DCU per a la configurabilitat d'una estació de treball clínic

Gairebé un 50% dels metges de la sanitat catalana realitzen actualment les seves tasques assistencials en entorns SAP. Donada la naturalesa de la seva feina, és fàcil afirmar que les aplicacions que utilitzen habitualment haurien d'haver estat desenvolupades centrant l'atenció en l'usuari i el context en què aquest realitza la seva feina. Però degut a diversos motius organitzatius, això no ha estat així. Aquest projecte pretén demostrar el valor afegit que pot aportar el Disseny Centrat en l'Usuari en el desenvolupament d'aplicacions assistencials en l'àmbit SAP Sanitat. S'ha realitzat una investigació prèvia de les necessitats reals dels usuaris, un anàlisi del context d'ús i dels diferents perfils de usuari, s'ha desenvolupat un prototip amb la nova tecnologia que aporta SAP per al desenvolupament de interfícies tipus web integrades en el sistema (SAP Webdynpro for ABAP), i finalment s'ha realitzat la corresponent avaluació heurística i el test de usuaris. S'ha arribat principalment a tres conclusions: en primer lloc, ha sorprès la bona disposició dels usuaris metges per a participar en aquesta mena de projectes; en segon lloc, ha quedat demostrada la importància de l'anàlisi del context, així com la rellevància que el dissenyador estigui quan més a prop millor de l'usuari final; i finalment, cal destacar que la tecnologia emprada ha limitat qualitativament diverses opcions de disseny.

Cheminformatic studies of molecular properties and their influence on bioactivity in the context of drug discovery

Molecular shape has long been known to be an important property for the process of molecular recognition. Previous studies postulated the existence of a drug-like shape space that could be used to artificially bias the composition of screening libraries, with the aim to increase the chance of success in Hit Identification. In this work, it was analysed to which extend this assumption holds true. Normalized Principal Moments of Inertia Ratios (NPRs) have been used to describe the molecular shape of small molecules. It was investigated, whether active molecules of diverse targets are located in preferred subspaces of the NPR shape space. Results illustrated a significantly stronger clustering than could be expected by chance, with parts of the space unlikely to be occupied by active compounds. Furthermore, a strong enrichment of elongated, rather flat shapes could be observed, while globular compounds were highly underrepresented. This was confirmed for a wide range of small molecule datasets from different origins. Active compounds exhibited a high overlap in their shape distributions across different targets, making a purely shape­ based discrimination very difficult. An additional perspective was provided by comparing the shapes of protein binding pockets with those of their respective ligands. Although more globular than their ligands, it was observed that binding sites shapes exhibited a similarly skewed distribution in shape space: spherical shapes were highly underrepresented. This was different for unoccupied binding pockets of smaller size. These were on the contrary identified to possess a more globular shape. The relation between shape complementarity and exhibited bioactivity was analysed; a moderate correlation between bioactivity and parameters including pocket coverage, distance in shape space, and others could be identified, which reflects the importance of shape complementarity. However, this also suggests that other aspects are of relevance for molecular recognition. A subsequent analysis assessed if and how shape and volume information retrieved from pocket or respective reference ligands could be used as a pre-filter in a virtual screening approach. ln Lead Optimization compounds need to get optimized with respect to a variety of pararneters. Here, the availability of past success stories is very valuable, as they can guide medicinal chemists during their analogue synthesis plans. However, although of tremendous interest for the public domain, so far only large corporations had the ability to mine historical knowledge in their proprietary databases. With the aim to provide such information, the SwissBioisostere database was developed and released during this thesis. This database contains information on 21,293,355 performed substructural exchanges, corresponding to 5,586,462 unique replacements that have been measured in 35,039 assays against 1,948 molecular targets representing 30 target classes, and on their impact on bioactivity . A user-friendly interface was developed that provides facile access to these data and is accessible at http//www.swissbioisostere.ch. The ChEMBL database was used as primary data source of bioactivity information. Matched molecular pairs have been identified in the extracted and cleaned data. Success-based scores were developed and integrated into the database to allow re-ranking of proposed replacements by their past outcomes. It was analysed to which degree these scores correlate with chemical similarity of the underlying fragments. An unexpectedly weak relationship was detected and further investigated. Use cases of this database were envisioned, and functionalities implemented accordingly: replacement outcomes are aggregatable at the assay level, and it was shawn that an aggregation at the target or target class level could also be performed, but should be accompanied by a careful case-by-case assessment. It was furthermore observed that replacement success depends on the activity of the starting compound A within a matched molecular pair A-B. With increasing potency the probability to lose bioactivity through any substructural exchange was significantly higher than in low affine binders. A potential existence of a publication bias could be refuted. Furthermore, often performed medicinal chemistry strategies for structure-activity-relationship exploration were analysed using the acquired data. Finally, data originating from pharmaceutical companies were compared with those reported in the literature. It could be seen that industrial medicinal chemistry can access replacement information not available in the public domain. In contrast, a large amount of often-performed replacements within companies could also be identified in literature data. Preferences for particular replacements differed between these two sources. The value of combining different endpoints in an evaluation of molecular replacements was investigated. The performed studies highlighted furthermore that there seem to exist no universal substructural replacement that always retains bioactivity irrespective of the biological environment. A generalization of bioisosteric replacements seems therefore not possible. - La forme tridimensionnelle des molécules a depuis longtemps été reconnue comme une propriété importante pour le processus de reconnaissance moléculaire. Des études antérieures ont postulé que les médicaments occupent préférentiellement un sous-ensemble de l'espace des formes des molécules. Ce sous-ensemble pourrait être utilisé pour biaiser la composition de chimiothèques à cribler, dans le but d'augmenter les chances d'identifier des Hits. L'analyse et la validation de cette assertion fait l'objet de cette première partie. Les Ratios de Moments Principaux d'Inertie Normalisés (RPN) ont été utilisés pour décrire la forme tridimensionnelle de petites molécules de type médicament. Il a été étudié si les molécules actives sur des cibles différentes se co-localisaient dans des sous-espaces privilégiés de l'espace des formes. Les résultats montrent des regroupements de molécules incompatibles avec une répartition aléatoire, avec certaines parties de l'espace peu susceptibles d'être occupées par des composés actifs. Par ailleurs, un fort enrichissement en formes allongées et plutôt plates a pu être observé, tandis que les composés globulaires étaient fortement sous-représentés. Cela a été confirmé pour un large ensemble de compilations de molécules d'origines différentes. Les distributions de forme des molécules actives sur des cibles différentes se recoupent largement, rendant une discrimination fondée uniquement sur la forme très difficile. Une perspective supplémentaire a été ajoutée par la comparaison des formes des ligands avec celles de leurs sites de liaison (poches) dans leurs protéines respectives. Bien que plus globulaires que leurs ligands, il a été observé que les formes des poches présentent une distribution dans l'espace des formes avec le même type d'asymétrie que celle observée pour les ligands: les formes sphériques sont fortement sous­ représentées. Un résultat différent a été obtenu pour les poches de plus petite taille et cristallisées sans ligand: elles possédaient une forme plus globulaire. La relation entre complémentarité de forme et bioactivité a été également analysée; une corrélation modérée entre bioactivité et des paramètres tels que remplissage de poche, distance dans l'espace des formes, ainsi que d'autres, a pu être identifiée. Ceci reflète l'importance de la complémentarité des formes, mais aussi l'implication d'autres facteurs. Une analyse ultérieure a évalué si et comment la forme et le volume d'une poche ou de ses ligands de référence pouvaient être utilisés comme un pré-filtre dans une approche de criblage virtuel. Durant l'optimisation d'un Lead, de nombreux paramètres doivent être optimisés simultanément. Dans ce contexte, la disponibilité d'exemples d'optimisations réussies est précieuse, car ils peuvent orienter les chimistes médicinaux dans leurs plans de synthèse par analogie. Cependant, bien que d'un extrême intérêt pour les chercheurs dans le domaine public, seules les grandes sociétés pharmaceutiques avaient jusqu'à présent la capacité d'exploiter de telles connaissances au sein de leurs bases de données internes. Dans le but de remédier à cette limitation, la base de données SwissBioisostere a été élaborée et publiée dans le domaine public au cours de cette thèse. Cette base de données contient des informations sur 21 293 355 échanges sous-structuraux observés, correspondant à 5 586 462 remplacements uniques mesurés dans 35 039 tests contre 1948 cibles représentant 30 familles, ainsi que sur leur impact sur la bioactivité. Une interface a été développée pour permettre un accès facile à ces données, accessible à http:/ /www.swissbioisostere.ch. La base de données ChEMBL a été utilisée comme source de données de bioactivité. Une version modifiée de l'algorithme de Hussain et Rea a été implémentée pour identifier les Matched Molecular Pairs (MMP) dans les données préparées au préalable. Des scores de succès ont été développés et intégrés dans la base de données pour permettre un reclassement des remplacements proposés selon leurs résultats précédemment observés. La corrélation entre ces scores et la similarité chimique des fragments correspondants a été étudiée. Une corrélation plus faible qu'attendue a été détectée et analysée. Différents cas d'utilisation de cette base de données ont été envisagés, et les fonctionnalités correspondantes implémentées: l'agrégation des résultats de remplacement est effectuée au niveau de chaque test, et il a été montré qu'elle pourrait également être effectuée au niveau de la cible ou de la classe de cible, sous réserve d'une analyse au cas par cas. Il a en outre été constaté que le succès d'un remplacement dépend de l'activité du composé A au sein d'une paire A-B. Il a été montré que la probabilité de perdre la bioactivité à la suite d'un remplacement moléculaire quelconque est plus importante au sein des molécules les plus actives que chez les molécules de plus faible activité. L'existence potentielle d'un biais lié au processus de publication par articles a pu être réfutée. En outre, les stratégies fréquentes de chimie médicinale pour l'exploration des relations structure-activité ont été analysées à l'aide des données acquises. Enfin, les données provenant des compagnies pharmaceutiques ont été comparées à celles reportées dans la littérature. Il a pu être constaté que les chimistes médicinaux dans l'industrie peuvent accéder à des remplacements qui ne sont pas disponibles dans le domaine public. Par contre, un grand nombre de remplacements fréquemment observés dans les données de l'industrie ont également pu être identifiés dans les données de la littérature. Les préférences pour certains remplacements particuliers diffèrent entre ces deux sources. L'intérêt d'évaluer les remplacements moléculaires simultanément selon plusieurs paramètres (bioactivité et stabilité métabolique par ex.) a aussi été étudié. Les études réalisées ont souligné qu'il semble n'exister aucun remplacement sous-structural universel qui conserve toujours la bioactivité quel que soit le contexte biologique. Une généralisation des remplacements bioisostériques ne semble donc pas possible.

Using Digital Video Analysis to Monitor Driver Behavior at Intersections

Commercially available instruments for road-side data collection take highly limited measurements, require extensive manual input, or are too expensive for widespread use. However, inexpensive computer vision techniques for digital video analysis can be applied to automate the monitoring of driver, vehicle, and pedestrian behaviors. These techniques can measure safety-related variables that cannot be easily measured using existing sensors. The use of these techniques will lead to an improved understanding of the decisions made by drivers at intersections. These automated techniques allow the collection of large amounts of safety-related data in a relatively short amount of time. There is a need to develop an easily deployable system to utilize these new techniques. This project implemented and tested a digital video analysis system for use at intersections. A prototype video recording system was developed for field deployment. A computer interface was implemented and served to simplify and automate the data analysis and the data review process. Driver behavior was measured at urban and rural non-signalized intersections. Recorded digital video was analyzed and used to test the system.

Inducing illusory ownership of a virtual body

We discuss three experiments that investigate how virtual limbs and bodies can come to feel like real limbs and bodies. The fi rst experiment shows that an illusion of ownership of a virtual arm appearing to project out of a person"s shoulder can be produced by tactile stimulation on a person"s hidden real hand and synchronous stimulation on the seen virtual hand. The second shows that the illusion can be produced by synchronous movement of the person"s hidden real hand and a virtual hand. The third shows that a weaker form of the illusion can be produced when a brain-computer interface is employed to move the virtual hand by means of motor imagery without any tactile stimulation. We discuss related studies that indicate that the ownership illusion may be generated for an entire body. This has important implications for the scientific understanding of body ownership and several practical applications.

Mobile Marketing in Japan

Mobiilimarkkinoinnin markkinat ovat vasta rakentumassa ja suurin osa alan toimijoista etenkin Suomessa yrittää vielä löytää rooliaan. Sen sijaan Japanissa sisällöntuotantoliiketoiminta matkapuhelimille kukoistaa ja mobiilimarkkinointi on jo saavuttanut merkittävän aseman mobiili-internetin palvelutarjonnassa. Toisin kuin Suomessa, jossa mobiilimarkkinat ovat vielä lastenkengissä, Japanissa myös mobiilimarkkinoinnin arvoketju on vähitellen muotoutumassa.Tämän tutkimuksen tavoitteena oli antaa käsitys Japanin mobiilimarkkinoinnin dynamiikasta ja luoda viitekehys operaattorin tulevalle roolille mobiilimarkkinoinnin markkinoiden rakentamisessa. Tutkimus on deskriptiivinen ja aineisto on kerätty alan kirjallisuudesta sekä haastattelemalla tärkeitä mobiilimarkkinoiden toimijoita Japanissa. Japanissa operaattoreilla (NTT DoCoMo, J-Phone ja KDDI) on erittäin vahva asema mobiili-internetin ja mobiilimarkkinoinnin markkinoilla. Ne hallitsevat asiakasrajapintaa, päättävät mobiiliverkon ja matkapuhelimien ominaisuuksista sekä siitä, ketkä sisällöntuottajista pääsevät osaksi heidän laskutusjärjestelmäänsä. Markkinoinnissa operaattoreilla ei ole yhtä näkyvää roolia. Omistussuhteiden kautta ne kuitenkin vaikuttavat lähes koko arvoketjuun. Operaattorit ovat yhdessä Japanin suurimpien mainostoimistojen kanssa luoneet tytäryhtiöitä, jotka hoitavat mainonnan operaattorin mobiiliportaalissa. Japanissa operaattori on ottanut hallitsevan roolin mobiilimarkkinoiden rakentamisessa. Tiivis yhteistyö eri toimijoiden, kuten matkapuhelinvalmistajien, sisällöntuottajien ja mainostoimistojen kanssa, on mahdollistanut kokonaisvaltaisen palvelupaketin tarjoamisen. Palvelupaketti sisältää käyttäjäystävällisen liittymän mobiili-internetiin sekä edulliset puhelimet. Juuri tiivis yhteistyö onkin ollut yksi tärkeimmistä menestystekijöistä Japanin markkinoita rakennettaessa. Mobiilimarkkinoita rakennettaessa operaattorilla on merkittävä rooli markkinoiden muodostajana ja sisällön kokoojana. Operaattorien tulee varautua roskapostin vastaiseen taisteluun, jos sähköpostia annetaan lähettää suoraan matkapuhelimeen. On erityisen tärkeää varmistaa, ettei käyttäjien tarvitse kärsiä roskapostista, muuten suoramarkkinoinnin mahdollisuus matkapuhelimeen menetetään. Ainoastaan aktiivisella edistämisellä ja osallistumisella mobiili-internetin sisällöntuotanto- ja markkinointiliiketoimintaan operaattori voi vahvistaa markkina-asemaansa ja varmistaa osuutensa tulevista markkinoista.

Tablet-käyttöliittymäsovellus sähköisen asioinnin palvelulle

Tässä diplomityössä oli tavoitteena tutkia käytettävyyttä ja käyttöliittymiä tablet-laitteiden näkökulmasta. Työssä tutkittiin sitä, mikä tekee hyvän tablet-käyttöliittymän ja mitä asioita sen suunnittelussa tulisi huomioida. Lisäksi tehtävänä oli selvittää, miten työn toimeksian-tajan käytössä olevat tekniikat soveltuvat käytettäviksi tablet-laitteiden kanssa. Työn poh-jalta havaittiin, että tablet-käyttöliittymien suunnittelussa tulisi noudattaa vakiintuneita käyttöliittymäsuunnittelun periaatteita, joista tärkeimmät ovat yksinkertaisuus, yhtenäisyys, virheiden ehkäisy ja käyttäjätuki. Hyvän käytettävyyden takaamiseksi suunnittelussa tulisi kuitenkin huomioida tablet-laitteiden erikoispiirteet ja rajoitukset. Tutkimustyön lisäksi diplomityössä toteutettiin yksinkertainen tablet-laitteille suunniteltu käyttöliittymä Vaadin TouchKit -käyttöliittymäkehystä käyttäen.

Control of Robot by Means of Human Thought

Brain computer interface (BCI) is a kind of human machine interface, which provides a new interaction method between human and computer or other equipment. The most significant characteristic of BCI system is that its control input is brain electrical activities acquired from the brain instead of traditional input such as hands or eyes. BCI technique has rapidly developed during last two decades and it has mainly worked as an auxiliary technique to help the disable people improve their life qualities. With the appearance of low cost novel electrical devices such as EMOTIV, BCI technique has been applied to the general public through many useful applications including video gaming, virtual reality and virtual keyboard. The purpose of this research is to be familiar with EMOTIV EPOC system and make use of it to build an EEG based BCI system for controlling an industrial manipulator by means of human thought. To build a BCI system, an acquisition program based on EMOTIV EPOC system is designed and a MFC based dialog that works as an operation panel is presented. Furthermore, the inverse kinematics of RV-3SB industrial robot was solved. In the last part of this research, the designed BCI system with human thought input is examined and the results indicate that the system is running smoothly and displays clearly the motion type and the incremental displacement of the motion.

A Virtual Machine for a Type-omega Denotational Proof Language

In this thesis, I designed and implemented a virtual machine (VM) for a monomorphic variant of Athena, a type-omega denotational proof language (DPL). This machine attempts to maintain the minimum state required to evaluate Athena phrases. This thesis also includes the design and implementation of a compiler for monomorphic Athena that compiles to the VM. Finally, it includes details on my implementation of a read-eval-print loop that glues together the VM core and the compiler to provide a full, user-accessible interface to monomorphic Athena. The Athena VM provides the same basis for DPLs that the SECD machine does for pure, functional programming and the Warren Abstract Machine does for Prolog.

Facilitating Mechanical Design with Augmented Reality

By enhancing a real scene with computer generated objects, Augmented Reality (AR), has proven itself as a valuable Human-Computer Interface (HCI) in numerous application areas such as medical, military, entertainment and manufacturing. It enables higher performance of on-site tasks with seamless presentation of up-to-date, task-related information to the users during the operation. AR has potentials in design because the current interface provided by Computer-aided Design (CAD) packages is less intuitive and reports show that the presence of physical objects help design thinking and communication. This research explores the use of AR to improve the efficiency of a design process, specifically in mechanical design.

Variables psicológicas en el control de interfaces cerebro-computadora.

Resumen tomado de la publicación

Ergonomía. Fundamentos para el desarrollo de soluciones ergonómicas

En este texto se presentan algunos conceptos y marcos teóricos útiles para el análisis del trabajo en ergonomía. El objetivo es mostrar los conceptos de base para el estudio del trabajo en la tradición de la ergonomía de la actividad, y analizar de manera general algunos de los modelos empleados para el análisis de una actividad de trabajo. Inicialmente se abordan los principios teóricos de la ergonomía y los principios que provienen de la fisiología, la biomecánica, la psicología y la sociología; también se presentan los acercamientos metodológicos empleados en esta misma perspectiva para el análisis de actividades de trabajo. Se parte del principio de que un estudio ergonómico del trabajo se puede llevar a cabo desde una doble perspectiva: la perspectiva analítica y la perspectiva comprensiva.

Exploiting CAFS-ISP

In the summer of 1982, the ICLCUA CAFS Special Interest Group defined three subject areas for working party activity. These were: 1) interfaces with compilers and databases, 2) end-user language facilities and display methods, and 3) text-handling and office automation. The CAFS SIG convened one working party to address the first subject with the following terms of reference: 1) review facilities and map requirements onto them, 2) "Database or CAFS" or "Database on CAFS", 3) training needs for users to bridge to new techniques, and 4) repair specifications to cover gaps in software. The working party interpreted the topic broadly as the data processing professional's, rather than the end-user's, view of and relationship with CAFS. This report is the result of the working party's activities. The report content for good reasons exceeds the terms of reference in their strictest sense. For example, we examine QUERYMASTER, which is deemed to be an end-user tool by ICL, from both the DP and end-user perspectives. First, this is the only interface to CAFS in the current SV201. Secondly, it is necessary for the DP department to understand the end-user's interface to CAFS. Thirdly, the other subjects have not yet been addressed by other active working parties.

Robot-human interaction - practical experiments with a cyborg

This paper presents results to indicate the potential applications of a direct connection between the human nervous system and a computer network. Actual experimental results obtained from a human subject study are given, with emphasis placed on the direct interaction between the human nervous system and possible extra-sensory input. An brief overview of the general state of neural implants is given, as well as a range of application areas considered. An overall view is also taken as to what may be possible with implant technology as a general purpose human-computer interface for the future.

Cyborgs in space

Practical realisation of Cyborgs opens up significant new opportunities in many fields. In particular when it comes to space travel many of the limitations faced by humans, in stand-alone form, are transposed by the adoption of a cyborg persona. In this article a look is taken at different types of Brain-Computer interface which can be employed to realise Cyborgs, biology-technology hybrids. e approach taken is a practical one with applications in mind, although some wider implications are also considered. In particular results from experiments are discussed in terms of their meaning and application possibilities. e article is written from the perspective of scientific experimentation opening up realistic possibilities to be faced in the future rather than giving conclusive comments on the technologies employed. Human implantation and the merger of biology and technology are though important elements.

Modulation of event-related desynchronization during kinematic and kinetic hand movements

Background Event-related desynchronization/synchronization (ERD/ERS) is a relative power decrease/increase of electroencephalogram (EEG) in a specific frequency band during physical motor execution and mental motor imagery, thus it is widely used for the brain-computer interface (BCI) purpose. However what the ERD really reflects and its frequency band specific role have not been agreed and are under investigation. Understanding the underlying mechanism which causes a significant ERD would be crucial to improve the reliability of the ERD-based BCI. We systematically investigated the relationship between conditions of actual repetitive hand movements and resulting ERD. Methods Eleven healthy young participants were asked to close/open their right hand repetitively at three different speeds (Hold, 1/3 Hz, and 1 Hz) and four distinct motor loads (0, 2, 10, and 15 kgf). In each condition, participants repeated 20 experimental trials, each of which consisted of rest (8–10 s), preparation (1 s) and task (6 s) periods. Under the Hold condition, participants were instructed to keep clenching their hand (i.e., isometric contraction) during the task period. Throughout the experiment, EEG signals were recorded from left and right motor areas for offline data analysis. We obtained time courses of EEG power spectrum to discuss the modulation of mu and beta-ERD/ERS due to the task conditions. Results We confirmed salient mu-ERD (8–13 Hz) and slightly weak beta-ERD (14–30 Hz) on both hemispheres during repetitive hand grasping movements. According to a 3 × 4 ANOVA (speed × motor load), both mu and beta-ERD during the task period were significantly weakened under the Hold condition, whereas no significant difference in the kinetics levels and interaction effect was observed. Conclusions This study investigates the effect of changes in kinematics and kinetics on resulting ERD during repetitive hand grasping movements. The experimental results suggest that the strength of ERD may reflect the time differentiation of hand postures in motor planning process or the variation of proprioception resulting from hand movements, rather than the motor command generated in the down stream, which recruits a group of motor neurons.