College credit for community service: A win-win situation

We need only look at the newspapers today to know that insufficient numbers of college and high school graduates are seriously considering social service careers to meet community needs. Job applications are down at human service agencies. Twenty-first century slogans have not helped charitable fund drives meet goals of past years. Education is being challenged to respond to a social deficit in preparing citizens for community service

The Shadow of China over Taiwan's Democracy

Introduction to Journal of Current Chinese Affairs 1/2017: Assessing the Administration of President Ma Ying-jeo

Fast and accurate supertrees: towards large scale phylogenies

Phylogenetics is the study of evolutionary relationships between biological entities; phylogenetic trees (phylogenies) are a visualization of these evolutionary relationships. Accurate approaches to reconstruct hylogenies from sequence data usually result in NPhard optimization problems, hence local search heuristics have to be applied in practice. These methods are highly accurate and fast enough as long as the input data is not too large. Divide-and-conquer techniques are a promising approach to boost scalability and accuracy of those local search heuristics on very large datasets. A divide-and-conquer method breaks down a large phylogenetic problem into smaller sub-problems that are computationally easier to solve. The sub-problems (overlapping trees) are then combined using a supertree method. Supertree methods merge a set of overlapping phylogenetic trees into a supertree containing all taxa of the input trees. The challenge in supertree reconstruction is the way of dealing with conflicting information in the input trees. Many different algorithms for different objective functions have been suggested to resolve these conflicts. In particular, there are methods that encode the source trees in a matrix and the supertree is constructed applying a local search heuristic to optimize the respective objective function. The most widely used supertree methods use such local search heuristics. However, to really improve the scalability of accurate tree reconstruction by divide-and-conquer approaches, accurate polynomial time methods are needed for the supertree reconstruction step. In this work, we present approaches for accurate polynomial time supertree reconstruction in particular Bad Clade Deletion (BCD), a novel heuristic supertree algorithm with polynomial running time. BCD uses minimum cuts to greedily delete a locally minimal number of columns from a matrix representation to make it compatible. Different from local search heuristics, it guarantees to return the directed perfect phylogeny for the input matrix, corresponding to the parent tree of the input trees if one exists. BCD can take support values of the source trees into account without an increase in complexity. We show how reliable clades can be used to restrict the search space for BCD and how those clades can be collected from the input data using the Greedy Strict Consensus Merger. Finally, we introduce a beam search extension for the BCD algorithm that keeps alive a constant number of partial solutions in each top-down iteration phase. The guaranteed worst-case running time of BCD with beam search extension is still polynomial. We present an exact and a randomized subroutine to generate suboptimal partial solutions. In our thorough evaluation on several simulated and biological datasets against a representative set of supertree methods we found that BCD is more accurate than the most accurate supertree methods when using support values and search space restriction on simulated data. Simultaneously BCD is faster than any other evaluated method. The beam search approach improved the accuracy of BCD on all evaluated datasets at the cost of speed. We found that BCD supertrees can boost maximum likelihood tree reconstruction when used as starting tree. Further, BCD could handle large scale datasets where local search heuristics did not converge in reasonable time. Due to its combination of speed, accuracy, and the ability to reconstruct the parent tree if one exists, BCD is a promising approach to enable outstanding scalability of divide-and-conquer approaches.Die Phylogenetik studiert die evolutionären Beziehungen zwischen biologischen Entitäten. Phylogenetische Bäume sind eine Visualisierung dieser Beziehungen. Akkurate Ansätze zur Rekonstruktion von Phylogenien aus Sequenzdaten führen in der Regel zu NP-schweren Optimierungsproblemen, sodass in der Praxis lokale Suchheuristiken angewendet werden müssen. Diese Methoden liefern akkurate Bäume und sind schnell genug, solange die Eingabedaten nicht zu groß werden. Teile-und-herrsche-Verfahren sind ein vielversprechender Ansatz, um Skalierbarkeit und Genauigkeit dieser lokalen Suchheuristiken auf sehr großen Datensätzen zu verbessern. Beim Teile-und-herrsche-Ansatz zerlegt man ein großes phylogenetisches Problem in kleinere Teilprobleme, die einfacher und schneller zu lösen sind. Die Teilprobleme, in diesem Fall überlappende Teilbäume, müssen dann zu einem gesamtheitlichen Baum kombiniert werden. Superbaummethoden verschmelzen solche überlappenden phylogenetischen Bäume zu einem Superbaum, der alle Taxa der Eingangsbäume enthält. Die Herausforderung bei der Superbaumrekonstruktion besteht darin, mit widersprüchlichen Eingabebäumen umzugehen. Es wurden viele verschiedene Algorithmen mit unterschiedlichen Zielfunktionen entwickelt, um solche Widersprüche möglichst sinnvoll aufzulösen. Verfahren, die auf der Kodierung der Eingabebäume als Matrixrepräsentation basieren, sind am weitesten verbreitet. Die zum Auflösen der Konflikte verwendeten Zielfunktionen führen in der Regel zu NP-schweren Optimierungsproblemen, sodass in der Praxis auch hier lokale Suchheuristiken zum Einsatz kommen. Da diese Ansätze nicht wesentlich besser mit der Größe der Eingabedaten skalieren als die direkte Rekonstruktion aus Sequenzdaten, werden für die Superbaumrekonstruktion in Teile-undherrsche-Ansätzen akkurate Polynomialzeitmethoden benötigt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der akkuraten Rekonstruktion von Superbäumen in Polynomialzeit. Wir präsentieren Bad Clade Deletion (BCD), eine neue Polynomialzeitheuristik zur Superbaumrekonstruktion. BCD verwendet minimale Schnitte in Graphen, um eine minimale Anzahl von Spalten aus der Matrixrepräsentation zu löschen, sodass diese konfliktfrei wird. Im Gegensatz zu lokalen Suchheuristiken garantiert BCD die Rekonstruktion einer perfekten Phylogenie, sofern eine solche für die Eingabematrix existiert. BCD ermöglicht es, Gütekriterien der Eingabebäume zu berücksichtigen, ohne dass sich dadurch die Komplexität erhöht. Weiterhin zeigen wir, wie zuverlässige Kladen verwendet werden können, um den Suchraum für BCD einzuschränken und wie man diese mit Hilfe des Greedy Strict Consensus Mergers aus den Eingabedaten gewinnen kann. Schließlich stellen wir eine Strahlensuche für BCD vor. Diese erlaubt es eine bestimmte Anzahl suboptimaler Teillösungen (anstatt nur der optimalen) zu berücksichtigen, um so das Gesamtergebnis zu verbessern. Die Worst-Case-Laufzeit der Strahlensuche ist immer noch polynomiell. Zur Berechnung suboptimaler Teillösungen stellen wir einen exakten und einen randomisierten Algorithmus vor. In einer ausführlichen Evaluation auf mehreren simulierten und biologischen Datensätzen vergleichen wir BCD mit einer repräsentativen Auswahl an Superbaummethoden. Wir haben herausgefunden, dass BCD bei Verwendung von Gütekriterien und Suchraumbeschränkung auf simulierten Daten genauer ist als die akkuratesten evaluierten Superbaummethoden. Gleichzeitig ist BCD deutlich schneller als alle evaluierten Methoden. Die Strahlensuche verbessert die Qualität der BCD-Bäume auf allen Datensätzen, allerdings auf Kosten der Laufzeit. Weiterhin fanden wir heraus, dass ein BCD-Superbaum, der als Startbaum verwendet wird, die Qualität einer Maximum-Likelihood-Baumrekonstruktion verbessern kann. Außerdem kann BCD Datensätze verarbeiten, die so groß sind, dass lokale Suchheuristiken auf diesen nicht mehr in angemessener Zeit konvergieren. Aufgrund der Kombination aus Geschwindigkeit, Genauigkeit und der Fähigkeit, den Elternbaum zu rekonstruieren, sofern ein solcher existiert, ist BCD ein vielversprechender Ansatz um die Skalierbarkeit von Teile-und-herrsche-Methoden entscheidend zu verbessern

A phaseonium magnetometer: A new optical magnetometer based on index enhanced media

An optical magnetometer based on quantum coherence and interference effects in atoms is proposed. The sensitivity of this device is potentially superior to the present state-of-the-art devices. Optimum operating conditions are derived, and a comparison to standard optical pumping magnetometers is made

We Can Have It All: Improved Surveillance Outcomes and Decreased Personnel Costs Associated With Electronic Reportable Disease Surveillance, North Carolina, 2010

Objectives. We assessed the timeliness, accuracy, and cost of a new electronic disease surveillance system at the local health department level. We describe practices associated with lower cost and better surveillance timeliness and accuracy. Methods. Interviews conducted May through August 2010 with local health department (LHD) staff at a simple random sample of 30 of 100 North Carolina counties provided information on surveillance practices and costs; we used surveillance system data to calculate timeliness and accuracy. We identified LHDs with best timeliness and accuracy and used these categories to compare surveillance practices and costs. Results. Local health departments in the top tertiles for surveillance timeliness and accuracy had a lower cost per case reported than LHDs with lower timeliness and accuracy ($71 and$124 per case reported, respectively; P = .03). Best surveillance practices fell into 2 domains: efficient use of the electronic surveillance system and use of surveillance data for local evaluation and program management. Conclusions. Timely and accurate surveillance can be achieved in the setting of restricted funding experienced by many LHDs. Adopting best surveillance practices may improve both efficiency and public health outcomes

The use of screening tests in spacecraft lubricant evaluation

A lubricant screening test fixture has been devised in order to satisfy the need to obtain lubricant performance data in a timely manner. This fixture has been used to perform short-term tests on potential lubricants for several spacecraft applications. The results of these tests have saved time by producing qualitative performance rankings of lubricant selections prior to life testing. To date, this test fixture has been used to test lubricants for 3 particular applications. The qualitative results from these tests have been verified by life test results and have provided insight into the function of various anti-wear additives