2,389 research outputs found

    Can Natural History Museums Capture the Future?

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    This is the publisher's version, also available electronically from http://bioscience.oxfordjournals.org/content/50/7/611.See article for abstract

    Cross-Modal Health State Estimation

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    Individuals create and consume more diverse data about themselves today than any time in history. Sources of this data include wearable devices, images, social media, geospatial information and more. A tremendous opportunity rests within cross-modal data analysis that leverages existing domain knowledge methods to understand and guide human health. Especially in chronic diseases, current medical practice uses a combination of sparse hospital based biological metrics (blood tests, expensive imaging, etc.) to understand the evolving health status of an individual. Future health systems must integrate data created at the individual level to better understand health status perpetually, especially in a cybernetic framework. In this work we fuse multiple user created and open source data streams along with established biomedical domain knowledge to give two types of quantitative state estimates of cardiovascular health. First, we use wearable devices to calculate cardiorespiratory fitness (CRF), a known quantitative leading predictor of heart disease which is not routinely collected in clinical settings. Second, we estimate inherent genetic traits, living environmental risks, circadian rhythm, and biological metrics from a diverse dataset. Our experimental results on 24 subjects demonstrate how multi-modal data can provide personalized health insight. Understanding the dynamic nature of health status will pave the way for better health based recommendation engines, better clinical decision making and positive lifestyle changes.Comment: Accepted to ACM Multimedia 2018 Conference - Brave New Ideas, Seoul, Korea, ACM ISBN 978-1-4503-5665-7/18/1

    The Future of Dental Schools in Research Universities and Academic Health Centers

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    Peer Reviewedhttps://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/153596/1/jddjde017039.pd

    Ecological models at fish community and species level to support effective river restoration

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    RESUMEN Los peces nativos son indicadores de la salud de los ecosistemas acuáticos, y se han convertido en un elemento de calidad clave para evaluar el estado ecológico de los ríos. La comprensión de los factores que afectan a las especies nativas de peces es importante para la gestión y conservación de los ecosistemas acuáticos. El objetivo general de esta tesis es analizar las relaciones entre variables biológicas y de hábitat (incluyendo la conectividad) a través de una variedad de escalas espaciales en los ríos Mediterráneos, con el desarrollo de herramientas de modelación para apoyar la toma de decisiones en la restauración de ríos. Esta tesis se compone de cuatro artículos. El primero tiene como objetivos modelar la relación entre un conjunto de variables ambientales y la riqueza de especies nativas (NFSR), y evaluar la eficacia de potenciales acciones de restauración para mejorar la NFSR en la cuenca del río Júcar. Para ello se aplicó un enfoque de modelación de red neuronal artificial (ANN), utilizando en la fase de entrenamiento el algoritmo Levenberg-Marquardt. Se aplicó el método de las derivadas parciales para determinar la importancia relativa de las variables ambientales. Según los resultados, el modelo de ANN combina variables que describen la calidad de ribera, la calidad del agua y el hábitat físico, y ayudó a identificar los principales factores que condicionan el patrón de distribución de la NFSR en los ríos Mediterráneos. En la segunda parte del estudio, el modelo fue utilizado para evaluar la eficacia de dos acciones de restauración en el río Júcar: la eliminación de dos azudes abandonados, con el consiguiente incremento de la proporción de corrientes. Estas simulaciones indican que la riqueza aumenta con el incremento de la longitud libre de barreras artificiales y la proporción del mesohabitat de corriente, y demostró la utilidad de las ANN como una poderosa herramienta para apoyar la toma de decisiones en el manejo y restauración ecológica de los ríos Mediterráneos. El segundo artículo tiene como objetivo determinar la importancia relativa de los dos principales factores que controlan la reducción de la riqueza de peces (NFSR), es decir, las interacciones entre las especies acuáticas, variables del hábitat (incluyendo la conectividad fluvial) y biológicas (incluidas las especies invasoras) en los ríos Júcar, Cabriel y Turia. Con este fin, tres modelos de ANN fueron analizados: el primero fue construido solamente con variables biológicas, el segundo se construyó únicamente con variables de hábitat y el tercero con la combinación de estos dos grupos de variables. Los resultados muestran que las variables de hábitat son los ¿drivers¿ más importantes para la distribución de NFSR, y demuestran la importancia ecológica de los modelos desarrollados. Los resultados de este estudio destacan la necesidad de proponer medidas de mitigación relacionadas con la mejora del hábitat (incluyendo la variabilidad de caudales en el río) como medida para conservar y restaurar los ríos Mediterráneos. El tercer artículo busca comparar la fiabilidad y relevancia ecológica de dos modelos predictivos de NFSR, basados en redes neuronales artificiales (ANN) y random forests (RF). La relevancia de las variables seleccionadas por cada modelo se evaluó a partir del conocimiento ecológico y apoyado por otras investigaciones. Los dos modelos fueron desarrollados utilizando validación cruzada k-fold y su desempeño fue evaluado a través de tres índices: el coeficiente de determinación (R2 ), el error cuadrático medio (MSE) y el coeficiente de determinación ajustado (R2 adj). Según los resultados, RF obtuvo el mejor desempeño en entrenamiento. Pero, el procedimiento de validación cruzada reveló que ambas técnicas generaron resultados similares (R2 = 68% para RF y R2 = 66% para ANN). La comparación de diferentes métodos de machine learning es muy útil para el análisis crítico de los resultados obtenidos a través de los modelos. El cuarto artículo tiene como objetivo evaluar la capacidad de las ANN para identificar los factores que afectan a la densidad y la presencia/ausencia de Luciobarbus guiraonis en la demarcación hidrográfica del Júcar. Se utilizó una red neuronal artificial multicapa de tipo feedforward (ANN) para representar relaciones no lineales entre descriptores de L. guiraonis con variables biológicas y de hábitat. El poder predictivo de los modelos se evaluó con base en el índice Kappa (k), la proporción de casos correctamente clasificados (CCI) y el área bajo la curva (AUC) característica operativa del receptor (ROC). La presencia/ausencia de L. guiraonis fue bien predicha por el modelo ANN (CCI = 87%, AUC = 0.85 y k = 0.66). La predicción de la densidad fue moderada (CCI = 62%, AUC = 0.71 y k = 0.43). Las variables más importantes que describen la presencia/ausencia fueron: radiación solar, área de drenaje y la proporción de especies exóticas de peces con un peso relativo del 27.8%, 24.53% y 13.60% respectivamente. En el modelo de densidad, las variables más importantes fueron el coeficiente de variación de los caudales medios anuales con una importancia relativa del 50.5% y la proporción de especies exóticas de peces con el 24.4%. Los modelos proporcionan información importante acerca de la relación de L. guiraonis con variables bióticas y de hábitat, este nuevo conocimiento podría utilizarse para apoyar futuros estudios y para contribuir en la toma de decisiones para la conservación y manejo de especies en los en los ríos Júcar, Cabriel y Turia.Olaya Marín, EJ. (2013). Ecological models at fish community and species level to support effective river restoration [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/28853TESI

    Finding and defining the natural automata acting in living plants: Toward the synthetic biology for robotics and informatics in vivo.

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    The automata theory is the mathematical study of abstract machines commonly studied in the theoretical computer science and highly interdisciplinary fields that combine the natural sciences and the theoretical computer science. In the present review article, as the chemical and biological basis for natural computing or informatics, some plants, plant cells or plant-derived molecules involved in signaling are listed and classified as natural sequential machines (namely, the Mealy machines or Moore machines) or finite state automata. By defining the actions (states and transition functions) of these natural automata, the similarity between the computational data processing and plant decision-making processes became obvious. Finally, their putative roles as the parts for plant-based computing or robotic systems are discussed

    新しいリベラルアーツとしてのデジタル/バイオ教育の必要性:ルネッサンス期および啓蒙時代の科学革命の歴史に学ぶ

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    Nowadays, the liberal education hardly survives nor thrives in the universities world-wide. While liberal studies are still needed today, we have to seek for possible and ideal forms of liberal education to be provided in the higher educational institutions in Japan despite most Japanese universities are future willing to focusing on the much more specialized and/or applied studies rather than liberal educations. One of the likely approaches for reviving the liberal studies is to refurnishing the topics to be covered. In the present perspective position paper, the author discussed the necessity and possible forms of future liberal educations in order to raise and release the novel types of human resources capable of not only adopting to but also pioneering and innovating the future society. In the early sections, views on the liberal studies through historical time span was brought about and discussion led to the vision that future innovators should be able to be benefitted by (and accessible to) the liberal knowledge as if "standing on the shoulders of giants." Then, importance of open and necessity of multi-disciplinary visions shared by both scientists and ordinary people were discussed. From the history, we can learn that there used to be specific periods represented by growth of science led by multi-disciplinary giants of knowledge (the many-sided men) especially the renaissance in Italy (14-15th centuries) and enlightenment movement in wider Europe (late 17th to early 19th centuries). Lastly, novel liberal educational programs raising the novel type of many-sided people belonging to both science and humanity schools, educated and skilled in digital and bio-sciences (in addition to traditional liberal studies) are proposed

    Nanoinformatics: a new area of research in nanomedicine

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    Over a decade ago, nanotechnologists began research on applications of nanomaterials for medicine. This research has revealed a wide range of different challenges, as well as many opportunities. Some of these challenges are strongly related to informatics issues, dealing, for instance, with the management and integration of heterogeneous information, defining nomenclatures, taxonomies and classifications for various types of nanomaterials, and research on new modeling and simulation techniques for nanoparticles. Nanoinformatics has recently emerged in the USA and Europe to address these issues. In this paper, we present a review of nanoinformatics, describing its origins, the problems it addresses, areas of interest, and examples of current research initiatives and informatics resources. We suggest that nanoinformatics could accelerate research and development in nanomedicine, as has occurred in the past in other fields. For instance, biomedical informatics served as a fundamental catalyst for the Human Genome Project, and other genomic and ?omics projects, as well as the translational efforts that link resulting molecular-level research to clinical problems and findings

    Nanoinformatics: a new area of research in nanomedicine

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    pre-printAbstract: Over a decade ago, nanotechnologists began research on applications of nanomaterials for medicine. This research has revealed a wide range of different challenges, as well as many opportunities. Some of these challenges are strongly related to informatics issues, dealing, for instance, with the management and integration of heterogeneous information, defining nomenclatures, taxonomies and classifications for various types of nanomaterials, and research on new modeling and simulation techniques for nanoparticles. Nanoinformatics has recently emerged in the USA and Europe to address these issues. In this paper, we present a review of nanoinformatics, describing its origins, the problems it addresses, areas of interest, and examples of current research initiatives and informatics resources. We suggest that nanoinformatics could accelerate research and development in nanomedicine, as has occurred in the past in other fields. For instance, biomedical informatics served as a fundamental catalyst for the Human Genome Project, and other genomic and -omics projects, as well as the translational efforts that link resulting molecular-level research to clinical problems and findings
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