Linearization-based direct reconstruction for EIT using triangular Zernike decompositions

This work implements and numerically tests the direct reconstruction algorithm introduced in [Garde & Hyv\"onen, SIAM J. Math. Anal., 2024] for two-dimensional linearized electrical impedance tomography. Although the algorithm was originally designed for a linearized setting, we numerically demonstrate its functionality when the input data is the corresponding change in the current-to-voltage boundary operator. Both idealized continuum model and practical complete electrode model measurements are considered in the numerical studies, with the examined domain being either the unit disk or a convex polygon. Special attention is paid to regularizing the algorithm and its connections to the singular value decomposition of a truncated linearized forward map, as well as to the explicit triangular structures originating from the properties of the employed Zernike polynomial basis for the conductivity.Comment: 20 pages, 9 figures, 4 table

Fundamental Categories, Category Systems, and Ontological Form

Tarkastelen tässä työssä yleisestä, ”metaontologisesta” näkökulmasta fundamentaaleja ontologisia kategorioita ja kategoriasysteemejä. Lähtökohtana toimii ennen kaikkea ”ontologisen muodon” idea (josta ovat puhuneet mm. E. J. Lowe ja Barry Smith) ja ajatus ontologiasta ”formaalina ontologiana”. Pyrin aluksi selventämään ”ontologisen muodon” ideaa ja formaalin ontologian yhteydessä esiintyvää muoto/aine –erottelua. Päädyn toteamaan että ”aiheneutraalius” (topic-neutrality), johon usein viitataan tehtäessä erottelua ”muodollisen” ja ”aineellisen” välillä niin logiikassa kuin ontologiassakin, on riittämätön erottelemaan ontologista muotoa ”aineesta”. Perustelu tälle on se että kategoriaerotteluita ei tulisi sulkea pois ontologisesta muodosta. Tämän jälkeen siirryn tarkastelemaan ”formaali-ontologisen relaation” ideaa. Ajatus on että ontologisen muodon voitaisiin nähdä koostuvan tietynlaisista relaatioista olioiden välillä. Tarkastelen lähemmin kolmea piirrettä jotka on liitetty ”formaali-ontologisiin” tai ”formaaleihin relaatioihin”: taipumusta synnyttää regressioita, ”internaalisuutta” (ns. internal relations) ja ”ontologisen statuksen” puutetta (ts. että nämä relaatiot eivät ole omia erillisiä olioitaan). Totean näiden tarkastelujen lopuksi että sekä ”ontologiselle muodolle” että ”formaali-ontologiselle relaatiolle” kirjallisuudesta löytyvät karakterisoinnit ovat puutteellisia. Seuraavaksi tarkastelen formaali-ontologisten relaatioiden mahdollista roolia kategoriasysteemeissä ja merkitystä kategoriaerotteluille. Käyttäen esimerkkinä eri tapoja tulkita Aristoteleen ns. ontologista neliötä erottelen kaksi erilaista tapaa joilla kategorioiden voisi nähdä määräytyvän olioiden välisistä relaatioista. Ensimmäisen tavan mukaisesti kategoriat muodostavat hierarkian jossa vain osa kategorioista määräytyy relationaalisesti. Toisen tavan mukaisesti kaikki kategoriat taas määräytyvät yhtälailla relaatioiden perusteella. Tämä jälkimmäinen tapa, jonka katson sopivan paremmin yhteen sen fundamentaalisuuskäsityksen kanssa jota olen päätynyt kannattamaan työn johdannossa, tuottaa eräässä mielessä strukturalistisen kuvan ontologisista kategorioista. Kategorioiden relationaalisen määräytymisen kohdalla hyödynnän myös ”reaalimääritelmän” ideaa josta on viime aikoina puhunut mm. Kit Fine. Käsiteltyäni lyhyesti E. J. Lowen versiota ontologisesta neliöstä tarkastelen vielä lähemmin ajatusta kategorioiden puhtaasti relationaalisesta määräytymisestä. Yritän vastata eräisiin kirjallisuudesta löytyviin vasta-argumentteihin ja puolustaa yleisesti ”kategoriastrukturalismin” mahdollisuutta, mutta viittaan myös lyhyesti joihinkin metafyysisiin seurauksiin joita tällaisella kategoriakäsityksellä mahdollisesti voisi olla

Maaseutuverkoston arviointi 2017

Maaseutuverkosto on osa Manner-Suomen ja Ahvenanmaan maaseudun kehittämisohjelmien 2014–2020 toteutusta. Tässä arviointiraportissa käydään läpi, miten maaseutuverkosto ja sen toimintaa koordinoiva verkostopalvelut-yksikkö on onnistunut saavuttamaan toiminnalle asetetut tavoitteet vuosina 2015 ja 2016. Raportissa esitetään myös arviointihavaintoihin perustuvia kehittämisehdotuksia. Maaseutuverkoston arviointi on toteutettu aikavälillä kesällä 2017 ja toetutuksesta on vastannut Ramboll Management Consulting Oy. Arviointi on tehty asiakirja-aineiston, tunnettavuutta koskevien erillisselvitysten, asiantuntijahaastattelujen ja sähköisen kyselyn avulla. Kyselyyn vastasivat erityisesti maaseutuverkostoa hyvin tuntevat henkilöt, joiden työhön toiminnan voi ajatella suoraan vaikuttavan. Maaseutuverkoston tarkoitus on tukea maaseudun kehittämisohjelman toimeenpanoa ja sen tuloksista tiedottamista. Verkosto kokoaa yhteen kehittämisohjelman hallinnosta ja toteutuksesta vastaavia henkilöitä, esimerkiksi ELY-keskusten ja Leader-ryhmien edustajia, ja tarjoaa mahdollisuuden heidän osaamisensa ja yhteistyön kehittämiseen. Verkoston puitteissa järjestettävien tilaisuuksien ja kehittämisohjelmaa käsittelevän viestinnän toivotaan aktivoivan monipuolisesti maaseudun elinvoimaisuuden kannalta keskeisiä toimijoita ja parantavan suuren yleisön mielikuvaa maaseudusta. Maaseutuverkosto edistää maaseudun kehittämisohjelman vaikuttavuutta. Verkostopalvelut -yksikön toimintaa on ohjannut tavoite sidosryhmien osallistumisen lisäämisestä maaseudun kehittämisessä. Laajemman ja monipuolisemman toimijajoukon uskotaan levittävän kehittämisohjelman hyötyjä tehokkaammin. Verkostopalvelut-yksikkö on arvioinnin perusteella onnistunut kehittämään toimintatapoja, jotka ovat tuoneet uusia toimijoita osaksi aktiivisempaa verkostotyöt

Exploring the Applicability of Simple Syntax Writing Practice for Learning Programming

When learning programming, students learn the syntax of a programming language, the semantics underlying the syntax, and practice applying the language in solving programming problems. Research has suggested that simply the syntax may be hard to learn. In this article, we study difficulty of learning the syntax of a programming language. We have constructed a tool that provides students code that they write character-by-character. When writing, the tool automatically highlights each character in code that is incorrectly typed, and through the highlight-based feedback directs students into writing correct syntax. We conducted a randomized controlled trial in an introductory programming course organized in Java. One half of the population had the tool in the course material immediately before programming exercises where the practiced syntax was used, while the other half of the course population did not have the tool, thus approaching the exercises in a traditional way. Our results imply that isolated syntax writing practice may not be a meaningful addition to the arsenal used for teaching programming, at least when the programming course utilizes a large set of small programming exercises. We encourage researchers to replicate our work in contexts where syntax seems to be an issue.Peer reviewe

Experimenting with Model Solutions as a Support Mechanism

We describe an experiment from an introductory programming course where we provided students an opportunity to access model solutions of programming assignments they have not yet completed. Access to model solutions was controlled with coins, which students collected by completing programming assignments. The quantity of coins was limited so that students could buy solutions to at most one tenth of the course assignments. When compared to the traditional approach where access to model solutions is limited to only after the assignment is completed or the assignment deadline has passed, students seemed to enjoy the opportunity more and collecting coins motivated some students to complete more assignments. Collected coins were mostly used close to deadlines and on more difficult assignments. Overall, the use of coins and model solutions may be a viable option to providing students additional support. Data from the use of coins and model solutions could also be used to identify students who could benefit from additional guidance.Peer reviewe

Parental criminality and children's educational attainment : A population-based extended family study

Objectives: We examine how parental criminality is associated with offspring education at different educational stages from primary to tertiary education and conduct separate analyses for non-violent and violent crimes and incarceration, and for paternal and maternal criminality.Methods: We use Swedish total population register data of 513,886 children and their parents and estimate both population-level linear probability models and cousin fixed-effects models.Results: Parental criminality was negatively associated with all stages of offspring education. In population-level models accounting for parental education, the strongest associations were observed for parental violent crimes and incarceration with offspring secondary education completion (beta: -0.16 to -0.18). Cousin fixed-effects models suggested that family-level unobserved heterogeneity played a role in the associations as they were reduced when analyzing cousins differently exposed to parental criminality.Conclusions: Parental criminality is negatively associated with offspring educational attainment, and the associations are in part due to shared familial factors. The association is different at different educational stages and for parental violent vs. non-violent crime.Peer reviewe

Reduced Cost Fixing for Maximum Satisfiability

Peer reviewe

Cognitive ability and risk for substance misuse in men : genetic and environmental correlations in a longitudinal nation-wide family study.

Aims. To investigate the association between cognitive ability in late adolescence and subsequent substance misuse-related events in men, and to study the underlying genetic and environmental correlations. Design. A population-based longitudinal study with three different family-based designs. Cox proportional hazards models were conducted to investigate the association at the individual level. Bivariate quantitative genetic modeling in (1) full brothers and maternal half-brothers, (2) full brothers reared together and apart, and (3) monozygotic and dizygotic twin brothers was used to estimate genetic and environmental correlations. Setting. Register-based study in Sweden. Participants. The full sample included 1,402,333 Swedish men born 1958-1991 and conscripted at mean age 18.2 (SD=0.5) years. 1,361,066 men who had no substance misuse events before cognitive assessment at mandatory military conscription were included in the Cox regression models with a follow-up time of up to 35.6 years. Measures. Cognitive ability was assessed at conscription with the Swedish Enlistment Battery. Substance misuse events included alcohol and drug related court convictions, medical treatments, and deaths, available from governmental registries Findings. Lower cognitive ability in late adolescence predicted an increased risk for substance misuse events (hazard ratio [HR] for a 1-stanine unit decrease in cognitive ability: 1.29, 95% CI: 1.29-1.30). The association was somewhat attenuated within clusters of full brothers (HR=1.21, 95% CI: 1.20-1.23). Quantitative genetic analyses indicated that the association was primarily due to genetic influences; the genetic correlations ranged between -.39 (95% CI: -.45, -.34) and -.52 (-.55, -.48) in the three different designs. Conclusions. Our findings from different family designs indicate that shared genetic influences underlie the association between low cognitive ability and subsequent risk for substance misuse events.The Academy of FinlandThe Swedish Research Council for Health, Working Life and Welfare.The Swedish Research CouncilThe Swedish Research Council through the Swedish Initiative for Research on Microdata in the Social And Medical Sciences (SIMSAM)Manuscrip

Classification of DNA nucleotides with transverse tunneling currents

It has been theoretically suggested and experimentally demonstrated that fast and low-cost sequencing of DNA, RNA, and peptide molecules might be achieved by passing such molecules between electrodes embedded in a nanochannel. The experimental realization of this scheme faces major challenges, however. In realistic liquid environments, typical currents in tunnelling devices are of the order of picoamps. This corresponds to only six electrons per microsecond, and this number affects the integration time required to do current measurements in real experiments. This limits the speed of sequencing, though current fluctuations due to Brownian motion of the molecule average out during the required integration time. Moreover, data acquisition equipment introduces noise, and electronic filters create correlations in time-series data. We discuss how these effects must be included in the analysis of, e.g., the assignment of specific nucleobases to current signals. As the signals from different molecules overlap, unambiguous classification is impossible with a single measurement. We argue that the assignment of molecules to a signal is a standard pattern classification problem and calculation of the error rates is straightforward. The ideas presented here can be extended to other sequencing approaches of current interest

Do psychopathic personality traits in childhood predict subsequent criminality and psychiatric outcomes over and above childhood behavioral problems?

Peer reviewe