Automaattinen syväoppimiseen perustuva puun vuosikasvun analysointi sahateollisuudessa

Analysis of wood growth is an important quality control step in a sawmill, as it predicts the structure and load-bearing capabilities of the wood. The annual growth of wood is determined by calculating the distances between the annual rings in a wood end-face. The wood is moving fast in a process line, and manual analysis of woodgrowthisalaborioustaskthatispronetoerrors. Havingtheprocessautomated increases the efficiency and throughput of the sawmill as well as reduces monotonic manual labor, thus providing better working conditions. Automatic counting of annual ring distances has been studied before, however, little research has been done on a sawmill setting which suffers from difficult imaging conditionsandroughwoodend-faceswithvariousdefects. Previousstudieshaveused traditional image processing methods which rely on handcrafted features and fail to generalize well on wood end-faces with varying conditions and arbitrary shaped annual rings. This thesis proposes a general solution to the problem by developing complete end-to-end software for detecting annual rings and analyzing wood growth using deep learning methods. The proposed system is described in detail and compared against traditional computer vision methods. Using data from a real sawmill, the deep learning based approach performs better than the traditional methods.Puun vuosikasvun analysointi on tärkeä osa laadunvarmistusta sahalla, sillä vuosikasvu määrittää puun rakenteen ja kestävyyden. Lankut kulkevat nopeasti tehdaslinjastolla, joten manuaalinen vuosikasvun analysointi on vaivalloista ja virhealtista työtä. Prosessin automatisointi lisää sahan suoritustehoa sekä vapauttaa työntekijän mielekkäämpiin tehtäviin. Puun vuosikasvu määritetään selvittämällä vuosirenkaiden väliset etäisyydet lankun päädystä. Automaattista vuosirenkaiden laskentaa on käsitelty kirjallisuudessa aiemmin, mutta vain muutama tutkimus on tehty sahaympäristössä, jossa kuvausolosuhteet ovat epäotolliset ja puupäädyt ovat karheita ja siistimättömiä. Aiemmat tutkimukset ovat käyttäneet perinteisiä konenäkömenetelmiä, jotka toimivat huonosti vaihtelevan laatuisiin ja muotoisiin puun päätyihin sekä vuosirenkaisiin. Tässä työssä kehitetään automaattinen syväoppimiseen perustuva tietokoneohjelmisto vuosirenkaiden tunnistamiseen ja vuosikasvun analysointiin. Ohjelmisto esitellään läpikotaisesti ja sitä verrataan perinteisiin konenäkömenetelmiin. Vertailussa käytettiin oikealta tehtaalta otettua dataa ja syväoppimiseen perustuva järjestelmä suoriutui perinteisiä menetelmiä paremmin

Inferring Students’ Self-Assessed Concentration Levels in Daily Life Using Biosignal Data From Wearables

The ability to concentrate well is an important determinant of students’ learning outcomes but remains poorly understood. In this work we investigated whether there exists a mapping between students’ biosignals and perceived concentration levels. If we succeed in this mapping, a wearable can function as a Concentration Tracker, a novel feature that is missing from current wearables. For this, a wearable wristband was used to record students’ heart rate, heart rate variability, skin temperature, skin conductivity and acceleration from body changes. Additionally, students self-assessed their concentration levels using a smartphone application. We improved the accuracy by utilizing a big amount of unlabelled biodata from outside the study sessions. Our best boosted regression tree model predicted students’ concentration level with only 1.7% NMAE error. The predictions for a user not in the training set were much weaker; the best model, a convolutional neural network, achieved a prediction NMAE error of 30.7%. This implies that the users generated biosignals highly individually. Thus, models are not well transferable from one user to another without rooting them in user-specific data. Contrary to stress research, our results showed that skin conductivity had mostly a negative correlation with students’ concentration levels. Also diverging from stress reactions, skin temperature had mainly a positive correlation. Conductivity and temperature were the two dominant predictors. Further, the results suggest that an element of deep, effortless concentration was present in the learning experience of the subjects. Altogether, our work demonstrates that a concentration tracking wearable for improving learning is technically achievable

Ravitsemussuositusten huomioiminen ammattikeittiöiden elintarvikehan-kinnoissa

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, miten ravitsemussuositukset vaikuttavat ammattikeittiöiden elintarvikehankintoihin. Tutkimuksessa otettiin myös selvää, noudatetaanko ruokalistasuunnittelussa ravitsemussuosituksia tiettyjen ruoka-aineiden kohdalla. Mukaan opinnäytetyöhön valittiin neljä ammattikeittiötyyppiä, joille on tehty omat ravitsemussuositukset. Tutkimuksessa mukana olivat koulu-,-päiväkoti-, vanhainkoti- ja sairaalakeittiöt. Rajaukseen otettiin kukaan myös sairaalatyyppiset kuntoutus- ja hoitolaitokset. Tämä opinnäytetyö on tehty toimeksiantona eräälle nimettömänä pysyttelevälle suurelle suomalaiselle elintarvikevalmistajalle. Tavoitteena oli selvittää, mitä ravitsemussuosituksissa annettuja kriteereitä pidetään valintaan vaikuttavana perusteena eri ruoka-aineiden hankinnassa ammattikeittiöissä. Vastauksista oli tavoitteena saada tietoa elintarvikkeiden valintaan kohdistuvia kriteereitä, jotta toimeksiantaja voi tarjota ja kehittää sopivia elintarvikkeita asiakkailleen. Tutkimus tehtiin kvantitatiivisesti kyselytutkimuksena. Kysely toteutettiin sähköisenä, strukturoituna kyselynä joka lähetettiin vastaajien sähköpostiin. Yhteystiedot saatiin Taloustutkimuksen ylläpitämästä Horeca-rekisteristä. Vastauksia saatiin yhteensä 294 kappaletta ja vastausprosentti oli suhteellisen korkea, 25%. Tulokset osoittivat, että ravitsemussuosituksia käytetään tutkituissa keittiöissä, vain 3% ilmoitti että mitään suosituksia ei käytetä. Yleiset ravitsemussuositukset olivat lähes puolella vastaajista käytössä. Eri ruoka-aineiden viikoittaisessa tarjoilukertojen määrässä oli isolla osalla keittiöistä kuitenkin parantamisen varaa. Suola- ja rasvapitoisuus vaikutti vaihtelevasti eri ruoka-aineiden hankintaan, mutta yleisesti ottaen kriteerit vaikuttivat hankintatoimeen

Antibiotikaresistens hos häst

Antibiotikaresistens är ett hot mot världshälsan. På häst används endast ett fåtal olika antibiotikum och därav är resistensen viktig att förebygga. På häst i Sverige tas främst Extended spectrum betalaktamas producerande Escherichia coli (ESBL), Meticillinresistenta Stafylococcus aureus (MRSA) och Betahemolyserande streptokocker (BHS) upp inom ämnet. ESBL-producerande Escherichia coli är resistent mot alla betalaktamantibiotika, meticillinresistenta stafylokocker är resistent mot meticillin och penicillin och betahemolyserande streptokocker är resistenta mot aminoglykosider och fluorokinoloner. Syftet med denna litteraturstudie är att få en överblick över hur resistensläget ser ut, vilka gener som sprids och olika riskfaktorer för spridning av resistens. Förekomsten av dessa resistenta bakterier varierar mellan olika länder. En studie utförd i Storbritannien undersökte den generella hästpopulationen, varav 6,3% var ESBL-positiva. I en annan studie utförd i Frankrike var denna siffra 29%. Hos hästar som varit inlagda på djursjukhus var prevalensen av ESBL-producerande E. coli högre (87%) jämfört med de som endast besökte kliniken (78%). Detta gäller även MRSA; där en studie från Israel visade att 7,2% av de hästar som varit på klinik var MRSA-positiva, medan 0% av friska hästar som testades var MRSA-positiva. Förekomsten av BHS är i lägre grad studerat varav prevalensen är svår att fastställa. Den främsta risken för resistens, förutom antibiotikaanvändning, är om hästen varit på djursjukhus. Förekomsten av ESBL-producerande E. coli ökade hos hästar som var inlagda på djursjukhus. MRSA sprids nosokomialt och kräver god sanering för att inte spridas vidare. I ridskolor och stora stall där flera hästar är inackorderade och flera människor arbetar ökade även risken för förekomsten av resistenta bakterier. Ett åldersmönster sågs i samband med MRSA och BHS där unga djur var mer representerade än äldre. Det finns inga studier som visar en helhetsbild över hur resistensläget är. Det krävs mera övergripande studier om förekomsten och hur det skiljer sig mellan olika länder. Resultatet i denna litteraturstudie tyder på att det är samma resistensgener som cirkulerar bland olika hästpopulationer. Detta borde studeras mer för att få en klarare bild varför det är just dessa gener och vad som styr detta. Riskfaktorerna indikerar att sanering speciellt på klinik och större hästanläggningar borde vara av stor betydelse. Att avstå från behandling med antibiotika och istället behandla infektioner på andra sätt borde även studeras mera, så att antibiotikaresistensen inte riskerar att öka.Antibiotic resistance is a threat against world health. In horses there are not many antibiotics used, therefore antimicrobial resistance is of importance to prevent. Sweden focuses mostly on extended-spectrum beta-lactamas producing Escherichia coli (ESBL), methicillin-resistant staphylococcus aureus (MRSA) and beta-haemolytic streptococcus (BHS). ESBL-producing Escherichia coli are resistant towards all beta lactamase antibiotics, methicillin-resistant staphylococcus are resistant towards methicillin and penicillin and beta-haemolytic streptococci are resistant towards aminoglycosides and fluoroquinolones. The aim of this literature study is to get an overview of the antimicrobial resistance, how genes connected to resistance are dispersed and what risk factors are involved. The prevalence of these resistant bacteria varies between countries. In a study conducted in the United Kingdom 6,3% of horses in the community were ESBL-positive. In another study conducted in France the prevalence of ESBL was 29%. The prevalence of ESBL-producing E. coli has been higher in hospitalized horses (87%) versus horses that only visited the hospital (78%). This also applies for MRSA; a study from Israel showed that 7,2% of the hospitalized horses were MRSA-positive and 0% of the healthy horses were MRSA-positive. The prevalence of BHS is less studied and is therefore hard to determine. The risk factors of antimicrobial resistance in horses have been studied and apart from the use of antibiotics, hospitalized horses have been seen to carry resistant bacterium to a greater extent. The prevalence of ESBL-producing E. coli increases in hospitalized horses. MRSA is spread nosocomial and a good clean-up is required for it not to disperse. Huge stables and riding schools where a great amount of horses is stabled and where a lot of people are working, also increases the risk of antibiotic resistant bacteria being present. An age pattern was also seen in the connection of MRSA and BHS, where young horses were to a greater extent represented. There are no studies that display a general picture of antimicrobial resistance in horses. More overall studies are required about its prevalence and how it differs from country to country. The outcome of this literature study indicates that there are similar resistant genes circulating among different horse populations. To help understand why those specific genes are so prevalent, it should be studied more. The risk factors indicate that sanitation should be of great importance especially in horse clinics and large horse facilities. Ways to refrain from and replace antibiotic treatment should also be more studied, so that antimicrobial resistance would not increase

Novel cationic lipoplexes in gene delivery

Gene therapy is the therapeutic delivery of nucleic acid sequences into cells, where they can replace a gene that is missing, mutated or poorly expressed. It is a potential treatment to cure e.g. genetic diseases, viral infections and various cancers. The nucleic acid needs to be delivered across the cell membrane and into the nucleus to affect the gene expression. Anionic nucleic acids need a cationic carrier, such as a cationic liposome, to enable their delivery into the cells. The liposomes used in gene delivery usually contain both a cationic lipid to associate with the nucleic acid and a neutral helper lipid to stabilize the structure. The liposome-nucleic acid complex is called a lipoplex. The cationic carrier must include or function as a cell-penetrating enhancer (CPE) to be able to translocate across the cell membrane into the cytosol and to the nucleus. The experimental part of this work was aimed at developing and characterizing an innovative poly-cationic liposomal platform for gene delivery, using a novel synthetic CPE. The CPE used in this study is an oligo-guanidyl derivative (OGD) that had either 4 (OGD4) or 6 (OGD6) cationic charges. Liposomes were surface-engineered with OGD, obtaining a cationic formulation that was then exploited for DNA loading. The study has two main characterization steps: Step 1 was to decorate liposomes with OGD by post insertion using increasing amounts of OGD, and determine the vesicle size and zeta potential by dynamic light scattering (DLS). Step 2 involved DNA loading by post insertion into the cationic liposomes with increasing amounts of DNA. The lipoplex size and zeta potential was determined by DLS, the complexation by electrophoresis, and the thermodynamics of the cationic liposome/DNA association by isothermal titration calorimetry (ITC). The measurements were performed in isotonic buffers (HEPES pH 7.4 and citrate pH 5) and in lower ionic strength TRIS buffer (pH 7.4). The aim of the characterization studies was first to find a liposome composition that includes just enough OGD to obtain a sufficiently high zeta potential and a uniform, sufficiently small size. The optimal formulation contained either 10 % of OGD4 or 5 % of OGD6 of the total lipid amount. The second step was to find the highest stable DNA loading for the lipoplexes. All the characterization studies were performed on OGD4 lipoplexes in TRIS buffer. The optimal OGD4/DNA N/P (nitrogenous/phosphorous) ratio was found to be around 5. Further investigation is needed to determine the best lipoplex composition and manufacturing method using an isotonic buffer. A DNA release study remains to be performed prior to further in vitro and in vivo studies.Geeniterapia on nukleiinihappojen annostelua kohdesoluihin, joissa ne korvaavat puuttuvan, vaurioituneen tai heikosti ilmentyvän geenin. Geeniterapia voisi tulevaisuudessa toimia vaikeiden sairauksien, kuten geneettisten sairauksien, virusinfektioiden tai useiden syöpien, hoitomuotona. Nukleiinihapon tulee läpäistä solukalvo ja päästä tumaan vaikuttaakseen geenien ilmentymiseen. Negatiivisesti varautuneet nukleiinihapot tarvitsevat positiivisesti varautuneen kantajan, kuten kationisen liposomin, päästäkseen solujen sisään. Geenien annostelussa käytetyt liposomit sisältävät yleensä kationisen lipidin, johon nukleiinihappo kiinnittyy, ja neutraalin apulipidin stabiloimaan rakennetta. Liposomi-nukleiinihappokompleksia kutsutaan lipopleksiksi. Kationisen kantajan tulisi sisältää tai toimia lisäksi soluun pääsyn edistäjänä (cell-penetrating enhancer, CPE), joka auttaa nukleiinihappoa siirtymään solukalvon läpi ja edelleen tumaan. Työn kokeellisessa osuudessa kehitettiin ja tutkittiin uutta polykationista liposomialustaa geenien annosteluun, käyttäen uutta synteettistä CPE:tä. Tässä tutkimuksessa käytetty CPE on oligo-guanidyylijohdannainen (OGD), jolla on joko 4 (OGD4) tai 6 (OGD6) kationista varausta. Liittämällä liposomiin OGD:tä saatiin positiivisesti varautunut formulaatio, joka sitten lastattiin DNA:lla. Karakterisointi sisälsi kaksi vaihetta. 1. vaihe oli OGD:n liittäminen valmiisiin liposomirakkuloihin kasvavina määrinä ja rakkulan koon sekä zetapotentiaalin määritys dynaamisella valosirontamenetelmällä (DLS:llä). 2. vaihe sisälsi DNA:n lastaamisen kationiseen liposomiin kasvavina määrinä. Lipopleksin koko ja zetapotentiaali määritettiin DLS:llä, kompleksoituminen elektroforeesilla ja sitoutumisen termodynamiikka isotermaalisella titraatiokalorimetrialla (ITC:llä). Mittauksia tehtiin sekä isotonisilla puskureilla (HEPES pH 7.4 ja sitraatti pH 5) että pienemmän ionivahvuuden TRIS-puskurilla (pH 7.4). Karakterisoinnin tavoitteena oli löytää liposomiformulaatio, jossa pienimmällä mahdollisella määrällä OGD:tä saatiin riittävän korkea zetapotentiaali sekä riittävän pieni ja tasainen partikkelikoko. Optimaalinen formulaatio sisälsi joko 10 % OGD4:ä tai 5 % OGD6:a kokonaisliposomien määrästä. Toisena tavoitteena oli selvittää, kuinka suuri määrä DNA:ta kompleksoituu kationiseen liposomiin. OGD4-lipoplekseille TRIS-puskurissa tehtiin kaikki analyysit. OGD4:n ja DNA:n optimaaliseksi N/P (typpi/fosfori) suhteeksi saatiin noin 5. Lisätutkimuksia tarvitaan selvittämään paras lipopleksien valmistusmenetelmä ja koostumus isotonisessa puskuriliuoksessa. Lisäksi DNA:n vapautumiskokeet pitää tehdä ennen in vitro- ja in vivo-lisätutkimuksia

Adhesion Regulation of Stromal Cell-derived Factor-1 Activation of ERK in Lymphocytes by Phosphatases

We have investigated whether chemokine signaling to the extracellular-signal-regulated kinase (ERK) was regulated by beta 1-integrin-mediated adhesion in B- and T-cell lines. Activation of ERK by the chemokine SDF-1 can be regulated by adhesion to beta 1-integrin substrates in the T-cell lines MOLT-3, Jurkat, and H9 and in the Daudi B-cell line. In Jurkat T-cells, adhesion to the immobilized alpha 4 beta 1-integrin ligand VCAM-1 or to the alpha 5 beta 1-integrin ligand fibronectin regulated stromal-cell derived factor-1 (SDF-1) activation of ERK. Adhesion control of SDF-1 signaling was a rapid event, occurring as early as 10 min after adhesion, and loss of signaling occurred within 10 min of deadhesion. In contrast, SDF-1 activation of the ERK kinase MEK was independent of adhesion. Partial restoration of signaling to ERK in suspension was accomplished by pretreatment with pharmacological inhibitors of serine/threonine or protein-tyrosine phosphatases. In addition, we used a non-radioactive phosphatase assay using phosphorylated ERK as the substrate to determine relative ERK dephosphorylation in whole cell extracts. These results showed greater relative ERK dephosphorylation in extracts from Jurkat cells treated in suspension, as compared with adherent cells. Therefore, these data suggest that adhesion influences SDF-1 activation of ERK by regulating the activity of ERK phosphatases. This identifies a novel locus of adhesion regulation of the ERK cascade

Desktop-to-Mobile Web Adaptation through Customizable Two-Dimensional Semantic Redesign

International audienceIn this paper we present a novel method for desktop-to-mobile adaptation. The solution also supports end-users in customizing multi-device ubiquitous user interfaces. In particular, we describe an algorithm and the corresponding tool support to perform desktop-to-mobile adaptation by exploiting logical user interface descriptions able to capture interaction semantic information indicating the purpose of the interface elements. We also compare our solution with existing tools for similar goals