An Introduction to Twisted Particle Filters and Parameter Estimation in Non-linear State-space Models

Twisted particle filters are a class of sequential Monte Carlo methods recently introduced by Whiteley and Lee to improve the efficiency of marginal likelihood estimation in state-space models. The purpose of this article is to extend the twisted particle filtering methodology, establish accessible theoretical results which convey its rationale, and provide a demonstration of its practical performance within particle Markov chain Monte Carlo for estimating static model parameters. We derive twisted particle filters that incorporate systematic or multinomial resampling and information from historical particle states, and a transparent proof which identifies the optimal algorithm for marginal likelihood estimation. We demonstrate how to approximate the optimal algorithm for nonlinear state-space models with Gaussian noise and we apply such approximations to two examples: a range and bearing tracking problem and an indoor positioning problem with Bluetooth signal strength measurements. We demonstrate improvements over standard algorithms in terms of variance of marginal likelihood estimates and Markov chain autocorrelation for given CPU time, and improved tracking performance using estimated parameters.Comment: This work has been submitted to the IEEE for possible publication. Copyright may be transferred without notice, after which this version may no longer be accessibl

SURGICAL SITE SKIN DISINFECTION : A Desired Guideline

The main goal of our bachelor’s thesis was to produce an instructive poster about surgical site skin disinfection. The poster is meant to be used with nursing students specializing in perioperative nursing and it is also a supportive teaching aid for the staff. The poster is used in Central Finland Central Hospital operating units and Jyväskylä University of Applied Sciences. As a result of this thesis we produced two guiding posters about laparotomy skin disinfection. One in Finnish and the other in English. The thesis is concentrated on skin disinfection equipment and technique, and it also tells about microbes and infections from perioperative nursing point of view. The theory base of the thesis is based on the guidelines of Central Finland Central Hospital and it is done in co-operation with an aseptic nurse who has also checked and approved the posters.Opinnäytetyömme päätavoite oli tuottaa informatiivinen posteri aiheesta leikkausalueen desinfektio. Posteri on tarkoitettu käytettäväksi perioperatiiviseen hoitotyöhön suuntaavien opiskelijoiden ohjauksessa ja se antaa tukea henkilökunnalle opiskelijaohjaukseen. Posteri tulee käyttöön Keski-Suomen keskussairaalan leikkausosastoille sekä Jyväskylän ammattikorkeakouluun. Tämän opinnäytetyön tuloksena tuotimme kaksi posteria laparotomisen leikkausalueen desinfektiosta. Toinen postereista on suomeksi ja toinen englanniksi. Opinnäytetyö keskittyy ihon desinfektio välineisiin ja tekniikkaan sekä kertoo mikrobeista ja infektioista perioperatiivisen hoitotyön näkökulmasta. Opinnäytetyön teoria pohjautuu Keski-Suomen keskussairaalan säädöksiin ja se on tehty yhteistyössä sairaalan hygieniahoitajan kanssa, joka on myös tarkastanut ja hyväksynyt posterit

Ikäihmisen alkoholinkäytön puheeksi ottaminen : IkäHoli -lomakkeen kehittäminen Aijjoos-kumppanuushankkeelle

Opinnäytetyömme tavoitteena oli kehittää yhteistyössä ehkäisevää vanhustyötä tekevän Aijjoos-kumppanuushankkeen kanssa ikäihmisten alkoholinkäytön pu-heeksi ottamisen -lomake. Kehitimme lomakkeen käytettäväksi Kuntayhtymä Kak-sineuvoisen hyvinvointia edistävillä kotikäynneillä (HEHKO). Tutkimus oli toimintatutkimus. Tutkimusmetodeina käytimme havainnointia, haas-tatteluja ja muistiinpanoja. Aineiston tulkitsemiseen käytimme sisällönanalyysiä. Haastattelimme työtämme varten ikäihmisten asiantuntijaryhmää, Kuntayhtymä Kaksineuvoisen alueen sosiaali- ja terveysalan ammattilaisten viranomaistyöryh-mää sekä HEHKO-työntekijää. Asiantuntijaryhmän haastatteluista nousi esiin aiheen arkaluonteisuus ja siihen liittyvät häpeän tunteet. Ikäihmiset pitivät alkoholinkäytön puheeksi ottamista tär-keänä, ja olivat mielellään mukana kehittämässä ikäihmisen alkoholikäytön pu-heeksi otto -lomaketta. Viranomaistyöryhmä korosti alkoholinkäytön luontevaa puheeksi ottamista ja avun saamisen mahdollisuutta. Työryhmän mielestä tärkeintä oli herättää ikäihmiset ajattelemaan omaa alkoholinkäyttöään. HEHKO-työntekijä piti lomaketta tärkeänä tukena alkoholinkäytön puheeksi otossa. IkäHoli -lomake on tärkeä apuväline puheeksi ottamisen tilanteeseen. Siitä ei kui-tenkaan ole tarkoituksenmukaista hyötyä ilman luottamuksellisen suhteen luomista ikääntyneen ja työntekijän välille. Lomakkeen tarkoitukseksi muodostui ikääntyneen alkoholinkäytön puheeksi ottamisen helpottaminen, ajatusten herättäminen ikääntyneissä sekä ikääntyneiden ehkäisevän päihdetyön kohderyhmän tavoittaminen ja tutkimustiedon kerääminen ikääntyneiden alkoholinkäytöstä.Our study objective was to work with Aijjoos-projekt, which does preventive work for the elderly, and develop a form for bringing up the alcohol use of elderly. The purpose was that our form would be used in Kuntayhtymä Kaksineuvoinen’s house calls. Our study was action research and as research methods we used observation, interviews and notes. Interpret the material we used content analysis. We inter-viewed a group of elderly people, a group of social and health care professionals and one house call worker. The elderly group interview emerged sensitivity of the topic and the accompanying feelings of shame. Older people found very important to bring up the alcohol use, and were happy to develop our form. Social and health care professionals emphasized natural way of speaking about alcohol use, and that those who needed help should get it. Group saw, that the important thing was to raise older people think about their own alcohol consumption. House call worker thought that the form would be a good support when bringing up the alcohol use

Case tutkimus : insourcauksen hyödyt ja haasteet teknologiayrityksessä

This thesis focuses on the make or buy decision, which is something all companies execute on some level. To be more specific, the focus is insourcing, the act of manufacturing or procuring something internally. The goal of this thesis is to understand, what are the benefits and challenges for insourcing in theory and for a case company by relying on the background theory of transaction costs as well as transaction cost economics. Key components or factors of these theories are presented and brought forwards as important parts affecting the make or buy decision. The thesis presents outsourcing and insourcing strategies, from the make or buy perspective. The chosen presented strategies from different authors all deal with the make or buy process (to insource or not) with some variations in content, process flow and impacting factors. The make or buy process is compared through the lens of transaction cost economics, in order to identify common factors, which impact decision making in the make or buy process. The thesis delves deeper into insourcing, its benefits and challenges found in academic literature. Insourcing theory, the motives of insourcing and vertical integration are processed in order to provide background theory to the case research. This thesis is of itself a qualitative case study, studying a single anonymous technology company. The name or significant recognizable traits are not mentioned due to the wishes of the company representatives.Tämä opinnäytetyö keskittyy osta tai tee (make or buy) päätökseen, prosessiin, jota kaikki yritykset ja organisaatiot toteuttavat jollakin tasolla. Tarkemmin sanottuna painopiste on ulkoistamisen vastakohdassa, insourcingissa, jonkin tietyn tuotteen valmistuksessa tai hankinnassa sisäisesti. Tämän opinnäytetyön tavoitteena on ymmärtää, mitä etuja ja haasteita tee- päätöksellä on teoriassa ja case-yritykselle, tukeutuen transaktiokustannusten taustateoriaan. Näiden teorioiden pääkomponentit tai tekijät esitetään eteenpäin tärkeinä osina, jotka vaikuttavat osta tai tee päätöksentekoon. Opinnäytetyössä esitetään ulkoistamis- ja insourcing- strategiat osta tai tee- prosessin näkökulmasta. Eri tieteellisten lähteiden valitut mallit ja strategiat käsittelevät prosessia (hankkia ulkoa tai ei) tietyillä sisällön, prosessivirtaan vaikuttavien tekijöiden vaihteluilla. Make or buy prosessia verrataan transaktiokustannustalouden avulla yhteisten tekijöiden tunnistamiseksi, jotka vaikuttavat päätöksentekoon make or buy prosessissa. Opinnäytetyössä syvennytään insourcingiin ja pyritään tuomaan esiin sen etuja ja haasteita, jotka löytyvät akateemisesta kirjallisuudesta. Insourcingin teoriaa ja vertikaalisen integraation motiiveja käsitellään case yrityksen taustateorian muodostamiseksi. Tämä opinnäytetyö on itsessään laadullinen tapaustutkimus, jossa tutkitaan yhtä anonyymia teknologiayritystä. Nimeä tai merkittäviä tunnistettavia piirteitä ei mainita yrityksen edustajien toiveiden vuoksi

Geographical Studies of Underwater Light Dynamics in the Coastal Archipelago of SW Finland, Baltic Sea

The underwater light field is an important environmental variable as it, among other things, enables aquatic primary production. Although the portion of solar radiation that is referred to as visible light penetrates water, it is restricted to a limited surface water layer because of efficient absorption and scattering processes. Based on the varying content of optical constituents in the water, the efficiency of light attenuation changes in many dimensions and over various spatial and temporal scales. This thesis discusses the underwater light dynamics of a transitional coastal archipelago in south-western Finland, in the Baltic Sea. While the area has long been known to have a highly variable underwater light field, quantified knowledge on the phenomenon has been scarce, patchy, or non-existent. This thesis focuses on the variability in the underwater light field through euphotic depths (1% irradiance remaining), which were derived from in situ measurements of vertical profiles of photosynthetically active radiation (PAR). Spot samples were conducted in the archipelago of south-western Finland, mainly during the ice-free growing seasons of 2010 and 2011. In addition to quantifying both the seasonal and geographical patterns of euphotic depth development, the need and usability of underwater light information are also discussed. Light availability was found to fluctuate in multiple dimensions and scales. The euphotic depth was shown to have combined spatio-temporal dynamics rather than separate changes in spatial and temporal dimensions. Such complexity in the underwater light field creates challenges in data collection, as well as in its utilisation. Although local information is needed, in highly variable conditions spot sampled information may only poorly represent its surroundings. Moreover, either temporally or spatially limited sampling may cause biases in understanding underwater light dynamics. Consequently, the application of light availability data, for example in ecological modelling, should be made with great caution.Vesien kirkkaus tai vaihtoehtoisesti sameus vaikuttaa vedenalaisluonnon toimintaan monin tavoin. Valaistusolosuhteiden merkitys ympäristömuuttujana korostuu erityisesti elämää ylläpitävän perustuotannon kautta, sillä näkyväksi valoksi kutsumamme auringonsäteilyn osuus mahdollistaa yhteyttämisen niin vedessä kuin kuivalla maallakin. Vedessä valo ei kuitenkaan tunkeudu pintakerrosta syvemmälle, sillä erilaiset absorptio- ja sirontaprosessit vaimentavat sen etenemistä tehokkaasti. Valosäteilyn vaimenemistehokkuus taas vaihtelee moniulotteisesti vedessä olevien vaimentavien ainesten pitoisuuksien mukaisesti. Tässä väitöskirjassa käsitellään vedenalaisen valon vaihteludynamiikkaa Itämeren rannikolla. Tutkimus keskittyy Lounais-Suomen saaristoon, joka laajana saaristovaihettumavyöhykkeenä tarjoaa monipuolisen ja vaihtelevan tutkimusalueen. Tämän saaristoalueen on jo pitkään tiedetty olevan valaistusolosuhteiltaan hyvin vaihteleva, mutta tarkkaa tutkimustietoa näistä vaihteluista oli saatavilla hyvin vähän, jos lainkaan. Väitöskirja perehtyy vedenalaisten valaistusolosuhteiden vaihteluun käsittelemällä erityisesti veden valaistun pintakerroksen, eli eufoottisen kerroksen, paksuutta ja sen muutoksia. Eufoottiset syvyydet, joissa 1 % pintakerroksen läpäisevästä auringonsäteilystä on jäljellä, määriteltiin jäättömänä aikana kasvukausina 2010 ja 2011 mitatuista valomäärän syvyysprofiileista. Sen lisäksi, että tutkimuksessa tuotettiin mitattua tietoa valaistun kerroksen alueellisista vaihettumista ja kasvukauden aikaisista muutoksista, työssä pohditaan myös valomäärätiedon tarvetta ja sen soveltamiseen liittyviä haasteita. Koska valon saatavuuden muutokset ovat alueellis-ajallisesti moniulotteisia ja -tasoisia, ei edustavan aineiston kerääminen ja edes kattavan tiedon tehokas hyödyntäminen ole yksiselitteistä tai ongelmatonta. Alueella, jossa olosuhteiden vaihtelut ovat suuria, paikallisen tason tiedonkeruun merkitys korostuu, mutta samalla yksittäisten mittauspisteiden edustavuus voi olla hyvinkin heikkoa. Joko alueellisesti tai ajallisesti rajalliset kenttämittaukset taas saattavat aiheuttaa vääristyneen yleiskuvan veden valaistusolosuhteista. Näin ollen valoaineistojen soveltaminen, esimerkiksi ekologiseen mallinnukseen, on syytä tehdä harkiten ja huolella.Siirretty Doriast

On Heavy-Tailed Probability Distributions and Portfolio Diversification

''Don't put all your eggs in one basket'' is a common saying that applies particularly well to investing. Thus, the concept of portfolio diversification exists and is generally accepted to be a good principle. But is it always and in every situation preferable to diversify one's investments? This Master's thesis explores this question in a restricted mathematical setting. In particular, we will examine the profit-and-loss distribution of a portfolio of investments using such probability distributions that produce extreme values more frequently than some other probability distributions. The theoretical restriction we place for this thesis is that the random variables modelling the profits and losses of individual investments are assumed to be independent and identically distributed. The results of this Master's thesis are originally from Rustam Ibragimov's article Portfolio Diversification and Value at Risk Under Thick-Tailedness (2009). The main results concern two particular cases. The first main result concerns probability distributions which produce extreme values only moderately often. In the first case, we see that the accepted wisdom of portfolio diversification is proven to make sense. The second main result concerns probability distributions which can be considered to produce extreme values extremely often. In the second case, we see that the accepted wisdom of portfolio diversification is proven to increase the overall risk of the portfolio, and therefore it is preferable to not diversify one's investments in this extreme case. In this Master's thesis we will first formally introduce and define heavy-tailed probability distributions as these probability distributions that produce extreme values much more frequently than some other probability distributions. Second, we will introduce and define particular important classes of probability distributions, most of which are heavy-tailed. Third, we will give a definition of portfolio diversification by utilizing a mathematical theory that concerns how to classify how far apart or close the components of a vector are from each other. Finally, we will use all the introduced concepts and theory to answer the question is portfolio diversification always preferable. The answer is that there are extreme situations where portfolio diversification is not preferable

Word, phrase, and sentence in relation: Ancient grammars and contexts. Edited by Paola Cotticelli-Kurras. Trends in Classics – Supplementary Volumes 99. De Gruyter, Berlin – Boston 2020. [Book review]

Non peer reviewe