Estimating a pressure dependent thermal conductivity coefficient with applications in food technology

In this paper we introduce a method to estimate a pressure dependent thermal conductivity coefficient arising in a heat diffusion model with applications in food technology. To address the known smoothing effect of the direct problem, we model the uncertainty of the conductivity coefficient as a hierarchical Gaussian Markov random field (GMRF) restricted to uniqueness conditions for the solution of the inverse problem established in Fraguela et al. Furthermore, we propose a Single Variable Exchange Metropolis-Hastings algorithm to sample the corresponding conditional probability distribution of the conductivity coefficient given observations of the temperature. Sensitivity analysis of the direct problem suggests that large integration times are necessary to identify the thermal conductivity coefficient. Numerical evidence indicates that a signal to noise ratio of roughly 1000 suffices to reliably retrieve the thermal conductivity coefficient

Automated method to assist breast cancer diagnosis

Breast cancer is the top cause of deaths by cancer in women worldwide. Methods for early detection of breast cancer are of great help to improve prognosis of patients, providing less aggressive treatment, and better time/cost performance. Stage 0 of can-cer, also known as pre-cancer, is not palpable and is only detected by screening mam-mogram examination. Therefore, the detection of cancer in this stage is desirable. This stage is characterized by lesions, known as micro-calcifications (MCs), the first clini-cally observable lesions, indicating such disease. Their typical size is less or equal to 1 mm, that is why it is difficult to be detected by an expert. In recent years, different methods, for micro-calcification detection on mammograms (X-ray images from the breast), have been proposed; however, the issue is still open to reach acceptable levels of detection rate and false alarm rate, preventing its use as a pre-diagnostic tool. This work analyzes and proposes a new and simple system for detection of MCs, based on the use of the two most used public mammogram data sets, MIAS and DDSM. We first, analyze how an expert detects MCs in an image and which are its distinctive characteristics; such as intensity values of the surrounding tissue and the prominent peak in a MC. Therefore, a classification according to their local surroundings: obvi-ous, subtle and clusters. Additionally, a new MC detection method based on (1) mor-phologic segmentation for detection of regions of interest (ROIs), (2) extraction of few and effective attributes from candidates to MCs, and (3) one classification stage with two different classifiers, k Nearest Neighbor (kNN) and Support Vector Machine (SVM). For dense mammograms in MIAS database with a sensitivity of 0.9752, false alarm rate of 0, accuracy of 0.9876, and 0.9951 for area under the ROC curve using SVM, for a classifier. The proposed MC detection method achieves sensitivity, false positive rate, accuracy and area under the ROC curve of 0.9664, 0.0224, 0.9683 and 0.9934 for the MIAS data set; and 0.9386, 0.0526, 0.9664 and 0.9742 for the DDSM data set. The proposed method gives better results than those from state-of-the-art literature, when the mammograms are classified in fatty, fatty-glandular, and dense. Methods, that report results for dense mammograms, have poor performance; however, the presented method shows the best performance for dense mammograms.El cáncer de mama es la principal causa de muerte por cáncer en mujeres de todo el mundo. Los métodos para la detección temprana del cáncer de seno son de gran ayuda para mejorar el pronóstico de las pacientes, ya que proporcionan un tratamiento menos agresivo y un mejor desempeño en tiempo- costo. La etapa 0 del cáncer, también conocida como pre-cáncer, no es palpable y solo se detecta mediante un examen de ma-mografía. Por lo tanto, la detección de cáncer en esta etapa es deseable. Esta etapa se caracteriza por lesiones, conocidas como microcalcificaciones (MC), las primeras le-siones clínicamente observables, que indican dicha enfermedad. Su tamaño típico es menor o igual a 1 mm, por eso es difícil que un experto lo detecte. En los últimos años, se han propuesto diferentes métodos para la detección de microcalcificaciones en ma-mografías (imágenes de rayos X del seno); sin embargo, el problema aún está abierto para alcanzar niveles aceptables de tasa de detección y tasa de falsos positivos, evitando su uso como herramienta de diagnóstico previo. Este trabajo analiza y propone un sis-tema nuevo y sencillo para la detección de MC, basado en el uso de los dos conjuntos de datos de mamografías públicas más utilizados, MIAS y DDSM. Primero, analiza-mos cómo un experto detecta los MC en una imagen y cuáles son sus características distintivas; tales como los valores de intensidad del tejido circundante y el pico promi-nente en un MC. Por lo tanto, una clasificación de acuerdo con su entorno local: obvio, sutil y agrupaciones. Además, un nuevo método de detección de MC basado en (1) segmentación morfológica para la detección de regiones de interés (ROI), (2) extrac-ción de relevantes características de candidatos a MC, y (3) una etapa de clasificación con dos clasificadores kNN y SVM. Para mamografías densas en la base de datos MIAS con una sensibilidad de 0.9752, tasa de falsa alarma de 0, precisión de 0.9876 y 0.9951 para el área bajo la curva ROC usando SVM, como clasificador. El método de detección de MC propuesto logra sensibilidad, tasa de falsos positivos, precisión y área bajo la curva ROC de 0.9664, 0.0224, 0.9683 y 0.9934 para el conjunto de datos MIAS; y 0.9386, 0.0526, 0.9664 y 0.9742 para el conjunto de datos DDSM. El método pro-puesto ofrece mejores resultados que los de la literatura actual, cuando las mamografías se clasifican en grasosas, glandulares grasosas y densas. Los métodos, que informan resultados de mamografías densas, tienen bajo ren

Predicción de Situaciones No Deseadas Basadas en Representaciones Multimodales

La investigación presentada en este artículo esta fundamentada en la importancia que los conceptos de predicción y acción juegan en el proceso perceptual de un sistema cognitivo. Para lograr esto se utilizan los modelos directos como una herramienta cognitiva básica. Se deja interactuar una gente artificial con su entorno, dicho agente esta equipado con un modelo directo que deberá utilizar para predecir situaciones no deseadas. El modelo directo se implementa como una red neuronal artificial, entrenada con datos provenientes del agente simulado. La red es probada y después implementada en el agente simulado para que resuelva una tarea de evasión de obstáculos mientras sigue una fuen te de luz. El sistema entrenado aprende exitosamente a predecir una representación sensorial multimodal, formada por estímu los visuales y táctiles. Los resultados aquí presentados son muy alentadores y representan una base sólida para futura investigación sobre el uso y ventajas que pueden proporcionar mode los cognitivos en agentes autónomos artificiales

The 2HWC HAWC Observatory Gamma Ray Catalog

We present the first catalog of TeV gamma-ray sources realized with the recently completed High Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC). It is the most sensitive wide field-of-view TeV telescope currently in operation, with a 1-year survey sensitivity of ~5-10% of the flux of the Crab Nebula. With an instantaneous field of view >1.5 sr and >90% duty cycle, it continuously surveys and monitors the sky for gamma ray energies between hundreds GeV and tens of TeV. HAWC is located in Mexico at a latitude of 19 degree North and was completed in March 2015. Here, we present the 2HWC catalog, which is the result of the first source search realized with the complete HAWC detector. Realized with 507 days of data and represents the most sensitive TeV survey to date for such a large fraction of the sky. A total of 39 sources were detected, with an expected contamination of 0.5 due to background fluctuation. Out of these sources, 16 are more than one degree away from any previously reported TeV source. The source list, including the position measurement, spectrum measurement, and uncertainties, is reported. Seven of the detected sources may be associated with pulsar wind nebulae, two with supernova remnants, two with blazars, and the remaining 23 have no firm identification yet.Comment: Submitted 2017/02/09 to the Astrophysical Journa

Semiótica de la vigilancia

En el régimen panóptico, la vigilancia se convierte en autovigilancia, ya que no hay dónde ocultarse, y la ¿dictadura de la mirada¿ controla todo espacio público o privado. Una sociedad vigilada es la que ve paradójicamente su espacio público disociado, convertido en escenario de  detección, y su anonimato urbano invadido por una mirada permanentemente vigilante, la calle como lugar de observación controlada, como espacio de control. Las grandes ciudades pierden aceleradamente el espacio público como espacio de libertad

Molecular Dynamics Controlling the Robustness of Cu(II)-Complexed Thin Films and the Excited-State Behavior of Photoactive Reagents

Understanding the molecular interactions that control chemical processes is essential for developing novel advancements in any chemical industry, especially for the fields of surface modifications and photoactive chemical reagents. Monolayers and thin films are essential to a wide range of surface chemistry and materials science applications, such as chemical separations, heterogeneous catalysis, and tribology. However, adlayers currently utilized have fixed properties upon deposition onto substrates. Alternatively, photoactive reagents, specifically super-photobases, are pivotal for controlling the temporal and spatial extents of photochemical reactions used in industries such as precision chemistry and high-speed chemical sensing. Nonetheless, few known super-photobases currently exist, and little is understood about the molecular dynamics that give rise to such reactive properties upon photoexcitation. As such, this two-part work focused on the characterization of metal ion-complexed films as candidates for the creation of films with reversible properties, as well as the investigation of the excited-state behavior and spectral dynamics of super-photobase precursor molecules.The first part of this work focused on the study of the molecular properties that lead to the robustness of Cu2+-complexed amphiphilic Langmuir-Blodgett films. Incorporation of Cu2+ ions into the film system resulted in the unique formation of a highly ordered, rigid film system resistant to collapse. Film orientation and mobility were determined to be controlled by Cu2+-amphiphile interactions and a shift in dominating intermolecular forces as subphase pH increased. The unique presence of a rigid film at high surface pressures and pH conditions was attributed to the extrusion of Cu2+-amphiphile moieties into the aqueous subphase rather than traditional amphiphile buckling, which occurs at low pH conditions. In the second part of this work, the excited-state behavior of FR0, a substituted fluorene precursor to the recently developed super-photobase FR0-SB, was studied to determine the state-dependent solvent-solute interactions that give rise to the unique reactivity of the photobase molecule upon photoexcitation (\u394pKb ~ 15). Using time-resolved fluorescence spectroscopy and quantum chemical calculations, the electronic structure and relaxation dynamics of FR0 were examined in protic and aprotic solvents. Hydrogen-bonding interactions in protic solvents, particularly those in the S2 excited state, were determined to mediate relaxation dynamics. Solvent hydroxyl functionality concentration was also determined to play a role in such dynamics. Examination of the behaviors of structurally modified versions of FR0 demonstrated that the spectral dynamics observed for FR0 are structurally invariant, but that the nature of hydrogen bonding changes depending on the placement and type of modification. Overall, this work has led to a fundamental characterization of unique classes of surface modifications and photoactivated chemical reagents. First, the dynamics leading to unusually robust thin films were determined, the understanding of which can lead to the creation of selective interfaces using such films. Second, the intermolecular interactions lending themselves to unique spectral properties of super-photobase precursor molecules were identified, which can serve as a vantage point for the future synthesis and development of additional photobase compounds. In both aspects of this work, such advancements contribute to the furthering of each field by providing important fundamental frameworks for future applications in surface chemistry and photoactive reaction chemistry.Thesis (Ph.D.)--Michigan State University. Chemistry - Doctor of Philosophy, 2021Includes bibliographical reference

Crítica del arte fotográfico : fundamentos semióticos y análisis de Kinderwunsch

En este ensayo se propone un modelo sociosemiótico de análisis para la crítica del arte fotográfico y se lo aplica en Kinderwunsch (2006-2013), obra de la artista Ana Casas Broda. El modelo tiene como base los Fundamentos de la teoría de los signos de Charles Morris (1985) y permite realizar una valoración e interpretación semántica, sintáctica y pragmática de una obra fotográfica. Es una herramienta para realizar una crítica del arte fotográfico en ocho dominios de análisis de la imagen visual: histórico-tecno-estético, filosófico-sociocultural, lógico semántico, morfológico (gráfico, plástico, formal), sintáctico orden-numérico, espacio-temporal, mediático y antropológico.In this essay, a socio-semiotic model of analysis is proposed for the criticism of photographic art and it is applied in Kinderwunsch (2006-2013), the work of the artist Ana Casas Broda. The model is based on the Fundamentals of the theory of signs by Charles Morris (1985), which allows a semantic, syntactic and pragmatic assessment and interpretation of a photographic work. In this way, the model is a tool that allows a critique of photographic art in eight domains of analysis: historical-techno-aesthetic, philosophical-sociocultural, logical-semantic, morphological (graphic, plastic, formal), syntactic order-numeric, space-time, media and anthropological of the visual image

Aplicación de redes neuronales para la separación de gammas y hadrones en HAWC

El observatorio de gran altura Cherenkov en agua (HAWC, por sus siglas en inglés) es un observatorio de rayos gammas ubicado a una altitud de 4,100 metros sobre el nivel del mar, en las faldas del volcán Sierra Negra en el estado de Puebla, México. Diseñaado para detectar cascadas producidas por rayos gammas de energías entre 100 GeV y 100 TeV. Al finalizar su construcción tendrá 300 detectores Cherenkov de agua (WCD, por sus siglas en inglés), ademas, cada WCD tiene uno tubo fotomultiplicador (PMT, por sus siglas en inglés) de 10 pulgadas y 3 PMT's de 8 pulgadas. Por el tipo de detección, también es capaz de detectar las cascadas generadas por rayos cósmicos; debido a que estos últimos no se desean detectar para el estudio de fuentes de rayos gammas, es por eso la importancia de la implementación de métodos de separación de partículas primarias. Actualmente, HAWC cuenta un método de separación de partículas, heredado por su antecesor MILAGRO, llamado "Compactness", el cual fue elaborado de forma empírica, donde la identificación de cada partícula depende del valor calculado del Compactness y del valor de separación Ɛ que depende del número de PMT's con señal en el evento (nHit), si el valor de Compactness es mayor a Ɛ es clasificado como un evento tipo gamma, si no es un hadrón; por lo cual en este trabajo se desarrolló un nuevo método, donde se aplicó una red neuronal multicapa perceptrón capaz de identificar las cascadas producidas por las partículas siempre y cuando nHit sea mayor a 30, aplicando un solo valor de separación