion formation. In contrast, cells on stiffer substrates are predicted to contain large amounts of dominant stress fibres. Different levels of cellular contractility representative of different cell phenotypes are found to alter the range of substrate stiffness that cause the most significant changes in stress fibre and focal adhesion formation. Furthermore, stress fibre and focal adhesion formation evolve as a cell spreads on a substrate and leading to the formation of bands of fibres leading from the cell periphery over the nucleus. Inhibiting the formation of FAs during cell spreading is found to limit stress fibre formation. The predictions of this mutually dependent material-interface framework are strongly supported by experimental observations of cells adhered to elastic substrates and offer insight into the inter-dependent biomechanical processes regulating stress fibre and focal adhesion formation. © 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.