Kuvantunnistus atomivoimamikroskopiassa

Atomic force microscopy (AFM) is a widely utilized characterization method capable of capturing atomic level detail in individual organic molecules. However, an AFM image contains relatively little information about the deeper atoms in a molecule and thus interpretation of AFM images of non-planar molecules offers significant challenges for human experts. An end-to-end solution starting from an AFM imaging system ending in an automated image interpreter would be a valuable asset for all research utilizing AFM. Machine learning has become a ubiquitous tool in all areas of science. Artificial neural networks (ANNs), a specific machine learning tool, have also arisen as a popular method many fields including medical imaging, self-driving cars and facial recognition systems. In recent years, progress towards interpreting AFM images from more complicated samples has been made utilizing ANNs. In this thesis, we aim to predict sample structures from AFM images by modeling the molecule as a graph and using a generative model to build the molecular structure atom-by-atom and bond-by-bond. The generative model uses two types of ANNs, a convolutional attention mechanism to process the AFM images and a graph neural network to process the generated molecule. The model is trained and tested using simulated AFM images. The results of the thesis show that the model has the capability to learn even slight details from complicated AFM images, especially when the model only adds a single atom to the molecule. However, there are challenges to overcome in the generative model for it to become a part of a fully capable end-to-end AFM process

Exceptional Torture: Reading J.M. Coetzee s Waiting for the Barbarians Against the Post-9/11 War on Terror and the American State of Exception

Pro gradu -tutkielmani tavoitteena on osoittaa, että eteläafrikkalaisen J.M. Coetzeen romaanin Waiting for the Barbarians (1980) tapahtumat voidaan rinnastaa USA:n toimiin terrorisminvastaisessa sodassa, jonka se julisti vuonna 2001, syyskuun 11. päivän terrori-iskujen jälkeen. Esitän, että Coetzeen romaanin Imperiumi ja USA kummatkin käyttävät kansakunnan tuntemaa turvattomuutta ja pelkoa hyväkseen julistaakseen poikkeustilan, joka sallii väkivallan ja kidutuksen käytön vihollisen etsimiseksi ja tuhoamiseksi, sekä antaa mahdollisuuden hallita ja alistaa omia kansalaisia. Lisäksi sekä Coetzeen Imperiumi, että USA edustavat omassa retoriikassaan sivistystä, oikeamielisyyttä ja ylivertaisuutta, kun taas vihollinen kuvataan julmana ja primitiivisenä. Tutkielmani teoriaosiossa käsittelen ensin sitä, kuinka vuonna 1980 julkaistu eteläafrikkalainen romaani on ylipäänsä mielekästä rinnastaa USA:ssa vuonna 2001 alkunsa saaneisiin tapahtumiin. Poikkeukselliset tapahtumat vaativat vanhempien tekstien uudelleentulkintaa, joka paljastaa tässä tapauksessa esimerkiksi poikkeustilan, valtion hyväksymän kidutuksen ja väkivallankäytön olevan toistuvia ilmiöitä historiassa. USA:n kutsuminen imperiumiksi ei ole välttämättä aivan yksioikoista, joten teoriaosiossa osoitan myös, että se on paitsi sallittavaa, myös suotavaa. Amerikkalaiseen imperialismiin liittyy ekseptionalismin käsite. Se on ideologia, joka antaa USA:lle oikeutuksen toimia maailmalla varsin ylimieliselläkin tavalla, ja se on ollut läsnä amerikkalaisessa diskurssissa aina siitä lähtien, kun puritaanit mantereelle astuivat. Viimeiseksi teoriaosiossani esittelen italialaisen filosofin Giorgio Agambenin poikkeustilateorian. Teoksessaan State of Exception (2005) hän väittää, että elämme nykyään globaalissa poikkeustilassa, josta USA:n Patriot Act on hyvä esimerkki. Tutkielmani analyysiosio jakautuu kolmeen lukuun. Luvussa kolme pyrin näyttämään, että sekä USA:n että Coetzeen romaanin Imperiumin harjoittaman väkivallan ja kidutuksen oikeutus pohjautuu perustavanlaatuiseen me vastaan he -ideologiaan. Siinä länsimainen, ja ennen kaikkea amerikkalainen, ylivertaisuus ja erinomaisuus antaa oikeutuksen tiedotusvälineissä ja propagandassa demonisoidun vihollisen tuhoamiseen ja häpäisemiseen. Kappaleessa neljä yhdistän Agambenin poikkeustilakäsitteen ja Donald E. Peasen teorian state fantasy of exceptionalism , jossa kansalaiset pitävät paradoksaalisesti itse yllä poikkeustilaa. Viidennessä luvussa tutkin Foucault n erittelemiä kidutuksen muotoja (kuulusteleva, spektaakkelinomainen, terroristinen), sekä sitä, mikä on kidutuksen todellinen motiivi virallisen syyn, tietojen hankinnan, sijaan. Analysoin myös romaanin kidutuskohtausten ja Abu Ghraibissa ja Guantánamo Bayssa tapahtuneiden kidutustapausten yhtäläisyyksiä. Lopuksi osoitan, kuinka kappaleissa kolme ja neljä käsittelemäni poikkeustilan ja ekseptionalismin käsitteet sekä sivistynyt/barbaari -dikotomia ovat vaikuttaneet väkivallan, sodan ja kidutuksen sallimiseen demokraattisten arvojen puolustamisen nimissä

Modeling of electricity distribution networks development plan with general planning software

Sähkömarkkinalain muutos 1.9.2013 on asettanut paineita laajojen verkostomuutosten tekemiseen, sillä vuoteen 2029 mennessä katkojen enimmäispituus taajamissa on rajattu 6 tuntiin ja maaseuduilla 36 tuntiin. Siirtymäaika tulee olemaan verkon kehitykseen panostettavalta investointimäärältään poikkeuksellisen suuri maaseutupainotteiselle verkkoyhtiölle, kuten PKS Sähkönsiirto Oy:lle, jossa valtaosa verkosta on ilmajohtona rakennettua. Tämä on lisännyt yhtiössä tarvittavan PTS:n määrää. Työn tavoitteena on luoda malli, jonka mukaisesti PKS Sähkönsiirto Oy:n verkon kehityssuunnitelmassa kuvatut muutokset on tarkoituksenmukaista mallintaa PG GPT -ohjelmistolla, jotta siirtymäajan verkostomuutosten vaikutukset investointikustannuksiin, verkon arvon kehittymiseen ja toimitusvarmuuteen voidaan raportoida. Lisäksi työstä tulee käydä ilmi miten ohjelmiston ominaisuuksia voidaan käyttää hyödyksi kohteiden optimaalisen saneeraustavan ja -järjestyksen päättelemisessä. Teoriaosuudessa esitellään sähkönjakeluverkkoa yleisesti, yleissuunnittelun tavoitteita ja kokemia muutoksia sekä suunnittelun kannalta olennainen valvontamalli. Osuudessa esitellään myös yhtiön nyky- ja tavoiteverkkoa. PG GPT -ohjelmiston ominaisuuksista keskitytään karttatasojen ja hakukomentojen hyödyntämistapoihin suunnittelussa. Lopuksi esitellään miten suunnittelua voidaan toteuttaa sujuvasti samalla saaden tarpeeksi tarkkoja tuloksia. Mallintamisessa käytettävät periaatteet määrittävät pitkälti sen, kuinka tarkasti PTS:ää tullaan toteuttamaan ja siten saatavien tulosten tarkkuuden. Tuloksena työstä on saatu malli, minkä mukaisesti PTS:ää ja LTS:ää voidaan toteuttaa. Karttatasoja ja hakukomentoja tullaan käyttämään hyödyksi sopivien saneerauskohteiden löytämisessä ja valitsemisessa. Mallintamisen toteuttamisessa keskeisessä osassa ovat myös diplomityön tekemisen ohessa valmistuneet laskentaohjelmat (Sähköasema ja Ikäjakauma Excel-tiedostot). Ohjelmat auttavat jakamaan verkon saneerausmäärät järkevästi sähköasemien kesken ja löytämään saneerattavia kohteita käyttäen sopivaa verkon ikää hakukriteerinä. Luvussa 7 esitellään kehitetyn mallin käyttämistä ja näytetään millaisia tuloksia mallintamisesta on saatavissa. Tuloksena mallintamisesta saadaan kj-verkon arvon kehittymistä mallintavat kuvaajat sekä vuosikohtainen keskeytys-, huolto-, häviö- ja viankorjauskustannusten kehittyminen. Tärkeimmät kehitysehdotukset liittyvätkin ohjelmiston raportointi ominaisuuksiin, sillä verkon arvon kehittymistä olisi tarpeellista pystyä seuraamaan kaikkien komponenttien osalta. Lisäksi huolto-, häviö- ja viankorjauskustannusten seuraaminen kuvaajien muodossa olisi sujuvampaa kuin yksittäisten lukuarvojen tarkkailu suunnitelmien tuloksista

Säilörehun osittaisen neutraloinnin ja valkuaislisän vaikutus karitsoiden ruokinnassa

Karitsoiden sisäruokintakauden karkearehuna käytetään yhä enenevässä määrin hyvälaatuista säilörehua. Säilörehu on syrjäyttänyt perinteisesti käytetyn heinän, vaikkakin karitsat syövät säilörehua kuiva-aineena (ka) selvästi, jopa 40 % vähemmän kuin samassa kasvuasteessa valmistettua heinää. Heinän suurempi syönti ei kuitenkaan ole aina näkynyt säilörehuruokintaa parempana tuotoksena. Säilörehun orgaanisen aineen sulavuus on heinän sulavuutta parempi, joten karitsa voi pienemmälläkin säilörehumäärällä tyydyttää heinäruokintaa paremmin energian ja valkuaisen tarpeensa.Säilörehun syöntiä rajoittavina tekijöinä pidetään mm. rehun alhaista kuiva-ainepitoisuutta, happamuutta sekä lyhytketjuisten rasvahappojen ja maitohapon suurta pitoisuutta. Happamuutta voidaan vähentää mm. neutraloimalla säilörehua natriumbikarbonaatilla (NaHCO3, ruokasooda). Neutraloinnin vaikutukset ovat olleet vaihtelevia ja riippuneet mm. eläinlajista ja NaHCO3:n määrästä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin NaHCO3:lla osittain neutraloidun säilörehun ja valkuaislisän vaikutusta karitsoiden kuiva-aineen syöntiin ja kasvuun.Säilörehu valmistettiin timotei - nurminatavaltaisesta nurmesta juuri ennen juhannusta (22. 6.) muurahaishappopohjaisella säilöntäaineella (80 % muurahaishappoa ja 2 % ortofosforihappoa) (4 l/tn) laakasiiloon MTT:ssä (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) Jokioisilla. Ruokintakokeessa ajalla 9.12. – 2.3. oli 48 syksyllä syntynyttä suomenlammaspässi- ja uuhikaritsaa yksilöruokinnassa. Kokeen alussa karitsat olivat 14 viikon ikäisiä ja painoivat keskimäärin 29 kg. Ruokintaryhmiä oli neljä. Karitsat saivat vapaasti nurmisäilörehua, 50 g heinää ja 0,5 kg väkirehua eläintä kohden päivässä. Kontrollina oli käsittelemätön säilörehu (ryhmä 1). Ryhmien 2 – 4 säilörehua neutraloitiin ruokintaa edeltävänä päivänä NaHCO3:lla sekoittamalla sitä säilörehukiloa kohden joko 8 (alempi taso, ryhmä 2) tai 16 g (korkeampi taso, ryhmät 3 - 4). Ryhmissä 1 – 3 väkirehuna oli ohra jyvinä (raakavalkuaista 12,1 % ka:ssa). Puolet ryhmän 4 ohraväkirehusta korvattiin valkuaisväkirehulla (raakavalkuaista 23,2 % ka:ssa). Lisäksi karitsat saivat vapaasti vettä, kivennäistä ja suolaa. Ruokintakokeen pituus oli 84 pv.Alempi neutralointitaso nosti säilörehun pH:n 3,95:stä 4,41:een ja korkeampi taso 5,45:een. Säilörehujen syönneissä oli selvä ero. Karitsat söivät käsittelemätöntä säilörehua keskimäärin 0,51 kg ka/pv. Korkeampi neutralointitaso nosti syöntiä enemmän kuin alempi taso (108 vs. 40 g, NaHCO3:n lineaarinen vaikutus, P=0,02). Valkuaislisäyksellä ei ollut vaikutusta säilörehun syöntiin (P=0,24). Karitsoiden saama natriummäärä jo pelkästään NaHCO3:sta ja suolasta ylitti moninkertaisesti karitsoiden tarpeen. Terveysongelmia ei kuitenkaan esiintynyt.Kun säilörehun osuus karitsoiden ruokinnassa on keskimäärin 60 %, säilörehun neutralointi natriumbikarbonaatilla parantaa kuiva-aineen syöntiä

Karitsoiden kuiva-aineen syönnin määrittäminen n-alkaaneilla valkoapilaheinäruokinnalla

Perinteisesti laitumen syönnin määritys on perustunut kokonaissonnankeruuseen tai häkkimenetelmään(Leaver 1985). Sonnan kokonaiskeruumenetelmä on tarkka, mutta työläs ja eläimen kannaltaepämiellyttävä. Se saattaa myös muuttaa eläimen laidunkäyttäytymistä (Cordova ym. 1978). Häkkimenetelmämäärittää laiduntavan eläinryhmän kokonaissyönnin. Yksilöllistä kuiva-aineen syöntiätarvitaan eläimen ravinnontarpeen määrittämiseen laitumella ja sitä kautta laidunjärjestelmien kehittämiseen.Yksilöllinen syönti saadaan selville n-alkaaneilla, jotka ovat hiiltä sisältäviä kasvivahankemiallisia aineosia (Mayes ym. 1986). Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, soveltuuko n-alkaanimenetelmäkaritsoiden syönnin määritykseen myös valkoapilapitoisella laidunruoholla. Karkearehuinaolivat typpilannoittamaton valkoapila-heinäruoho (VA) ja typpilannoittamaton heinäruoho(0N). Tutkimus koostui yhdestä sisäruokinta- ja kahdesta laidunkokeesta.Sisäruokintakokeessa karitsat olivat sulavuuskoehäkeissä, joista sonta ja virtsa voitiin kerätä talteen.Sisällä syönti määritettiin punnitsemalla, kokonaissontamäärän perusteella sekä C33:C32-alkaaniparilla.Laitumella syönti määritettiin samoilla alkaaneilla kuin sisälläkin. Alkaani-C32:ta annettiin karitsoillekapseliin punnittuna 120 mg päivässä 12 päivän ajan. Viiden viimeisen päivän aikana karitsoiltakerättiin papana- ja rehunäytteet analyyseja varten.Ruohon valkoapilapitoisuus oli 40-50 %. VA- ja 0N-ruohon alkaaneilla määritetty kuiva-aineensulavuus (77,4 vs. 77,0 %) oli lähes sama kuin kokonaissonnan perusteella laskettu kuiva-aineen sulavuus(77,9 vs. 77,2 %). C29- ja C31-alkaaneja esiintyi ruohoissa eniten, kun taas C30- ja C32-pitoisuudetolivat alhaisia. Johtuen ruohon vanhemmasta kasvuasteesta alkaanipitoisuudet olivat sisäruokinnassaalempia kuin laitumella. 0N-ruokinnalla alkaani-C32:sta erittyi sonnassa 94,7 % ja alkaani-C33:sta 93,0%. Vastaavat luvut VA-ruokinnalla olivat 92,0 % ja 65,5 %. Punnittu VA:n kuiva-aineen (ka) syöntioli keskimäärin 0,74 kg päivässä (57 g/kgW0,75) ja 0N:n syönti 0,89 kg (65 g/kgW0,75). C33:n alhaisenerittymisen takia alkaaneilla määritetty syönti oli VA-ruokinnalla aliarvioitu. VA-rehun punnittu syöntioli 0,219 kg ka suurempi kuin alkaaneilla määritetty syönti. 0N-rehun vastaava ero oli vain 0,018 kgka. Laitumella karitsat söivät VA-rehua enemmän kuin 0N-rehua (1,33 vs. 1,20 kg ka/karitsa /pv, 89vs. 84 g ka/kgW0,75). Alkaanien erittymistä sonnassa ei laitumella voitu laskea, koska kokonaissonnankeruutaei tehty.Tulosten perusteella näyttää siltä, että lannoittamattoman heinäruohon syönti voidaan määrittääC33:C32-parilla riittävän tarkasti, edellyttäen kuitenkin, että molempien alkaanien erittyminen sonnassaon samansuuruista. Lisätutkimuksella olisi syytä selvittää, onko valkoapila-heinäruoholle tyypillistä,että C33-alkaania erittyy sonnassa selvästi vähemmän kuin C32-alkaania

Symmetry breaking in driven and strongly damped pendulum

We examine the conditions for appearance of symmetry breaking bifurcation in damped and periodically driven pendulum in the case of strong damping. We show that symmetry breaking, unlike other nonlinear phenomena, can exist at high dissipation. We prove that symmetry breaking phases exist between phases of symmetric normal and symmetric inverted oscillations. We find that symmetry broken solutions occupy a sufficiently smaller region of pendulum's parameter space in comparison to the statements made in earlier considerations [McDonald and Plischke, Phys. Rev. B 27 (1983) 201]. Our research on symmetry breaking in a strongly damped pendulum is relevant to an understanding of phenomena of dynamic symmetry breaking and rectification in a pure ac driven semiconductor superlattices.Comment: 11 pages, 4 color figures, RevTeX

Valkoapilan ja typpilannoituksen vaikutus laitumen kivennäiskoostumukseen ja karitsoiden kivennäisten saantiin

Valkoapilan vaikutusta laiduntavan eläimen kivennäisten saantiin on tutkittu huomattavasti vähemmän kuin sen vaikutusta rehun sulavuuteen ja valkuaispitoisuuteen. Karitsoiden valkoapila- ja heinälaidun-koetta jatkettiin analysoimalla laidunten kivennäiskoostumus ja karitsoiden kivennäisten saanti kol-men vuoden tutkimusjakson aikana. Heinälaitumia oli kolme. Ne saivat typpeä 0, 120 tai 250 kg ha-1 vuodessa. Valkoapilaheinälaitumia oli yksi ja sitä ei lannoitettu typellä. Karitsat laidunsivat kaksi kolmesta viiteen viikon jaksoa kaikkien tutkimuskesien aikana.Valkoapilalaitumen valkoapilapitoisuus oli ensimmäisellä laidunjaksolla keskimäärin 25 % ja toisella 42 %. Laidunrehun kivennäispitoisuus (Ca, Mg, P, K, Se ja N) ja laidunrehun nitraattipitoisuus määritettiin. Syönnin määrittämiseen käytettiin n-alkaaneja merkkiaineena, minkä pohjalta laskettiin karitsoiden kivennäisten saanti. Laitumen typpilannoituksen tehokkuutta arvioitiin kriittisen typpikäyrän avulla.Valkoapilalaitumen laidunrehun kuiva-aineen kalsiumpitoisuus (7,8 vs 4,7 g kg-1), magnesiumpitoisuus (2,1 vs 1,8 g kg-1) ja Ca/P suhde (1,9 vs 1,2) olivat kaikki korkeampia kuin heinälaitumien. K/(Ca+Mg) -ekvivalenttisuhde (1,7 vs 2,5) oli matalampi valkoapilalaitumessa kuin heinälaitumessa. Karitsoiden kalsiuminsaanti oli riittävä valkoapilalaitumella, mutta jäi 50 %:iin tarpeesta heinälaitu-milla. Kasvilaji ei vaikuttanut fosfori-, kalium- ja seleenipitoisuuksiin. Kaikilla laitumilla fosforinsaanti oli riittävä, kaliuminsaanti liian suuri ja seleeninsaanti liian pieni tarpeeseen nähden. Typpilan-noitus lisäsi sekä kaliumin- (33,5 vs 38,5 g kg-1) että seleeninottoa (0,08 vs 0,14 mg kg-1) heinälaitumilla.Kriittisen typpikäyrän avulla tarkasteltuna pääosassa laitumia typen niukkuus rajoitti laitumen kuiva-aineen tuotantoa. Muutamalla korkeimman typpilannoituksen saaneella heinälaitumella todettiin sadonmuodostuksen kannalta turhan korkea kasvuston typpipitoisuus. Tämä tarkoittaa, että kaikki kasvissa oleva typpi ei tule käytetyksi kuiva-aineen ja valkuaisentuotantoon vaan kasviin alkaa kerääntyä nitraatteja. Näillä ruuduilla mitattiinkin karitsoille liian korkeita nitraattipitoisuuksia (>10 000 mg kg-1). Lisäksi karitsoilla ilmeni terveysongelmia samoilla ruuduilla. Seleeniä lukuun ottamatta valkoapilalaitumen kivennäiskoostumus oli karitsan kannalta heinälaidunta tasapainoisempi

Apilanurmen apilapitoisuuden säätely kylvöä jaksottamalla

ei saatavill

Apilan kylvön jaksottamisesta tuloksia

Apilan siemenen pintakylvö ei vaikuta hyvin kasvavien nurmien apilapitoisuuteen. Se ei myöskään lisää niiden satoa. Sen sijaan nurmen perustamisvaiheessa käytetyllä siemenmäärällä on suuri vaikutus satoon ja apilapitoisuuteen.vokPA

Local Probe Isomerization in a One-Dimensional Molecular Array

Synthesis of one-dimensional molecular arrays with tailored stereoisomers is challenging yet has a great potential for application in molecular opto-, electronic- and magnetic-devices, where the local array structure plays a decisive role in the functional properties. Here, we demonstrate construction and characterization of dehydroazulene isomer and diradical units in three-dimensional organometallic compounds on Ag(111) with a combination of low-temperature scanning tunneling microscopy and density functional theory calculations. Tip-induced voltage pulses firstly result in the formation of a diradical species via successive homolytic fission of two C-Br bonds in the naphthyl groups, which are subsequently transformed into chiral dehydroazulene moieties. The delicate balance of the reaction rates among the diradical and two stereoisomers, arising from an in-line configuration of tip and molecular unit, allows directional azulene-to-azulene and azulene-to-diradical local probe isomerization in a controlled manner. Furthermore, we found that the diradical moiety hosts an open-shell singlet with antiferromagnetic coupling between the unpaired electrons, which can undergo an inelastic spin transition of 91 meV to the ferromagnetically coupled triplet state