Thermodynamically self-consistent non-stochastic micromagnetic model for the ferromagnetic state

In this work, a self-consistent thermodynamic approach to micromagnetism is presented. The magnetic degrees of freedom are modeled using the Landau-Lifshitz-Baryakhtar theory, that separates the different contributions to the magnetic damping, and thereby allows them to be coupled to the electron and phonon systems in a self-consistent way. We show that this model can quantitatively reproduce ultrafast magnetization dynamics in Nickel.Comment: 5 pages, 3 figure

StepFormer: Self-supervised Step Discovery and Localization in Instructional Videos

Instructional videos are an important resource to learn procedural tasks from human demonstrations. However, the instruction steps in such videos are typically short and sparse, with most of the video being irrelevant to the procedure. This motivates the need to temporally localize the instruction steps in such videos, i.e. the task called key-step localization. Traditional methods for key-step localization require video-level human annotations and thus do not scale to large datasets. In this work, we tackle the problem with no human supervision and introduce StepFormer, a self-supervised model that discovers and localizes instruction steps in a video. StepFormer is a transformer decoder that attends to the video with learnable queries, and produces a sequence of slots capturing the key-steps in the video. We train our system on a large dataset of instructional videos, using their automatically-generated subtitles as the only source of supervision. In particular, we supervise our system with a sequence of text narrations using an order-aware loss function that filters out irrelevant phrases. We show that our model outperforms all previous unsupervised and weakly-supervised approaches on step detection and localization by a large margin on three challenging benchmarks. Moreover, our model demonstrates an emergent property to solve zero-shot multi-step localization and outperforms all relevant baselines at this task.Comment: CVPR'2

НАСКІЛЬКИ НАДІЙНИМИ Є КАЛІБРАТОРИ ДЛЯ МЕЛАТОНІНУ СУЛЬФАТУ В СЕЧІ?

Melatonin is a versatile physiological agent that relating to the control of numerous physiologic processes owing to the multiplicity of sites of formation and the presence of melatonin receptors in various places of a human body. The melatonin metabolite 6-sulphatoxymelatonin (alias aMT6s or 6-SMT) infiltrates in urine. Therefore, there is a sense to find the sensitive and selective express-methods for the precise detection of melatonin metabolites in body fluids. The calibrators are proper tools for the signal processing. In the present research work that is the set of few calibers with well-defined concentrations of analyte. Comparison of the measured response of actual sample with reactions of calibers permits to interpret the real signal. Such a response can be either the transmittance or the optical density of sample that are measured by a photometer. The calibration of dose-response relation has been described by logistic Hill's curve with four parameters. The photometric transmittances of analyzed solutions were considered as the response. This paper describes the evaluation and comparison of sets of Hill's parameters for aMT6s-calibrators of independent producers. Reliable calibrators could help to simplify the analysis of urinary melatonin-sulfate dose. Such express-analysis could be more accessible in addition. Hence, the problem of creation of reliable calibrators is still unsolved and challenging.Мелатонин является универсальным физиологическим веществом, которое синтезируется в разных местах человеческого организма и помогает осуществлять контроль над большинством физиологических процессов. Установлено, что метаболит мелатонина 6-сульфатоксимелатонин (сокращенно aMT6s или 6-SMT) выделяется с мочой. Таким образом, есть смысл найти чувствительные и селективные экспресс-методы для точного выявления метаболитов мелатонина в жидкостях организма. Часто калибраторы являются надежными инструментами для обработки сигналов. В данной исследовательской работе это набор нескольких калибраторов с четко определенными концентрациями аналита. Сравнение измеренного отклика фактического образца с реакциями калибраторов позволяет интерпретировать реальный сигнал. Таким откликом может быть либо коэффициент пропускания, или оптическая плотность образца, которая измеряется с помощью фотометра. Выявление надежных калибраторов может существенно упростить анализ дозы мелатони-на-сульфата в моче. Такой экспресс-анализ может быть более доступным. Калибровка отношения доза-реакция была описана логистической кривой Хилла с четырьмя параметрами. Фотометрические коэффициенты пропускания анализируемых растворов рассматривались в качестве отклика. Целью представленной работы была оценка и сравнение наборов параметров Хилла для aMT6s-калибраторов независимых производителей. К сожалению, наш результат демонстрирует значительные и необъяснимые расхождения между ними. Итак, проблема создания надежных калибраторов мочевого мелатонина все еще не решена и актуальна.Мелатонін є універсальною фізіологічною речовиною, яка синтезується в різних місцях людського тіла і допомагає здійснювати контроль над більшістю фізіологічних процесів. Встановлено, що метаболіт мелатоніну 6-сульфаток-симелатонін (скорочено aMT6s або 6-SMT) виділяється з сечею. Таким чином, є сенс знайти чутливі і селективні експрес-методи для точного виявлення метаболітів мелатоніну в рідинах організму. Часто калібратори являються належними інструментами для обробки сигналів. У даній дослідній роботі це є набір кількох калібраторів з чітко визначеними концентраціями аналіту. Порівняння виміряного відгуку фактичного зразка з реакціями калібраторів дозволяє інтерпретувати реальний сигнал. Таким відгуком може бути або коефіцієнт пропускання, або оптична щільність зразка, що вимірюється за допомогою фотометра. Виявлення надійних калібраторів може суттєво спростити аналіз дози мелатоніну-сульфату в сечі. Такий експрес-аналіз може бути більш доступним. Калібрування співвідношення доза-реакція була здійснено логістичною кривою Хілла з чотирма параметрами. Фотометричні коефіцієнти пропускання аналізованих розчинів розглядалися в якості вимірюваного відгуку. Метою представленої роботи була оцінка і порівняння наборів параметрів Хілла для aMT6s-калібраторів незалежних виробників. На жаль, наш результат демонструє значні і нез'ясовані розбіжності між ними. Отже, проблема створення надійних калібраторів сечового мелатоніну все ще не вирішена і актуальна

КОМБІНОВАНА ОБРОБКА ДАНИХ САМОСТІЙНОГО МОНІТОРИНГУ РІВНЯ ГЛЮКОЗИ В КРОВІ

Background. The self-monitoring of Blood Glucose for a long time is a healthcare tool. The records study allows a correcting of a lifestyle and a cure for people with diabetes. The trend, seasonality, and variability of series are basic for such decisions. A combined processing is offered. It uses the Singular Spectrum Analysis (SSA), using Poincare Plot (PP) as well as the statistical autocorrelation function (ACF) studies. Materials and methods. The patient (n=1) is a 67-year-old male with the long history of type 2 diabetes (T2D). Tests were carried out three times a week. The scheme: "Monday-Wednesday-Friday" was in use. The total time was 176 weeks, so the time series has the length of N=528 samples. Results. The ACF has forecasted the series seasonality at first. A sum of the smooth trend, the slowest oscillations and the residuals (noises) was a model of the series. Such an approach is a standard of SSA. We found the smooth trend with a change-point. Slowest period, alias the seasonality, was close to six months. PP analysis shows the random nature of the short-term variability of series while the long-term one has the seasonality as the main source. Conclusions. The trend has had a convex shape. We found a delay between the starting point for the insulin cure and the change-point. This delay was close to the period of slowest oscillations (about six months). The results of the SSA, PP analysis, and the ACF forecasts were consistent.Самостоятельный мониторинг уровня глюкозы в крови в течение долгого периода является одним из средств мониторинга состояния здоровья. Данные представленного исследования позволяют корректировать лечение и образ жизни людей, больных диабетом. Тренды, изменчивость и сезонность серий являются базовыми для внедрения таких решений, для чего предложено использовать комбинированную обработку данных. Такая обработка включает в себя сингулярно-спектральный анализ (ССА) с использованием графиков Пуанкаре и исследования статистической автокорреляционной функции (АКФ). Объект исследования — 67-летний мужчина с длинной историей болезни диабетом второго типа (T2D). Тесты проводились три раза в неделю по схеме «понедельник-среда-пятница». Общее время измерения составляет 176 недель, поэтому временная серия имеет длину в N = 528 сэмплов. В результате автокорреляционная функция спрогнозировала сезонность серии. Сумма плавного тренда, малейшие колебания и остатки (шумы) и является моделью серии. Такой подход является стандартным для ССА. Найдено плавный тренд с изменением. Наименьший период (плюс сезонность) близок к шести месяцам. Анализ графика Пуанкаре показывает случайную природу краткосрочной вариабельности серий, тогда как долгосрочная имеет сезонность как основной источник. Тренд имеет выпуклую форму. Обнаружено задержку между началом лечения инсулином и точкой изменения. Эта задержка близка к периоду малейших колебаний (около шести месяцев). Результаты сингулярно-спектрального анализа, графиков Пуанкаре и исследований автокорреляционной функции согласуются между собой.Самостійний моніторинг рівня глюкози в крові протягом довгого періоду є одним із засобів моніторингу стану здоров'я. Дані представленого дослідження дозволяють корегувати лікування та спосіб життя людей, хворих на діабет. Тренди, мінливість та сезонність серій є базовими для запровадження таких рішень, для чого пропонується використовувати комбіновану обробку даних. Така обробка включає в себе сингулярно-спектральний аналіз (ССА) з використанням графіків Пуанкаре та дослідження статистичної автокореляційної функції (АКФ). Об'єкт дослідження — 67-річний чоловік з довгою історією хвороби на діабет другого типу (T2D). Тести проводились три рази на тиждень за схемою «Понеділок-Середа-П'ятниця». Загальний час виміру складає 176 тижнів, тому часова серія має довжину в N=528 семплів. У результаті автокореляційна функція спрогнозувала сезонність серії. Сума плавного тренду, найменші коливання та залишки (шуми) і є моделлю серії. Такий підхід є стандартним для ССА. Знайдено плавний тренд із зміною. Найменший період (плюс сезонність) близький до шести місяців. Аналіз графіку Пуанкаре показує випадкову природу короткострокової варіабельності серій, тоді як довгострокова має сезонність як основне джерело. Тренд має випуклу форму. Виявлено затримку між початком лікування інсуліном та точкою зміни. Ця затримка близька до періоду найменших коливань (близько шести місяців). Результати сингулярно-спектрального аналізу, графіків Пуанкаре та досліджень автокореляційної функції узгоджуються між собою

FOAM (functional ontology assignments for metagenomes):a hidden markov model (HMM) database with environmental focus

A new functional gene database, FOAM (Functional Ontology Assignments for Metagenomes), was developed to screen environmental metagenomic sequence datasets. FOAM provides a new functional ontology dedicated to classify gene functions relevant to environmental microorganisms based on Hidden Markov Models (HMMs). Sets of aligned protein sequences (i.e. ‘profiles’) were tailored to a large group of target KEGG Orthologs (KOs) from which HMMs were trained. The alignments were checked and curated to make them specific to the targeted KO. Within this process, sequence profiles were enriched with the most abundant sequences available to maximize the yield of accurate classifier models. An associated functional ontology was built to describe the functional groups and hierarchy. FOAM allows the user to select the target search space before HMM-based comparison steps and to easily organize the results into different functional categories and subcategories. FOAM is publicly available at http://portal.nersc.gov/project/m1317/FOAM/

LinKS:Discovering galaxy-scale strong lenses in the Kilo-Degree Survey using Convolutional Neural Networks

We present a new sample of galaxy-scale strong gravitational lens candidates, selected from 904 deg2 of Data Release 4 of the Kilo-Degree Survey, i.e. the `Lenses in the Kilo-Degree Survey' (LinKS) sample. We apply two convolutional neural networks (ConvNets) to {˜ }88 000 colour-magnitude-selected luminous red galaxies yielding a list of 3500 strong lens candidates. This list is further downselected via human inspection. The resulting LinKS sample is composed of 1983 rank-ordered targets classified as `potential lens candidates' by at least one inspector. Of these, a high-grade subsample of 89 targets is identified with potential strong lenses by all inspectors. Additionally, we present a collection of another 200 strong lens candidates discovered serendipitously from various previous ConvNet runs. A straightforward application of our procedure to future Euclid or Large Synoptic Survey Telescope data can select a sample of ˜3000 lens candidates with less than 10 per cent expected false positives and requiring minimal human intervention

Magnonic Metamaterials

A large proportion of the recent growth of the volume of electromagnetics research has been associated with the emergence of so called electromagnetic metamaterials1 and the discovered ability to design their unusual properties by tweaking the geometry and structure of the constituent “meta-atoms”. For example, negative permittivity and negative permeability can be achieved, leading to negative refractive index metamaterials. The negative permeability could be obtained via geometrical control of high frequency currents, e.g. in arrays of split ring resonators, or alternatively one could rely on spin resonances in natural magnetic materials, as was suggested by Veselago. The age of nanotechnology therefore sets an intriguing quest for additional benefits to be gained by structuring natural magnetic materials into so called magnonic metamaterials, in which the frequency and strength of resonances based on spin waves (magnons) are determined by the geometry and magnetization configuration of meta-atoms. Spin waves can have frequencies of up to hundreds of GHz (in the exchange dominated regime) and have already been shown to play an important role in the high frequency magnetic response of composites. Moreover, in view of the rapid advances in the field of magnonics, which in particular promises devices employing propagating spin waves, the appropriate design of magnonic metamaterials with properties defined with respect to propagating spin waves rather than electromagnetic waves acquires an independent and significant importance

Development and recent progress on ammonia synthesis catalysts for Haber–Bosch process

Due to its essential use as a fertilizer, ammonia synthesis from nitrogen and hydrogen is considered to be one of the most important chemical processes of the last 100 years. Since then, an enormous amount of work has been undertaken to investigate and develop effective catalysts for this process. Although the catalytic synthesis of ammonia has been extensively studied in the last century, many new catalysts are still currently being developed to reduce the operating temperature and pressure of the process and to improve the conversion of reactants to ammonia. New catalysts for the Haber–Bosch process are the key to achieving green ammonia production in the foreseeable future. Herein, the history of ammonia synthesis catalyst development is briefly described as well as recent progress in catalyst development with the aim of building an overview of the current state of ammonia synthesis catalysts for the Haber–Bosch process. The new emerging ammonia synthesis catalysts, including electride, hydride, amide, perovskite oxide hydride/oxynitride hydride, nitride, and oxide promoted metals such as Fe, Co, and Ni, are promising alternatives to the conventional fused‐Fe and promoted‐Ru catalysts for existing ammonia synthesis plants and future distributed green ammonia synthesis based on the Haber–Bosch process