Optical and Acoustical Methods in Science and Technology Optical Scanner for 3D Radiotherapy Polymer Gel Dosimetry

Sophisticated techniques employed in radiotherapy for irradiation of tumours require comprehensive dosimetry allowing for precise, high resolution measurements of radiation dose distribution in three dimensions and verication of treatment planning systems. Polymer gel dosimetry has been shown to be a unique technique for such the purpose. If exposed to ionizing radiation, radical polymerisation and crosslinking of monomeric components take place in a 3D polymer gel dosimeter, leading to the formation of large polymeric structures that scatter visible light. This feature allows for optical observation of the eects of the absorbed dose and its distribution. Presently, magnetic resonance imaging is employed most often for the analysis of the 3D polymer gel dosimeters. However, much attention is also being given to the development of optical computed tomography since this technique is hoped to serve as a substitute for expensive and not easily available magnetic resonance imaging. The optical scanner presented in this work consists of a laser diode, a scanning system and a signal detector. A 3D polymer gel dosimeter is measured in an immersion liquid in order to reduce deection of the light from the dosimeter phantom. The very rst results were obtained with the newly constructed scanner and PABIG nx 3D polymer gel dosimeter, which was inhomogeneously irradiated with 192 Ir brachytherapy source. The results have been contrasted with those for the magnetic resonance imaging and are presented in this work together with the description of the developed instrument. Currently, the optimization of the optical scanner is performed

RNA-Puzzles Round II: assessment of RNA structure prediction programs applied to three large RNA structures.:

This paper is a report of a second round of RNA-Puzzles, a collective and blind experiment in three-dimensional (3D) RNA structure prediction. Three puzzles, Puzzles 5, 6, and 10, represented sequences of three large RNA structures with limited or no homology with previously solved RNA molecules. A lariat-capping ribozyme, as well as riboswitches complexed to adenosylcobalamin and tRNA, were predicted by seven groups using RNAComposer, ModeRNA/SimRNA, Vfold, Rosetta, DMD, MC-Fold, 3dRNA, and AMBER refinement. Some groups derived models using data from state-of-the-art chemical-mapping methods (SHAPE, DMS, CMCT, and mutate-and-map). The comparisons between the predictions and the three subsequently released crystallographic structures, solved at diffraction resolutions of 2.5-3.2 Å, were carried out automatically using various sets of quality indicators. The comparisons clearly demonstrate the state of present-day de novo prediction abilities as well as the limitations of these state-of-the-art methods. All of the best prediction models have similar topologies to the native structures, which suggests that computational methods for RNA structure prediction can already provide useful structural information for biological problems. However, the prediction accuracy for non-Watson-Crick interactions, key to proper folding of RNAs, is low and some predicted models had high Clash Scores. These two difficulties point to some of the continuing bottlenecks in RNA structure prediction. All submitted models are available for download at http://ahsoka.u-strasbg.fr/rnapuzzles/

The use of artificial neuronal networks of the RBF type for prediction of yield of chosen cereal plants

Pojawiające się ostatnio metody, mające cechy sztucznej inteligencji, pozwalają na budowę modeli symulacyjnych, które realizują postawione zadania w oparciu o wzorce zaczerpnięte bezpośrednio z obserwacji przyrody [1]. Szczególną grupę stanowią techniki przetwarzania oparte na sztucznych sieciach neuronowych, będące w istocie komputerowymi symulatorami pracy mózgu [3]. Za pomocą modeli neuronowych można m.in. dokonać predykcji wielkości plonów płodów rolnych w oparciu o posiadane empiryczne dane, dotyczące zbiorów w latach ubiegłych. W pracy proponuje się wykorzystanie technik predykcyjnych, jakie m.in. reprezentują wybrane topologie sieci neuronowych, w szczególności sieci neuronowe typu RBF (Radial Basis Functions).Appearing recently methods, having guilds of artificial intelligence, permit on building of simulating models which realize assigned tasks on the basis of patterns taken directly with nature observation [1]. The processing techniques based on artificial neural networks create a special group, being in fact a computer simulators of brain work [3]. With the help of neuronal models it is possible to predict the expected crops yield on the basis of empirical data regarding crop yields in last summers. This work proposes utilization of prediction methods, which represent chosen topologies of neuronal nets among others, the RBF (Radial Basis Functions) neural network peculiarly

Linear neural networks vs. regression analysis methods in the aspect of their applications in agricultural engineering

Nieustanne dążenie badaczy do pełniejszego rozumienia i wyjaśnienia praw rządzących przyrodą spowodowało, że rosnącego znaczenia nabierają poszukiwania nowych metod badawczych, coraz efektywniej wspomagających procesy poznawcze. Należą do nich niewątpliwie uzupełniające modele symulacyjne, tworzone dedukcyjnie na zbiorach przesłanek, wynikających z aktualnego stanu wiedzy naukowej. Techniki eksperymentu wirtualnego, wspomagające proces badania złożonych systemów empirycznych, powinny znajdować zastosowanie praktyczne również w dyscyplinie naukowej, jaką jest inżynieria rolnicza. Dynamiczny rozwój technik informatycznych spowodował pojawienie się zupełnie nowych możliwości obliczeniowych, bazujących na wzorcach pochodzących bezpośrednio z obserwacji procesów naturalnych, a w szczególności pracy mózgu. Kluczową rolę spełniają tu metody sztucznych sieci neuronowych, stanowiące w wielu przypadkach modele ekwiwalentne (a często znacznie rozszerzające potencjalne widmo zastosowań) w stosunku do tradycyjnych metod statystycznych.Endless efforts made by researches in order to better understand and explain principles governing the nature, has caused that it is becoming of greater importance to seek new investigation methods, which play an increasingly more significant role in enhancing the cognitive processes. Such are, beyond all doubt, the supplementary simulation models, created by inference based on the sets of indications, resulting from the current status of knowledge. Virtual experimentation techniques, aiding the process of examining complex empirical systems, should be utilized practically, also in such domain as the agricultural engineering. Dynamic growth of IT techniques has brought completely new computing capacities, based on the examples originating directly from observation of natural processes, especially the function of brain. The methods of artificial neural networks, which often serve as equivalent models (and often considerably extending potential spectrum of applications) in relation to traditional statistical methods, play the key role here

Sieci neuronowe typu Kohonena w klasyfikacyjnych problemach inżynierii rolniczej

During the adaptation process of the weights vector that occurs in the iteration presentation of the teaching vector, the Kohonen type neural network attempts to learn the structure of the data. Such a network can learn to recognise aggregates of input data occuring in the input data set regardless of the assumed criteria of similarity and the quantity of the data explored. Following identification of aggregates occurring in the data set, they can be named (labelled), and as a result the Kohonen network gains the ability to classify them in compliance with the inner logic included in the data set. The Kohonen type neural network can therefore be used for classification of data also when the output classes are not known (defined) in advance.Podczas procesu adaptacji wektora wag zachodzącego w trakcie iteracyjnej prezentacji wektora uczącego, sieć neuronowa typu Kohonena próbuje nauczyć się struktury danych. Sieć taka może nauczyć się rozpoznawania skupień występujących w zbiorze danych wejściowych bez względu na przyjęte kryteria podobieństwa oraz ilość eksplorowanych danych. Po identyfikacji skupień występujących w zbiorze danych można nadać im nazwy (zaetykietować je), skutkiem czego sieć Kohonena uzyskuje możliwość przeprowadzania ich klasyfikacji, zgodnie z wewnętrzną logiką zawarta w zbiorze danych. Sieć neuronowa typu Kohonena może zatem być użyta do klasyfikacji danych również wtedy, gdy klasy wyjściowe nie są z góry znane (zdefiniowane)

Using of neuronal techniques in agricultural practice

Rozwój technologii informatycznych spowodował pojawienie się zupełnie nowych możliwości analitycznych, bazujących na obserwacjach procesów naturalnych, a w szczególności na wnioskach płynących z badań naukowych dotyczących pracy mózgu, jakie opisują dynamicznie rozwijające się techniki przetwarzania neuronowego (Osowski S., 2000). Należy podkreślić, że sztuczne sieci neuronowe potrafią operować zarówno na zbiorach danych numerycznych, pochodzących np. z badań doświadczalnych, jak również na zbiorach rozmytych, tak charakterystycznych dla postrzegania ludzkiego umyslu. Ostatnio znajdują zastosowanie w systemach klasyfikacyjnych wykorzystywanych w rolnictwie.The development of computer technologies caused the appearance of the completely new analytic possibilities, basing on observations of natural processes, and in peculiarity on conclusions following with scientific researches relating the brain work investigations, what is described by the dynamically developing techniques of neuronal processing. One should underline, that artificial neuronal networks are able to operate both on gatherings of numeric data coming from experimental investigations, as well as on fuzzy sets, so characteristic for perception of human mind. Recently they are used in agriculture in classification systems

The neural network type the MLP and RBF as classifying tools in picture analysis

Neuronowa identyfikacja danych obrazowych, ze szczególnym naciskiem na analizę ilościową oraz jakościową, coraz częściej wykorzystywana jest do pozyskiwania oraz zgłębiania wiedzy zawartej w danych empirycznych. Ekstrakcja, a następnie klasyfikacja wybranych cech obrazu, pozawala na wytworzenie informatycznych narzędzi do identyfikacji wybranych obiektów, prezentowanych np. w postaci obrazu cyfrowego. W związku z tym, celowym wydaje się być poszukiwanie nowoczesnych metod wspomagających proces edukacyjny w zakresie konstrukcji oraz eksploatacji modeli neuronowych w kontekście ich wykorzystania w procesie analizy obrazu. Dodatkowym celem pracy było porównanie jakości sieci MLP oraz RBF mające na względzie wskazanie optymalnego instrumentu klasyfikacyjnego.The neuronal identification of pictorial data, with special emphasis on both quantitative & qualitative analysis, is more frequently utilized to gain & deepen the empirical data knowledge. Extraction & then classification of selected picture features, enables one to create computer tools in order to identify these objects presented as, for example, digital pictures. In relationship from this, it seems to be purposeful the search of the modern methods helping educational process in the range of construction as well as exploitation of neuronal models in context of their utilization in picture analysis process. The additional aim of the work was the comparison of neural network of the type MLP and RBF for indication of the optimum classification tool

Neural modeling in solving some prediction problems of agricultural engineering

Proces prognozowania ma praktyczne zastosowanie w szerokim zakresie działalności ludzkiej, w tym również w rolnictwie. Jakość takich prognoz ma istotne znaczenie dla kolejnych etapów występujących w łańcuchu produkcyjno-dystrybucyjnym płodów rolnych. Celem pracy było wytworzenie neuronowego systemu informatycznego, pozwalającego na dokonanie prognozy wielkości plonu oraz zawartość skrobi w bulwach ziemniaków, na podstawie wybranych czynników agrotechnicznych.Forecasting process has practical applications in a wide range of human activity, including agriculture. The quality of such predictions is important for subsequent phases occurring in the chain of production and distribution of agricultural products. The purpose of this work, was to design, to do, and to test the informational system, which is based in technology of the artificial network of neurons, which allows to predict the size of the crops, and the contents of the starch in the potatos bulb on the basis of the chosen agro-technical factors