484 research outputs found

    Quantum random number generators for industrial applications

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    Premi extraordinari doctorat UPC curs 2017-2018. Àmbit de CiènciesRandomness is one of the most intriguing, inspiring and debated topics in the history of the world. It appears every time we wonder about our existence, about the way we are, e.g. Do we have free will? Is evolution a result of chance? It is also present in any attempt to understand our anchoring to the universe, and about the rules behind the universe itself, e.g. Why are we here and when and why did all this start? Is the universe deterministic or does unpredictability exist? Remarkably, randomness also plays a central role in the information era and technology. Random digits are used in communication protocols like Ethernet, in search engines and in processing algorithms as page rank. Randomness is also widely used in so-called Monte Carlo methods in physics, biology, chemistry, finance and mathematics, as well as in many other disciplines. However, the most iconic use of random digits is found in cryptography. Random numbers are used to generate cryptographic keys, which are the most basic element to provide security and privacy to any form of secure communication. This thesis has been carried out with the following questions in mind: Does randomness exist in photonics? If so, how do we mine it and how do we mine it in a massively scalable manner so that everyone can easily use it? Addressing these two questions lead us to combine tools from fundamental physics and engineering. The thesis starts with an in-depth study of the phase diffusion process in semiconductor lasers and its application to random number generation. In contrast to other physical processes based on deterministic laws of nature, the phase diffusion process has a pure quantum mechanical origin, and, as such, is an ideal source for generating truly unpredictable digits. First, we experimentally demonstrated the fastest quantum random number generation scheme ever reported (at the time), using components from the telecommunications industry only. Up to 40 Gb/s were demonstrated to be possible using a pulsed scheme. We then moved towards building prototypes and testing them with partners in supercomputation and fundamental research. In particular, the devices developed during this thesis were used in the landmark loophole- free Bell test experiments of 2015. In the process of building the technology, we started a new research focus as an attempt to answer the following question: How do we know that the digits that we generate are really coming from the phase diffusion process that we trust? As a result, we introduced the randomness metrology methodology, which can be used to derive quantitative bounds on the quality of any physical random number generation device. Finally, we moved towards miniaturisation of the technology by leveraging techniques from the photonic integrated circuits technology industry. The first fully integrated quantum random number generator was demonstrated using a novel two-laser scheme on an Indium Phosphide platform. In addition, we also demonstrated the integration of part of the technology on a Silicon Photonics platform, opening the door towards manufacturing in the most advanced semiconductor industry.L’aleatorietat és un dels temes més intrigants, inspiradors i debatuts al llarg de la història. És un concepte que sorgeix quan ens preguntem sobre la nostra pròpia existència i de per què som com som. Tenim freewill? És l’evolució resultat de l’atzar? L’aleatorietat és també un tema que sorgeix quan intentem entendre la nostra relació amb l’univers mateix. Per què estem aquí? Quan o com va començar tot això? És l’univers una màquina determinista o hi ha cabuda per a l’atzar? Sorprenentment, l’aleatorietat també juga un paper crucial en l’era de la informació i la tecnologia. Els nombres aleatoris es fan servir en protocols de comunicació com Ethernet, en algoritmes de classificació i processat com Page Rank. També usem l’aleatorietat en els mètodes Monte Carlo, que s’utilitzen en els àmbits de la física, la biologia, la química, les finances o les matemàtiques. Malgrat això, l’aplicació més icònica per als nombres aleatoris la trobem en el camp de la criptografia o ciber-seguretat. Els nombres aleatoris es fan servir per a generar claus criptogràfiques, l’element bàsic que proporciona la seguretat i privacitat a les nostres comunicacions. Aquesta tesi parteix de la següent pregunta fonamental: Existeix l’aleatorietat a la fotònica? En cas afirmatiu, com podem extreure-la i ferla accessible a tothom? Per a afrontar aquestes dues preguntes, s’han combinat eines des de la física fonamental fins a l’enginyeria. La tesi parteix d’un estudi detallat del procés de difusió de fase en làsers semiconductors i de com aplicar aquest procés per a la generació de nombres aleatoris. A diferència d’altres processos físics basats en lleis deterministes de la natura, la difusió de fase té un origen purament quàntic, i per tant, és una font ideal per a generar nombres aleatoris. Primerament, i fent servir aquest procés de difusió de fase, vam crear el generador quàntic de nombres aleatoris més ràpid mai implementat (en aquell moment) fent servir, únicament, components de la indústria de les telecomunicacions. Més de 40 Gb/s van ser demostrats fent servir un esquema de làser polsat. Posteriorment, vam construir diversos prototips que van ser testejats en aplicacions de ciència fonamental i supercomputació. En particular, alguns dels prototips desenvolupats en aquesta tesi van ser claus en els famosos experiments loophole-free Bell tests realitzats l’any 2015. En el procés de construir aquests prototips, vam iniciar una nova línia de recerca per a intentar contestar una nova pregunta: Com sabem si els nombres aleatoris que generem realment sorgeixen del procés de difusió de fase, tal com nosaltres creiem? Com a resultat, vam introduir una nova metodologia, la metrologia de l’aleatorietat. Aquesta es pot fer servir per a derivar límits quantificables sobre la qualitat de qualsevol dispositiu de generació de nombres aleatoris físic. Finalment, ens vam moure en la direcció de la miniaturització de la tecnologia utilitzant tècniques de la indústria de la fotònica integrada. En particular, vam demostrar el primer generador de nombres aleatoris quàntic totalment integrat, fent servir un esquema de dos làsers en un xip de Fosfur d’Indi. En paral·lel, també vam demostrar la integració d’una part del dispositiu emprant tecnologia de Silici, obrint les portes, per tant, a la producció a gran escala a través de la indústria més avançada de semiconductors.La aleatoriedad es uno de los temas más intrigantes, inspiradores y debatidos a lo largo de la historia. Es un concepto que surge cuando nos preguntamos sobre nuestra propia existencia y de por qué somos como somos. ¿Tenemos libre albedrío? ¿Es la evolución resultado del azar? La aleatoriedad es también un tema que surge cuando intentamos entender nuestra relación con el universo. ¿Por qué estamos aquí? ¿Cuándo y cómo empezó todo esto? ¿Es el universo una máquina determinista o existe espacio para el azar? Sorprendentemente, la aleatoriedad también juega un papel crucial en la era de la información y la tecnología. Los números aleatorios se usan en protocolos de comunicación como Ethernet, y en algoritmos de clasificación y procesado como Page Rank. También la utilizamos en los métodos Monte Carlo, que sirven en los ámbitos de la física, la biología, la química, las finanzas o las matemáticas. Sin embargo, la aplicación más icónica para los números aleatorios la encontramos en el campo de la criptografía y la ciberseguridad. Aquí, los números aleatorios se usan para generar claves criptográficas, proporcionando el elemento básico para dotar a nuestras comunicaciones de seguridad y privacidad. En esta tesis partimos de la siguiente pregunta fundamental: ¿Existe la aleatoriedad en la fotónica? En caso afirmativo, ¿Cómo podemos extraerla y hacerla accesible a todo el mundo? Para afrontar estas dos preguntas, se han combinado herramientas desde la física fundamental hasta la ingeniería. La tesis parte de un estudio detallado del proceso de difusión de fase en láseres semiconductores y de cómo aplicar este proceso para la generación de números aleatorios. A diferencia de otros procesos físicos basados en leyes deterministas de la naturaleza, la difusión de fase tiene un origen puramente cuántico y, por lo tanto, es una fuente ideal para generar números aleatorios. Primeramente, y utilizando este proceso de difusión de fase, creamos el generador cuántico de números aleatorios más rápido nunca implementado (en ese momento) utilizando únicamente componentes de la industria de las telecomunicaciones. Más de 40 Gb/s fueron demostrados utilizando un esquema de láser pulsado. Posteriormente, construimos varios prototipos que fueron testeados en aplicaciones de ciencia fundamental y supercomputación. En particular, algunos de los prototipos desarrollados en esta tesis fueron claves en los famosos experimentos Loophole-free Bell tests realizados en el 2015. En el proceso de construir estos prototipos, iniciamos una nueva línea de investigación para intentar dar respuesta a una nueva pregunta: ¿Cómo sabemos si los números aleatorios que generamos realmente surgen del proceso de difusión de fase, tal y como nosotros creemos? Como resultado introdujimos una nueva metodología, la metrología de la aleatoriedad. Esta se puede usar para derivar límites cuantificables sobre la calidad de cualquier dispositivo de generación de números aleatorios físico. Finalmente, nos movimos en la dirección de la miniaturización de la tecnología utilizando técnicas de la industria de la fotónica integrada. En particular, creamos el primer generador de números aleatorios cuántico totalmente integrado utilizando un esquema de dos láseres en un chip de Fosfuro de Indio. En paralelo, también demostramos la integración de una parte del dispositivo utilizando tecnología de Silicio, abriendo las puertas, por tanto, a la producción a gran escala a través de la industria más avanzada de semiconductores.Award-winningPostprint (published version

    Cómo vestían los gaditanos en el siglo XVI

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    En esta ocasión, y siguiendo la línea de investigación que vengo realizando sobre los ajuares de las viviendas gaditanas en el siglo XVI, he en treagdo para su publicación en la Revista de Estudios sobre Patrimonio, Cul tura y Ciencias Medievales, este trabajo en el que abordo el tema d las diversas vestiduras que con la que cubrían su cuerpo los gaditanos y gaditanas del siglo XVIDuración. Anual Número de páginas: 7

    Eficacia de las acciones preventivas del consumo de drogas en jóvenes

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    La Confederación Don Bosco viene desarrollando, desde el año 2005, en 80 poblaciones de toda España, la campaña «Entérate, si vas a salir», mediante una serie de acciones relacionadas con la prevención del consumo de drogas entre la población juvenil, así como diversas campañas de información y sensibilización sobre los riesgos y consecuencias del consumo de drogas y la diso- ciación entre éste y el concepto de diversión. Para el desarrollo de estas acciones venimos con- tando con el apoyo del Plan Nacional sobre Drogas. Durante estos tres años hemos ido analizando y evaluando los resultados conseguidos tras la ejecución de nuestros programas y acciones, y hemos comprobado que se han logrado resulta- dos positivos entre la población juvenil, así como entre los agentes sociales que trabajan en el campo de la prevención de drogodependencias. No obstante, hemos creído conveniente indagar sobre cuál ha sido (y está siendo) el impacto de estas acciones a un nivel más profundo, a través de la realización de este estudio

    La construcción social de la identidad de género en mujeres en edad universitaria en la Villa de Aspe

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    El presente trabajo surge del interés en las identidades femeninas y masculinas como categorías de la identidad de género. El cómo, en qué contexto y por qué razones se desarrolla una identidad que difiere a los géneros es algo que se ha tratado a continuación haciendo hincapié en la importancia de lo social. Por tanto una construcción social de la identidad de género pasando por la construcción social de la realidad de los individuos, de su género y por lo tanto de su identidad como hombre o mujer. Existe un especial interés en saber cómo ha evolucionado la identidad de hombres y mujeres y cuál es su situación actual, por lo que se han llevado a cabo una serie de entrevistas con tal fin

    Diseño y cálculo de molde para inyección de elemento del tren de aterrizaje de aviones de aeromodelismo

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    [ES] El proyecto se basa en un componente del tren de aterrizaje de un avión de aeromodelismo. Dicho componente se puede encontrar en el mercado en su mayoría en aluminio o fibra de carbono debido a la necesidad de utilizar materiales ligeros para el diseño del avión. Se ha realizado el cálculo y diseño de un molde y la posterior elección y utilización de una máquina inyectora de plástico para realizar una alternativa comercial a este componente, el cual irá enfocado a iniciados en este hobby. Dicho enfoque se debe a las altas probabilidades de que con un impacto en el aterrizaje, la pieza en aluminio o fibra de carbono quede inutilizada o deformada. El bajo coste que puede tener la misma pieza en plástico favorece su inserción en el mercado. El plástico a utilizar como alternativa será plástico ABS, el cual dispone de buenas propiedades como ligereza y flexibilidad ante impactos.[EN] This Project it’s about manufacturing a component of the landing gear of an aeromodelism plane. This component can be found in the market mainly in aluminium or carbon-fibre due to the requeriment of using lightweight materials for the design of the aircraft. It has been made the calculation and design of a mould and the subsequent decision and using of a plastic injection machine to perform a commercial alternative to this component, which will be focused to initiates people on this hobby. This approach is related to the high probabilities that with an impact on the landing gear, the piece in aluminum or carbon fiber can be broken or deformed. The low cost that can have the same piece on plastic It’s good for its insertion on the market. The plastic used as an alternative will be ABS plastic, which has good properties like flexibility and lightness against impacts.[CAT/VA] Es vol fabricar un component del tren d’aterratge d’un avió d’aeromodelisme. Aquest component es pot trovar al mercat majoritariament en alumini o fibra de carbó a causa de la necesitat d’utilitzar materials lleugers en el diseny de l’avió. S’ha realitzat el càlcul y el diseny d’un motlle i la posterior elecció i utilització d’una maquina inyectora de plàstic per a realizar una alternativa comercial d’aquest component, el cual s’ha enfocat a principiants en aquest hobby. Això es a causa de les altes probabilitats de donar un impacte a l’hora de l’aterratge. La peça d’alumini o fibra de carbó pot quedar deformada o inutilitzada. El baix cost que pot tindre la misma peça en plàstic afavoreix la seua inserció al mercat. El plàstic a utilizar com alternativa será plàstic ABS, el cual te bones propietats com lleugeresa i fexibilitat contra impactes.García Abellán, C. (2018). Diseño y cálculo de molde para inyección de elemento del tren de aterrizaje de aviones de aeromodelismo. http://hdl.handle.net/10251/107687TFG

    Workers particularly sensitive to cardiovascular risk

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    Background: Of the 607 fatal occupational accidents that occurred in Spain in 2016, 37.9% were due to ischemic heart disease and stroke. Working conditions such as night work, noise or respiratory contaminants were associated with a higher cardiovascular incidence. The aim of the present study was to assess whether health surveillance in workers exposed to these conditions should include assessment of cardiovascular risk.Subjects and methods: A cross-sectional study was conducted in 680 workers in a public administration. The qualification of working conditions was obtained from the company risk assessment and from personal, anthropometric and analytical data, which allowed the assessment of cardiovascular risk in the medical examination performed in 2015.Results: 30.1% of the sample were exposed to these working conditions, with significant differences by sex (37% in men, 11.9% in women, p<0.05). According to REGICOR, 13.2% of those exposed were classified as particularly sensitive to cardiovascular risk.Conclusions: A large percentage of workers are exposed to TC related to a greater prevalence of cardiovascular pathology. The percentage of workers classified as especially sensitive to cardiovascular risk among those exposed suggests that this risk should be assessed in occupational health surveillance when there are working conditions related to cardiovascular pathology

    European Bat Lyssavirus Infection in Spanish Bat Populations

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    From 1992 to 2000, 976 sera, 27 blood pellets, and 91 brains were obtained from 14 bat species in 37 localities in Spain. Specific anti-European bat lyssavirus 1 (EBL1)-neutralizing antibodies have been detected in Myotis myotis, Miniopterus schreibersii, Tadarida teniotis, and Rhinolophus ferrumequinum in the region of Aragon and the Balearic Islands. Positive results were also obtained by nested reverse transcription-polymerase chain reaction on brain, blood pellet, lung, heart, tongue, and esophagus-larynx-pharynx of M. myotis, Myotis nattereri, R. ferrumequinum, and M. schreibersii. Determination of nucleotide sequence confirmed the presence of EBL1 RNA in the different tissues. In one colony, the prevalence of seropositive bats over time corresponded to an asymmetrical curve, with a sudden initial increase peaking at 60% of the bats, followed by a gradual decline. Banded seropositive bats were recovered during several years, indicating that EBL1 infection in these bats was nonlethal. At least one of this species (M. schreibersii) is migratory and thus could be partially responsible for the dissemination of EBL1 on both shores of the Mediterranean Sea

    Tratamiento bayesiano de valores ausentes en datos espacio-temporales

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    Con frecuencia en estadística se tiene que hacer frente a la presencia de valores ausentes en el conjunto de datos sobre el que se desea realizar un análisis estadístico. La existencia de valores ausentes no sólo implica una mayor complejidad asociada al análisis sino que también introduce mayor incertidumbre en el estudio. Este hecho puede derivar en posibles sesgos en los resultados finales y, por tanto, cuestionar la fiabilidad en las conclusiones que de estos se deriven, por lo que la existencia de valores ausentes puede llegar a representar un serio problema si su tratamiento no es el adecuado. No es de extrañar entonces, la innumerable cantidad de publicaciones existentes asociadas al tema. Estas abarcan casi la totalidad de campos de investigación en los que se requiere del análisis estadístico. Sin embargo, salvo excepciones, el tratamiento que se realiza de la existencia de valores ausentes no es el adecuado. La mayor parte de estas publicaciones, o bien hacen caso omiso de la no completitud de sus datos, procediendo a analizarlos mediante técnicas estadísticas para datos completos; o bien hacen referencia a cómo abordar el análisis de este tipo de datos incompletos únicamente desde el punto de vista de la imputación de los valores ausentes. Es necesario, por tanto, hacer frente con rigurosidad al problema de la existencia de valores ausentes. Se debe plantear el análisis de datos de forma global, no sólo diseñando el estudio estadístico a realizar sino también planteando un tratamiento adecuado de la información faltante. Para este propósito dos factores asociados a la existencia de valores ausentes adquieren relevancia. En primer lugar, el mecanismo de aparición de los valores ausentes. Su modelización es clave, pues dicho mecanismo influirá en el posterior tratamiento de los datos no observados. En segundo lugar el diseño de un modelo de imputación de datos, incluyendo la decisión de si se decide completar la base de datos mediante imputación simple, imputación múltiple o sencillamente incluir la modelización de los valores ausentes dentro del estudio principal. En el primer caso, identificar el mecanismo de generación de los valores ausentes conlleva la detección de una posible dependencia en la aparición de estos, o entre la aparición de valores ausentes y los valores observados. Respecto a los tipos de imputación, se debe decidir si se opta por un imputación simple, múltiple o la inclusión del modelo de imputación de datos dentro del estudio principal. Si la existencia de valores ausentes es habitual en bases de datos, no lo es menos en aquellos conjuntos de datos caracterizados por la presencia de correlación espacio-temporal. En esta tesis, nos planteamos el objetivo de hacer frente a bases de datos provistas de dicha estructura espacio-temporal e incompletas debido a la existencia de valores ausentes. Lo hacemos asumiendo un proceso de aparición de valores ausentes aleatorio, a la vez que planteamos la imputación de los valores no observados encajada en futuros estudios que pudieran incluir a la base de datos como parte del análisis. Para llevar a cabo la imputación de la información faltante presentamos una comparativa de tres posibles modelos de imputación diseñados para adaptarse a la realidad espacio-temporal de los datos a los que nos enfrentamos. El planteamiento de las modelizaciones presentadas en esta tesis parte de la recurrencia con la que aparecen en la literatura específica de la estadística espacio-temporal. En este trabajo adaptamos las ideas que subyacen en cada uno de los modelos al campo de la imputación de valores ausentes. Y estudiamos no sólo si las imputaciones que proporcionan estos modelos son adecuadas sino también se analiza cómo cada modelo se adapta y ajusta a la correlación espacial y temporal de los datos. Dicha comparativa la llevaremos a cabo a través de la utilización de la base de datos de calidad del agua potable en la Comunitat Valenciana. Esta información, al estar recogida a nivel municipal entre los años 1991-2000, se considera susceptible de ser tratada atendiendo a una posible correlación espacio-temporal. En particular, el estudio de las modelizaciones de imputación lo centramos sobre las concentraciones de magnesio y de nitratos existentes en el agua potable. Siendo estos últimos valores de concentraciones de nitratos los que, debido a su estructura, nos permitirán analizar con mayor detalle el comportamiento de los modelos. Posteriormente se realizará un estudio de sensibilidad en el que llevaremos a cabo una simulación de bancos de datos dotados con estructura espacio-temporal. Procediendo después de nuevo a comparar las tres modelizaciones de imputación sobre dichos datos simulados. De esta forma, el hecho de conocer los verdaderos valores asociados a los datos simulados como ausentes, nos aportará más claridad en el estudio de cómo se comporta cada uno de los modelos de imputación propuestos. Todo el proceso descrito de estudio y comparación de dichas modelizaciones espacio-temporales, tanto para el caso del banco de datos de calidad del agua potable como para los bancos de datos simulados, lo llevaremos a cabo bajo la perspectiva bayesiana

    Fuentes históricas almerienses. Documentos de los Reyes Católicos (1488-1504)

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    Coleccion de documentos para el estudio de la provincia de Almería y el reino de Granada.Grupo Inv. HUM-165: Patrimonjo. Cultura y Ciencia Medievales manuel Espinar Moreno. Centro Documental del Marquesado del Cenet

    Učinkovitost liječenja mišićnih vlakana minisvinja monocitima iz koštane srži nakon izloženosti bisfenolu A

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    Bisphenol-A (BPA) has been described as an endocrine disruptor that impairs human and animal health. As BPA is present in food and drink, due to leaching from polycarbonate containers or aluminum cans, humans are constantly exposed to it. Due to the importance for public health of unconscious exposure to BPA, we conducted a study of its rapid action on muscle tissue and its possible treatment with bone marrow monocytes. For this purpose, 16 minipigs were randomly distributed (n = 4) to one of the following experimental groups: the control group treated with BPA (for 4 months), the BPA-withdrawal group (treated for 2 months with BPA and two months without), and the bone marrow monocytes (MN) group (treated for 2 months with BPA, after which it was withdrawn and MN treatment began lasting 2 months). At the end of the treatments, biopsy of the longissimus lumbaris (LL) was carried out. The samples were analysed by optical and electron microscopy. In our study, it was observed that after continuous exposure to BPA some alterations appeared both in the muscle fibres and in the collagen fibres of their sheaths. The group from which BPA was withdrawn for two months exhibited a reversible degenerative action, with a partial recovery of both the muscle and the collagen fibres. In the last study group, we evaluated the action of the bone marrow monocytes on the modified muscle tissue, and observed that they presented a notable recovery action since practically all the muscle and collagen fibre alterations which had appeared were reversed.Bisfenol A (BPA) uzrokuje endokrine poremećaje koji narušavaju zdravlje ljudi i životinja. Kako se BPA, uz svoju prisutnost u polikarbonatnim posudama i aluminijskim limenkama, nalazi i u hrani i piću, ljudi su mu stalno izloženi. Zbog važnosti u javnome zdravstvu i nepostojanja svijesti o izloženosti BPA-u, istražilismo njegovo brzo djelovanje na mišićna tkiva i mogućnosti liječenja monocitima iz koštane srži. U tu je svrhu 16 minisvinja nasumično raspoređeno u četiri skupine (n = 4): 1. kontrolnu skupinu, 2. skupinu koja je bila izložena BPA-u četiri mjeseca, 3. skupinu koja je dva mjeseca bila izložena BPA-u, a zatim joj je uskraćen, 4. skupinu koja je dva mjeseca bila izložena BPA-u, a zatim je dva mjeseca liječena monocitima iz koštane srži. Na kraju liječenja učinjena je biopsija longissimus lumborum (LL). Uzorci su analizirani optičkom i elektronskom mikroskopijom. Istraživanje je pokazalo da nakon kontinuirane izloženosti BPA-u postoje promjene i u mišićnim i u kolagenskim vlaknima. Skupina kojoj je BPA uskraćen nakon dva mjeseca pokazala je reverzibilni degenerativni učinak, s djelomičnim oporavkom i mišićnih i kolagenskih vlakana. U posljednjoj ispitivanoj skupini procijenili smo učinak monocita iz koštane srži na promijenjena mišićna tkiva i promatrali ima li znatnijeg oporavka s obzirom na to da su se gotovo sva promijenjena mišićna i kolagenska vlakna regenerirala
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