Wide Field Imaging. I. Applications of Neural Networks to object detection and star/galaxy classification

[Abriged] Astronomical Wide Field Imaging performed with new large format CCD detectors poses data reduction problems of unprecedented scale which are difficult to deal with traditional interactive tools. We present here NExt (Neural Extractor): a new Neural Network (NN) based package capable to detect objects and to perform both deblending and star/galaxy classification in an automatic way. Traditionally, in astronomical images, objects are first discriminated from the noisy background by searching for sets of connected pixels having brightnesses above a given threshold and then they are classified as stars or as galaxies through diagnostic diagrams having variables choosen accordingly to the astronomer's taste and experience. In the extraction step, assuming that images are well sampled, NExt requires only the simplest a priori definition of "what an object is" (id est, it keeps all structures composed by more than one pixels) and performs the detection via an unsupervised NN approaching detection as a clustering problem which has been thoroughly studied in the artificial intelligence literature. In order to obtain an objective and reliable classification, instead of using an arbitrarily defined set of features, we use a NN to select the most significant features among the large number of measured ones, and then we use their selected features to perform the classification task. In order to optimise the performances of the system we implemented and tested several different models of NN. The comparison of the NExt performances with those of the best detection and classification package known to the authors (SExtractor) shows that NExt is at least as effective as the best traditional packages.Comment: MNRAS, in press. Paper with higher resolution images is available at http://www.na.astro.it/~andreon/listapub.htm

A geometric Newton method for Oja's vector field

Newton's method for solving the matrix equation $F(X)\equiv AX-XX^TAX=0$ runs up against the fact that its zeros are not isolated. This is due to a symmetry of $F$ by the action of the orthogonal group. We show how differential-geometric techniques can be exploited to remove this symmetry and obtain a ``geometric'' Newton algorithm that finds the zeros of $F$. The geometric Newton method does not suffer from the degeneracy issue that stands in the way of the original Newton method

Onko eläimillä oikeuksia? : Eläinkoelainsäädännön kehitys ja nykytila

The use of animals in scientific experiments tends to arouse strong emotional reactions among the general public, the most essential concern being the pain and suffering they cause. It is felt that suffering inflicted on other beings, including animals, is not morally acceptable. Is the function of a researcher who uses animals morally acceptable and beneficial for humans and animals? May such a researcher him/herself decide what animal experiments he/she can perform or should some outsider have the right to decide what kind of experiments a researcher can or cannot perform? The research material comprises the legislation of Finland and that of some member and non-member states of the European Union, together with European Union directives and pertinent preparatory parliamentary documents. The author has likewise studied the vast literature on animal rights, both pro and contra writings and opinions. The opinions of philosophers on the moral and legal rights of animals are markedly conflicting. Some strongly support the existence of rights, while others totally refute such an opinion, claiming that the question is only of the moral principles of man himself which imply that animals must be treated in a human manner. Speaking of animal rights only tends to muddle ideas on the one hand in philosophical considerations and in legal analyses on the other. The development of legislation in Finland and some other member states of the European Union has in principle been similar. In Finland, the positive laws on animal experiments nowadays comply with the EU directive 86/609/EEC. However, there are marked differences between member states in respect of the way they have in practice implemented the principles of the EU directive. No essential alterations have in practice been discernible in the actual performance of animal experiments during the decades when legislation has been developed in different countries. Self-regulation within the scientific community has been markedly more effectual than legislative procedures. Legal regulation has nevertheless clearly influenced the quality of breeding and life conditions of experimental laboratory animals, cages for example being nowadays larger than hitherto. EU parliament and council have now accepted in September 2010 a new directive on animal experiments which must be implemented in the national legislations by January 1, 2013.Eläinten käyttö tieteellisissä kokeissa on omiaan herättämään voimakkaita tunteita ja kannanottoja suuren yleisön keskuudessa. Keskeisin huolenaihe on kokeiden aiheuttama kipu ja tuska. Kärsimysten aiheuttamista toiselle yksilölle, mukaan luettuna eläimet, pidetään moraalisesti tuomittavana. Onko koe-eläimiä käyttävän tutkijan toiminta moraalisesti hyväksyttävää ja ihmis- ja eläinkunnan kannalta hyödyllistä? Voiko tutkija itse päättää, millainen eläinkoe on tarpeellinen ja hyödyllinen, vai onko joillekin muille ulkopuolisille annettava oikeus päättää, mitä eläinkokeita tutkija saa tehdä ja mitä hän ei saa tehdä? Tutkimusaineistona on käytetty Suomen eläinsuojelulakeja ja asetuksia, eläinkoelakia ja sen käsittelyn eduskunta-asiakirjoja, Euroopan unionin jäsenvaltioiden eläinkokeita koskevia lakeja ja asetuksia, Euroopan unionin ja neuvoston direktiivejä ja asetuksia sekä niiden valmisteluasiakirjoja. Kirjoittaja on myös tutustunut laajaan ns. eläinten oikeuksia käsittelevään kirjallisuuteen, eläinten oikeuksia puolustaviin kannanottoihin ja niiden vastakirjoituksiin. Eri filosofien käsitykset eläinten moraalisista ja legaalisista oikeuksista ovat vastakkaiset. Toisten mukaan ne ovat olemassa. Toiset ovat sitä mieltä, että kyse on pelkästään ihmisen omista moraalisista käsityksistä, jotka velvoittavat kohtelemaan eläimiä humaanilla tavalla. Eläinten oikeuksista puhuminen sekoittaa käsitteitä, joita käytetään toisaalla filosofisissa pohdiskeluissa ja toisaalla oikeustieteellisissä analyyseissä. Eläinkoelainsäädäntö on kehittynyt Suomessa ja muissa Euroopan unionin jäsenvaltioissa samansuuntaisesti. Suomessa lakien ja asetusten määräykset ovat nykyään hyvin voimassa olevan eläinkoetoimintaa koskevan EU:n direktiivin 86/609/ETY mukaiset. Kuitenkin Euroopan unionin jäsenvaltioiden välillä on huomattavia eroja siinä, miten ne ovat käytännössä toteuttaneet tämän direktiivin määräyksiä. Olennaisia muutoksia itse eläinkokeiden suorittamisessa ei ole tapahtunut niiden vuosikymmenien aikana, jolloin eläinkoelainsäädäntöä on kehitetty eri maissa. Tiedeyhteisön itsesäätely on ollut ratkaisevasti merkityksellisempää kuin lainsäädännölliset toimenpiteet. Eläinkokeita koskevat lait ja asetukset koe-eläinten kasvatusolosuhteista, kuten kasvatushäkkien koosta ja koe-eläinten yleisestä ylläpidosta, ovat parantaneet koe-eläinten elinoloja. EU:n parlamentti ja neuvosto ovat nyt hyväksyneet syyskuussa 2010 uuden eläinkoedirektiivin, mikä on implementoitava kansallisiin lainsäädäntöihin 1.1.2013 mennessä

”Mehän olemme nuoria ja reippaita”:Nuori Voima -lehden välittämä kuva nuoruudesta 1920-luvun Suomessa

Tiivistelmä. Tutkielmassani tarkastelin Nuori Voima -lehden avulla nuoruutta 1920-luvun Suomessa. Nuori Voima oli nuorisolehti, jonka lukijakunta ja kohderyhmä koostuivat pääosin oppikoulunuorisosta. Lehti oli tyyliltään, sisällöltään ja pedagogiikaltaan keskiluokkaisen sivistyneistön lehti, sillä siinä painottui koulutuksen ja kulttuurin arvostus. Nuoressa Voimassa kirjoitettiin harrastuksista, ammateista, suurmiehistä, taiteilijoista ja kasvatuksellisista teemoista. Lehdellä oli merkittävä rooli tulenkantajien uran alkuvaiheissa 1920-luvulla. Selvitin tutkielmassani Nuori Voima -lehden pohjalta, miten nuoruutta kuvailtiin 1920-luvulla, millaisia olivat aikakauden nuorisoihanteet ja millaisia asioita oppikoulunuorison arkielämään tuolloin sisältyi. Tutkimusmetodina käytin aineistolähtöistä sisällönanalyysiä. Sen mukaisesti paikansin aineistostani tutkimustehtäväni kannalta merkitykselliset artikkelit, ryhmittelin ne teemoittain omiksi kokonaisuuksikseen ja analysoin niitä tutkimuskirjallisuuden ja oman päättelyn avulla. Käytin myös vertailevaa tutkimusotetta löytääkseni eroja ja yhtäläisyyksiä aikuisten ja nuorten teksteistä sekä tyttöihin ja poikiin kohdistuneista asenteista, ihanteista ja odotuksista. Nuori Voima -lehden perusteella käsitys nuoruudesta erityisenä elämänvaiheena oli 1920-luvulla vakiintunut. Lehden nuoruuskuvauksissa nuoruus nähtiin ennen kaikkea unelmien ja itsenäistymisen aikana. Nuoruuteen liitettiin vahva optimismi ja tulevaisuudenusko, ja ahkerien ja päättäväisten nuorten uskottiin saavuttavan unelmansa. Itsenäistyminen tarkoitti sekä taloudellista että henkistä irtaantumista lapsuudenperheestä. Se oli vastuun ottamista omasta elämästä ja konkretisoitui esimerkiksi ammatinvalintakysymyksen kohdalla. Oppikoulunuorison arki koostui Nuoren Voiman perusteella koulunkäynnistä, harrastuksista ja vapaa-ajan riennoista. Koulumaailmaa käsittelevistä artikkeleista välittyi suuri oppimishalu ja sivistysihanne. Harrastus- ja järjestötoimintaa käsittelevissä teksteissä korostettiin niiden kehittävää, kasvattavaa ja yhteisöllistä luonnetta. Myös läheiset ihmissuhteet olivat merkityksellisiä nuorten arkielämässä. Nuorisoon kohdistui 1920-luvulla paljon odotuksia ja ihanteita, sillä Suomen tulevaisuutta rakennettiin nuorison kautta. Ihannenuori oli Nuoressa Voimassa isänmaallinen, terve, raitis ja ahkera nuori, joka pyrki jatkuvaan itsensä kehittämiseen. Sukupuolen mukaan eriytyneet toimintamallit olivat 1920-luvun Suomessa arkipäivää, joten nuorisoihanteessa oli sukupuolten välisiä eroja. Naiskuva oli kuitenkin murroksessa, sillä oppikoulutytöt elivät aikaisempaa vapaammin rikkoen perinteisiä sukupuolinormeja. Se aiheutti Nuoressa Voimassa kiivasta keskustelua puolesta ja vastaan. Aikuisten ja nuorten ajatuksissa oli Nuori Voima -lehdessä kautta linjan paljon yhtäläisyyksiä. Keskeisin ero oli kirjoitusten sävyssä — aikuisten tekstit olivat kasvattavia ja kehottavia, kun taas nuorten teksteistä välittyi reipas ja tavoitteellinen asenne elämää kohtaan

Traumaattinen toiseus Jonas Gardellin trilogiassa Torka aldrig tårar utan handskar

Tiivistelmä. Pro gradu -tutkielmani käsittelee traumaattisen toiseuden kerrontaa Jonas Gardellin trilogiassa ”Torka aldrig tårar utan handskar”. Teossarjan osat ”1. Kärleken”, ”2. Sjukdomen” ja ”3. Döden” muodostavat yhtenäisen tarinallisen kokonaisuuden, joka kuvaa Ruotsissa eläneiden homomiesten elämää 1970–1990-luvulla. Tarinassa painottuu erityisesti 1980-luku, jolloin hiv rantautui Ruotsiin. Tutkielmaani ohjaavat seuraavat tutkimuskysymykset: 1. Miten traumaattista toiseutta kerrotaan ”Torka aldrig tårar utan handskar” -teoksessa Rasmuksen ja Benjaminin tarinoissa? 2. Miten traumaattisen toiseuden todistajuus näkyy trilogian kertojahahmon kerronnassa? Tutkielmani kohdeteos edustaa traumafiktiota, jossa toiseuden kokemuksien kuvaamisella on merkittävä rooli. Traumaattisella toiseudella tarkoitan ilmiötä, jossa toiseuden kokemuksista muotoutuu jatkuvaluonteinen trauma, joka oireilee kompleksisen traumaperäisen stressihäiriön tavoin. Kirjallisuus voi kuvata traumaattista toiseutta erilaisilla kerronnallisilla keinoilla. Tutkielmassani olen keskittynyt analysoimaan erityisesti aikahyppyjen, viivyttelyn, toiston, metaforien ja binäärioppositioiden käyttöä traumaattisen toiseuden kuvaamisessa. Myös todistajuus toimii yhtenä analyysini avainkäsitteenä. Tutkielmassani peilaan kohdeteoksesta tekemiäni havaintoja toisten traumakirjallisuutta tai toiseutta tutkineiden havaintoihin. Keskeisiä keskustelukumppaneita ovat esimerkiksi Joshua Pederson, Robert Eaglestone, Sue Vice, Carolyn J. Dean, Cathy Caruth ja Stuart Hall. Kohdeteoksessani trauman oireet ovat varsin suoraan luettavissa. Kerronnassa toistuvat usein kuvaukset henkilöhahmojen fyysisistä ja psyykkisistä traumaan viittaavista oireista. Tällaisia oireita ovat esimerkiksi väriseminen, menneiden tapahtumien tunkeutuminen mieleen, räjähtävä/tukahdutettu viha, pakonomainen/tukahdutettu seksuaalisuus, häpeän ja tahrituksi tulemisen kokemukset sekä syyllisen uskomusjärjestelmän rationalisoiminen tai hyväksyminen. Tapahtumia, jotka muotoutuvat traumaksi ja alkavat oireilla henkilöhahmoissa, kuvataan teoksessa varsin suoraan. Yksittäisen traumaattisen tapahtuman kuvaus voi toimia edustuksena toisille samankaltaisina toistuville tapahtumille. Traumaattisten tapahtumien kertomiselle tyypillisiä keinoja ovat viivyttelyn ja toiston käyttäminen. Toistoa käytetään erityisesti intruusioiden kuvaamisessa. Traumaattiseen toiseuteen kytkeytyvät intruusiot ja muut kompleksisen trauman oireet voivat lisäksi purkautua esiin arvottavien ja yleistävien binäärioppositioiden käyttönä. Traumaa kerrotaan kohdeteoksessani myös epäsuorasti metaforaa hyödyntäen. Kohdeteokseni kertojan kerronnassa näyttäytyvät monet todistajuudelle tyypilliset piirteet, kuten pyrkimys vakuuttavuuteen, syyllisten nimeäminen, todistajuuden taakan kantaminen sekä kertomisen velvollisuus

d0 Ferromagnetic Interface Between Non-magnetic Perovskites

We use computational and experimental methods to study d0 ferromagnetism at a charge- imbalanced interface between two perovskites. In SrTiO3/KTaO3 superlattice calculations, the charge imbalance introduces holes in the SrTiO3 layer, inducing a d0 ferromagnetic half-metallic 2D electron gas at the interface oxygen 2p orbitals. The charge imbalance overrides doping by vacancies at realistic concentrations. Varying the constituent materials shows ferromagnetism to be a gen- eral property of hole-type d0 perovskite interfaces. Atomically sharp epitaxial d0 SrTiO3/KTaO3, SrTiO3 /KNbO3 and SrTiO3 /NaNbO3 interfaces are found to exhibit ferromagnetic hysteresis at room temperature. We suggest the behavior is due to high density of states and exchange coupling at the oxygen t1g band in comparison with the more studied d band t2g symmetry electron gas.Comment: 5 pages, 5 figure

Canonical analysis based on scatter matrices.

In this paper, the influence functions and limiting distributions of the canonical correlations and coefficients based on affine equivariant scatter matrices are developed for elliptically symmetric distributions. General formulas for limiting variances and covariances of the canonical correlations and canonical vectors based on scatter matrices are obtained. Also the use of the so-called shape matrices in canonical analysis is investigated. The scatter and shape matrices based on the affine equivariant Sign Covariance Matrix as well as the Tyler's shape matrix serve as examples. Their finite sample and limiting efficiencies are compared to those of the Minimum Covariance Determinant estimators and S-estimator through theoretical and simulation studies. The theory is illustrated by an example.Canonical correlations; Canonical variables; Canonical vectors; Covariance; Covariance determinant estimator; Determinant estimator; Distribution; Efficiency; Estimator; Functions; Influence function; Matrix; Principal components; Scatter; Shape matrix; Sign; Sign covariance mix; Simulation; Studies; Theory; Tyler's estimate; Variance;

Road-to-Lab: Validation of the Static Load Test for Predicting On-Road Driving Performance While Using Advanced In-Vehicle Information and Communication Devices

Information, communication, and navigation devices need to beevaluated for ease-of-use and safety while driving. Lab tests, if validated, canevaluate prototype designs faster, more economically, and earlier than on-roadtests. The Static Load Test was evaluated for its ability to predict on-road driverperformance while using in-vehicle devices. In this test, participants performvarious in-vehicle tasks in a lab while viewing a videotaped road scene on amonitor, tapping a brake pedal when a central or peripheral light is observed. Forthe on-road comparison test, the device, tasks, and lights are the same, but theparticipants also drive the vehicle while performing the tasks and responding tothe lights. In both the lab and road tests, ten driver performance variables weremeasured. Our goal was to produce a linear model to predict an on-road variablefrom the lab data with low residual error, high percent variance explained, andfew errors in classifying tasks as meeting or not meeting on-road driverperformance criteria. Separate test data from a replicated Static Load Test at anindependent lab were used to further validate the models. The results indicate asimple, inexpensive, and low-fidelity Static Load Test can accurately predict anumber of on-road driver performance variables suitable for assessing the safetyand ease-of-use of advanced in-vehicle devices while driving