A didactic approach to quantum machine learning with a single qubit

This paper presents, via an explicit example with a real-world dataset, a hands-on introduction to the field of quantum machine learning (QML). We focus on the case of learning with a single qubit, using data re-uploading techniques. After a discussion of the relevant background in quantum computing and machine learning we provide a thorough explanation of the data re-uploading models that we consider, and implement the different proposed formulations in toy and real-world datasets using the qiskit quantum computing SDK. We find that, as in the case of classical neural networks, the number of layers is a determining factor in the final accuracy of the models. Moreover, and interestingly, the results show that single-qubit classifiers can achieve a performance that is on-par with classical counterparts under the same set of training conditions. While this cannot be understood as a proof of the advantage of quantum machine learning, it points to a promising research direction, and raises a series of questions that we outline.Comment: 25 pages, 12 figures. The computational appendix is available at https://github.com/ElePT/single-qubit-qnn V2: Updated to match published versio

Desarrollo de un sistema de gestión de investigación (CRIS) para la consolidación del Repositorio Institucional NINIVE de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí

La Biblioteca Virtual Universitaria (BVU) de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP) fue creada en el 2006 bajo un modelo propio como parte de la estructura del Sistema de Bibliotecas. El Repositorio Institucional NINIVE, implementado por la BVU en el 2012 contiene a la fecha (agosto de 2016) más de 2,450 documentos digitales entre tesis de licenciatura y posgrado, libros, artículos de revistas universitarias, objetos de aprendizaje e informes de Rectoría. Para la consolidación del Repositorio Institucional NINIVE en una primera fase, se presentó un proyecto para su financiamiento en la Convocatoria publica 2015 del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), mismo que fue aprobado para su ejecución durante el periodo junio – noviembre de 2016. El proyecto consiste en desarrollar un Modelo de Servicios para la consolidación del Repositorio Institucional NINIVE de la UASLP. Uno de sus objetivos o componentes principales es el desarrollo a nivel prototipo de un Sistema Institucional de Gestión de Investigación (SIGI) bajo un modelo de CRIS (Current Research Information System), como una estrategia de sensibilización y promoción con la comunidad científica para el deposito o auto archivo de las publicaciones y productos de investigación en el Repositorio NINIVE. Para la implementación del sistema se proponen cinco estrategias generales: 1) Realizar un estudio de benchmarking; 2) Diseñar el currículum universitario u hoja del vida del investigador; 3) Adoptar el estándar internacional ORCID para generar los identificadores únicos digitales de los investigadores; 4) Diseñar e implementar los módulos del sistema y aplicaciones (API´s) necesarias para su interoperabilidad; 5) Integrar un grupo piloto de investigadores para fines de retroalimentación, validación y pruebas de usabilidad. El objetivo de esta propuesta es presentar el modelo y arquitectura del sistema SIGI así como también los resultados y avances del proyecto.Ibero-American Science and Technology Education Consortium (ISTEC

Multi-Robot Interfaces and Operator Situational Awareness: Study of the Impact of Immersion and Prediction

Multi-robot missions are a challenge for operators in terms of workload and situational awareness. These operators have to receive data from the robots, extract information, understand the situation properly, make decisions, generate the adequate commands, and send them to the robots. The consequences of excessive workload and lack of awareness can vary from inefficiencies to accidents. This work focuses on the study of future operator interfaces of multi-robot systems, taking into account relevant issues such as multimodal interactions, immersive devices, predictive capabilities and adaptive displays. Specifically, four interfaces have been designed and developed: a conventional, a predictive conventional, a virtual reality and a predictive virtual reality interface. The four interfaces have been validated by the performance of twenty-four operators that supervised eight multi-robot missions of fire surveillance and extinguishing. The results of the workload and situational awareness tests show that virtual reality improves the situational awareness without increasing the workload of operators, whereas the effects of predictive components are not significant and depend on their implementation

Effect of intravenous pulses of methylprednisolone 250 mg versus dexamethasone 6 mg in hospitalised adults with severe COVID ‐19 pneumonia: An open‐label randomised trial

Producción CientíficaBackground: The efficacy and safety of high versus medium doses of glucocorticoids for the treatment of patients with COVID-19 has shown mixed outcomes in controlled trials and observational studies. We aimed to evaluate the effectiveness of methylprednisolone 250 mg bolus versus dexamethasone 6 mg in patients with severe COVID-19. Methods: A randomised, open-label, controlled trial was conducted between February and August 2021 at four hospitals in Spain. The trial was suspended after the first interim analysis since the investigators considered that continuing the trial would be futile. Patients were randomly assigned in a 1:1 ratio to receive dexamethasone 6 mg once daily for up to 10 days or methylprednisolone 250 mg once daily for 3 days. Results: Of the 128 randomised patients, 125 were analysed (mean age 60 ± 17 years; 82 males [66%]). Mortality at 28 days was 4.8% in the 250 mg methylprednisolone group versus 4.8% in the 6 mg dexamethasone group (absolute risk difference, 0.1% [95% CI, −8.8 to 9.1%]; p = 0.98). None of the secondary outcomes (admission to the intensive care unit, non-invasive respiratory or high-flow oxygen support, additional immunosuppressive drugs, or length of stay), or prespecified sensitivity analyses were statistically significant. Hyperglycaemia was more frequent in the methylprednisolone group at 27.0 versus 8.1% (absolute risk difference, −18.9% [95% CI, −31.8 to - 5.6%]; p = 0.007). Conclusions: Among severe but not critical patients with COVID-19, 250 mg/d for 3 days of methylprednisolone compared with 6 mg/d for 10 days of dexamethasone did not result in a decrease in mortality or intubation

A“Dirty” Footprint: Macroinvertebrate diversity in Amazonian Anthropic Soils

International audienceAmazonian rainforests, once thought to be pristine wilderness, are increasingly known to have been widely inhabited, modified, and managed prior to European arrival, by human populations with diverse cultural backgrounds. Amazonian Dark Earths (ADEs) are fertile soils found throughout the Amazon Basin, created by pre-Columbian societies with sedentary habits. Much is known about the chemistry of these soils, yet their zoology has been neglected. Hence, we characterized soil fertility, macroinvertebrate communities, and their activity at nine archeological sites in three Amazonian regions in ADEs and adjacent reference soils under native forest (young and old) and agricultural systems. We found 673 morphospecies and, despite similar richness in ADEs (385 spp.) and reference soils (399 spp.), we identified a tenacious pre-Columbian footprint, with 49% of morphospecies found exclusively in ADEs. Termite and total macroinvertebrate abundance were higher in reference soils, while soil fertility and macroinvertebrate activity were higher in the ADEs, and associated with larger earthworm quantities and biomass. We show that ADE habitats have a unique pool of species, but that modern land use of ADEs decreases their populations, diversity, and contributions to soil functioning. These findings support the idea that humans created and sustained high-fertility ecosystems that persist today, altering biodiversity patterns in Amazonia

Amazonian earthworm biodiversity is heavily impacted by ancient and recent human disturbance

Despite the importance of earthworms for soil formation, more is needed to know about how Pre-Columbian modifications to soils and the landscape. Gaining a deeper understanding is essential for comprehending the historical drivers of earthworm communities and the development of effective conservation strategies in the Amazon rainforest. Human disturbance can significantly impact earthworm diversity, especially in rainforest soils, and in the particular case of the Amazonian rainforest, both recent and ancient anthropic practices may be important. Amazonian Dark Earths (ADEs) are fertile soils found throughout the Amazon Basin, created by sedentary habits and intensification patterns of pre-Colombian societies primarily developed in the second part of the Holocene period. We have sampled earthworm communities in three Brazilian Amazonian (ADEs) and adjacent reference soils (REF) under old and young forests and monocultures. To better assess taxonomic richness, we used morphology and the barcode region of the COI gene to identify juveniles and cocoons and delimit Molecular Operational Taxonomic Units (MOTUs). Here we suggest using Integrated Operational Taxonomical units (IOTUs) which combine both morphological and molecular data and provide a more comprehensive assessment of diversity, while MOTUs only rely on molecular data. A total of 970 individuals were collected, resulting in 51 taxonomic units (IOTUs, MOTUs, and morphospecies combined). From this total, 24 taxonomic units were unique to REF soils, 17 to ADEs, and ten were shared between both soils. The highest richness was found in old forest sites for ADEs (12 taxonomic units) and REFs (21 taxonomic units). The beta-diversity calculations reveal a high species turnover between ADEs and REF soils, providing evidence that ADEs and REFs possess distinct soil biota. Furthermore, results suggest that ADE sites, formed by Pre-Columbian human activities, conserve a high number of native species in the landscape and maintain a high abundance, despite their long-term nature

Aprendizajes y trayectorias del sector agroalimentario mexicano durante el TLCAN

Ante la firma del Tratado México, Estados Unidos y Canadá (T-MEC), es importante hacer un balance de los efectos que dejó tras de sí el Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN) en el sector agropecuario. Por ello, connotados especialistas analizan factores socioeconómicos del sistema agroalimentario mexicano en el contexto de las relaciones comerciales con Estados Unidos y Canadá. Los 10 estudios que contiene el libro Aprendizajes y trayectorias del sector agroalimentario mexicano durante el TLCAN son de gran valía para la obtención de conocimiento especializado para comprender críticamente las lógicas, trayectorias, evolución y comportamientos de las cadenas productivas a la luz de la firma de los tratados comerciales de América del Norte, así como sus efectos en el campo mexicano, territorios rurales y consumidoresFinanciación del Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura en colaboración con autore

Effectiveness of an intervention for improving drug prescription in primary care patients with multimorbidity and polypharmacy:Study protocol of a cluster randomized clinical trial (Multi-PAP project)

This study was funded by the Fondo de Investigaciones Sanitarias ISCIII (Grant Numbers PI15/00276, PI15/00572, PI15/00996), REDISSEC (Project Numbers RD12/0001/0012, RD16/0001/0005), and the European Regional Development Fund ("A way to build Europe").Background: Multimorbidity is associated with negative effects both on people's health and on healthcare systems. A key problem linked to multimorbidity is polypharmacy, which in turn is associated with increased risk of partly preventable adverse effects, including mortality. The Ariadne principles describe a model of care based on a thorough assessment of diseases, treatments (and potential interactions), clinical status, context and preferences of patients with multimorbidity, with the aim of prioritizing and sharing realistic treatment goals that guide an individualized management. The aim of this study is to evaluate the effectiveness of a complex intervention that implements the Ariadne principles in a population of young-old patients with multimorbidity and polypharmacy. The intervention seeks to improve the appropriateness of prescribing in primary care (PC), as measured by the medication appropriateness index (MAI) score at 6 and 12months, as compared with usual care. Methods/Design: Design:pragmatic cluster randomized clinical trial. Unit of randomization: family physician (FP). Unit of analysis: patient. Scope: PC health centres in three autonomous communities: Aragon, Madrid, and Andalusia (Spain). Population: patients aged 65-74years with multimorbidity (≥3 chronic diseases) and polypharmacy (≥5 drugs prescribed in ≥3months). Sample size: n=400 (200 per study arm). Intervention: complex intervention based on the implementation of the Ariadne principles with two components: (1) FP training and (2) FP-patient interview. Outcomes: MAI score, health services use, quality of life (Euroqol 5D-5L), pharmacotherapy and adherence to treatment (Morisky-Green, Haynes-Sackett), and clinical and socio-demographic variables. Statistical analysis: primary outcome is the difference in MAI score between T0 and T1 and corresponding 95% confidence interval. Adjustment for confounding factors will be performed by multilevel analysis. All analyses will be carried out in accordance with the intention-to-treat principle. Discussion: It is essential to provide evidence concerning interventions on PC patients with polypharmacy and multimorbidity, conducted in the context of routine clinical practice, and involving young-old patients with significant potential for preventing negative health outcomes. Trial registration: Clinicaltrials.gov, NCT02866799Publisher PDFPeer reviewe

Reducing the environmental impact of surgery on a global scale: systematic review and co-prioritization with healthcare workers in 132 countries

Abstract Background Healthcare cannot achieve net-zero carbon without addressing operating theatres. The aim of this study was to prioritize feasible interventions to reduce the environmental impact of operating theatres. Methods This study adopted a four-phase Delphi consensus co-prioritization methodology. In phase 1, a systematic review of published interventions and global consultation of perioperative healthcare professionals were used to longlist interventions. In phase 2, iterative thematic analysis consolidated comparable interventions into a shortlist. In phase 3, the shortlist was co-prioritized based on patient and clinician views on acceptability, feasibility, and safety. In phase 4, ranked lists of interventions were presented by their relevance to high-income countries and low–middle-income countries. Results In phase 1, 43 interventions were identified, which had low uptake in practice according to 3042 professionals globally. In phase 2, a shortlist of 15 intervention domains was generated. In phase 3, interventions were deemed acceptable for more than 90 per cent of patients except for reducing general anaesthesia (84 per cent) and re-sterilization of ‘single-use’ consumables (86 per cent). In phase 4, the top three shortlisted interventions for high-income countries were: introducing recycling; reducing use of anaesthetic gases; and appropriate clinical waste processing. In phase 4, the top three shortlisted interventions for low–middle-income countries were: introducing reusable surgical devices; reducing use of consumables; and reducing the use of general anaesthesia. Conclusion This is a step toward environmentally sustainable operating environments with actionable interventions applicable to both high– and low–middle–income countries

Interfaz inmersiva para misiones robóticas basada en realidad virtual

Los avances en tecnologías inmersivas han dado lugar a nuevas herramientas de realidad virtual con un inmenso potencial para la mejora de interfaces robóticas. En concreto, se han detectado dos ámbitos en los que el uso de realidad virtual puede resultar especialmente beneficioso. Por un lado, se encuentran las misiones multi-robot, que suponen un gran reto a los operadores en lo referente a carga de trabajo y conciencia de la situación (situational awareness). Los operadores de estas misiones deben ser capaces de recibir los datos de los robots, extraer la información relevante, procesarla, tomar decisiones y generar los comandos adecuados en el menor tiempo posible. En estos casos, es común que lleguen a saturarse o pasen por alto aspectos claves para el desarrollo de la misión. Las interfaces de realidad virtual pueden ayudar en este sentido, dado que su alto nivel de inmersión favorece la asimilación de información del entorno de forma natural, provocando así una mejora de la conciencia de la situación respecto a la experimentada con interfaces convencionales. Por otro lado, el ámbito de la teleoperación de robots con actuadores complejos también supone un nicho interesante para esta tecnología. La realidad virtual posee la capacidad de transportar al operador al espacio de trabajo, le proporciona información sobre las tareas a realizar y le permite comandar los robots de forma intuitiva y precisa. Es por estos motivos que en este trabajo se ha decidido desarrollar y probar dos interfaces de realidad virtual: una interfaz de monitorización de misiones multi-UAV y otra de teleoperación de un brazo robótico manipulador de 6 grados de libertad. Los robots funcionan bajo ROS (Robot Operating System), lo que permite su control y toma de datos a través de un ordenador con sistema operativo Linux. Este ordenador se ha conectado a través de sockets TCP/IP a un segundo terminal con Windows, en el que se encuentra el software de diseño de videojuegos Unity y su plugin específico Steam VR, que facilita la conexión con las gafas de realidad virtual HTC Vive. La interfaz de monitorización reproduce el escenario de una serie de misiones de extinción de incendios y seguimiento de intrusos efectuadas en 2016 en la Universidad de Luxemburgo. En las misiones intervienen dos UAVs y un robot terrestre, cuya telemetría y comandos se registraron de forma detallada para su posterior reproducción. La interfaz permite seguir el desarrollo de la misión a través de su conexión con ROS. La información relevante se muestra de forma visual y auditiva, con la aparición dinámica de fuegos y enemigos, el movimiento realista de los UAVs y una serie de elementos adicionales que aportan datos sobre el estado de la misión en cada momento. La interfaz incluye un modo denominado predictivo, en el que se integra información extraída de una serie de redes neuronales en forma de dos variables: relevancia y riesgo. Este modo trata de realizar funciones que normalmente son ejecutadas por operador, relevando así parte de las tareas y reduciendo la carga de trabajo. Además, se incorpora la herramienta de teletransporte para el movimiento dentro del escenario de la misión. Los efectos de la realidad virtual y la componente predictiva se han medido en un conjunto de experimentos efectuados sobre 24 operadores, comparando la interfaz de realidad virtual (predictiva y no predictiva) con una interfaz convencional (también en modo predictivo y no predictivo). La carga de trabajo y conciencia de situación fueron evaluados mediante cuestionarios SAGAT y NASA-TLX, con un total de 20 preguntas sobre la misión en cada interfaz, más una asignación de nivel de cada una de las 6 variables que determinan la carga de trabajo (exigencia mental, física y temporal, esfuerzo, rendimiento y frustración). El análisis de los resultados permite afirmar con un nivel de significancia del 95% que las interfaces de realidad virtual superan a las convencionales en conciencia de la situación, rendimiento y esfuerzo. Además, resultan mejores en el resto de campos, aunque no se puede afirmar que la diferencia sea significativa. Por otra parte, la segunda interfaz permite tanto la monitorización del brazo robótico Kinova Jaco2 (estado de las articulaciones, localización del efector, acciones sobre su entorno...) como el comandado del mismo (mediante el envío de metas al efector moviendo una esfera de comandado). Además, se ha abordado con éxito la conexión bilateral entre ROS y Unity mediante la herramienta RosBridge, mejorando los códigos existentes y aportando nuevos tipos de mensajes que se pueden intercambiar. Las primeras pruebas con operadores muestran las cualidades de esta interfaz: la transmisión de información espacial, el sistema de comandado intuitivo y la operación en condiciones de seguridad. En resumen, el proyecto parte de dos objetivos principales: el desarrollo de una interfaz de monitorización para misiones multi-robot y una interfaz de control para un robot manipulador. En el proceso para alcanzar dichos objetivos se han diseñado escenarios, implementado modelos y creado interacciones en realidad virtual con Unity; desarrollado distintos modos de comunicación entre Unity y ROS; creado un modo de comandado para el brazo robótico en realidad virtual; y diseñado y realizado un conjunto de experimentos y pruebas para la evaluación de las interfaces. Así, se ha conseguido aportar al estado del arte con interfaces inmersivas de nueva generación fuera del área de la robótica industrial. En la interfaz de monitorización se logran unir componentes multimodales y predictivos, mientras que en la de comandado se consigue una interacción con el robot real más allá del entorno de simulación. Estos avances han abierto una gran cantidad de líneas de investigación dentro del grupo, como el desarrollo de interfaces de teleoperación que integren información del entorno obtenida con cámaras 3D, muestren las trayectorias planificadas o muestren el brazo robótico montado sobre un robot móvil. Finalmente, este trabajo se ha llevado a cabo bajo una beca de colaboración en el Departamento de Automática. Los avances realizados han permitido una aportación significativa en tres publicaciones y la participación en eventos como las jornadas de puertas abiertas de la ETSII