A physics-informed machine learning model for reconstruction of dynamic loads

Long-span bridges are subjected to a multitude of dynamic excitations during their lifespan. To account for their effects on the structural system, several load models are used during design to simulate the conditions the structure is likely to experience. These models are based on different simplifying assumptions and are generally guided by parameters that are stochastically identified from measurement data, making their outputs inherently uncertain. This paper presents a probabilistic physics-informed machine-learning framework based on Gaussian process regression for reconstructing dynamic forces based on measured deflections, velocities, or accelerations. The model can work with incomplete and contaminated data and offers a natural regularization approach to account for noise in the measurement system. An application of the developed framework is given by an aerodynamic analysis of the Great Belt East Bridge. The aerodynamic response is calculated numerically based on the quasi-steady model, and the underlying forces are reconstructed using sparse and noisy measurements. Results indicate a good agreement between the applied and the predicted dynamic load and can be extended to calculate global responses and the resulting internal forces. Uses of the developed framework include validation of design models and assumptions, as well as prognosis of responses to assist in damage detection and structural health monitoring.Comment: 8 pages, 7 figures and 10 reference

Catastrophic slab loss in southwestern Pangea preserved in the mantle and igneous record

The Choiyoi Magmatic Province represents a major episode of silicic magmatism in southwestern Pangea in the mid-Permian-Triassic, the origin of which remains intensely debated. Here, we integrate plate-kinematic reconstructions and the lower mantle slab record beneath southwestern Pangea that provide clues on late Paleozoic-Mesozoic subducting slab configurations. Also, we compile geochronological information and analyze geochemical data using tectono-magmatic discrimination diagrams. We demonstrate that this magmatic event resulted from a large-scale slab loss. This is supported by a paleogeographic coincidence between a reconstructed 2,800-3,000-km-wide slab gap and the Choiyoi Magmatic Province and geochemical data indicating a slab break-off fingerprint in the latter. The slab break-off event is compatible with Permian paleogeographic modifications in southwestern Pangea. These findings render the Choiyoi Magmatic Province the oldest example of a geophysically constrained slab loss event and open new avenues to assess the geodynamic setting of silicic large igneous provinces back to the late Paleozoic.Fil: Gianni, Guido Martin. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto Geofísico Sismológico Volponi; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Navarrete Granzotto, César Rodrigo. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Simultaneous retrieval of optical and geometrical parameters of multilayered turbid media via state-estimation algorithms

In the present paper we propose an implementation of the Kalman filter algorithm, which allows simultaneous recovery of the absorption coefficient, the reduced scattering coefficient and the thicknesses of multi-layered turbid media, with the deepest layer taken as semi-infinite. The approach is validated by both Monte Carlo simulations and experiments, showing good results in structures made up of four layers. As it is a Bayesian algorithm, prior knowledge can be included to improve the accuracy of the retrieved unknowns. One of the most promising applications of this approach is the capability of real-time monitoring of living organs by near infrared spectroscopy. In particular, determination of blood perfusion in the adult head is one of the desired goals, allowing continuous control of stroke patients. This demands accurate measurement of the optical properties, especially absorption, of the head layers, from scalp to the cortex.Fil: García, Héctor Alfredo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Baez, Guido Rodrigo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pomarico, Juan Antonio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Codon usage clusters correlation: Towards protein solubility prediction in heterologous expression systems in E. coli

Production of soluble recombinant proteins is crucial to the development of industry and basic research. However, the aggregation due to the incorrect folding of the nascent polypeptides is still a mayor bottleneck. Understanding the factors governing protein solubility is important to grasp the underlying mechanisms and improve the design of recombinant proteins. Here we show a quantitative study of the expression and solubility of a set of proteins from Bizionia argentinensis. Through the analysis of different features known to modulate protein production, we defined two parameters based on the %MinMax algorithm to compare codon usage clusters between the host and the target genes. We demonstrate that the absolute difference between all %MinMax frequencies of the host and the target gene is significantly negatively correlated with protein expression levels. But most importantly, a strong positive correlation between solubility and the degree of conservation of codons usage clusters is observed for two independent datasets. Moreover, we evince that this correlation is higher in codon usage clusters involved in less compact protein secondary structure regions. Our results provide important tools for protein design and support the notion that codon usage may dictate translation rate and modulate co-Translational folding.Fil: Pellizza Pena, Leonardo Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Smal, Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rodrigo, Guido. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Aran, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Surface and mantle records reveal an ancient slab tear beneath Gondwana

Vertical slab-tearing has been widely reported in modern convergent settings profoundly influencing subduction and mantle dynamics. However, evaluating a similar impact in ancient convergent settings, where oceanic plates have been subducted and the geological record is limited, remains challenging. In this study, we correlate the lower mantle structure, which retained the past subduction configuration, with the upper-plate geological record to show a deep slab rupture interpreted as a large-scale tearing event in the early Mesozoic beneath southwestern Gondwana. For this purpose, we integrated geochronological and geological datasets with P-wave global seismic tomography and plate-kinematic reconstructions. The development of a Late Triassic-Early Jurassic slab-tearing episode supports (i) a slab gap at lower mantle depths, (ii) a contrasting spatiotemporal magmatic evolution, (iii) a lull in arc activity, and (iv) intraplate extension and magmatism in the Neuquén and Colorado basins. This finding not only has implications for identifying past examples of a fundamental process that shapes subduction zones, but also illustrates an additional mechanism to trigger slab-tearing in which plate rupture is caused by opposite rotation of slab segments.Fil: Gianni, Guido Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto Geofísico Sismológico Volponi; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Comodoro. Departamento de Geología; ArgentinaFil: Navarrete Granzotto, César Rodrigo. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Comodoro. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Spagnotto, Silvana Liz. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis; Argentin

Stress, coping and presenteeism in nurses assisting critical and potentially critical patients

Objetivo Verificar as associações entre estresse, Coping e presenteísmo em enfermeiros atuantes na assistência direta a pacientes críticos e potencialmente críticos.
 Método Trata-se de um estudo descritivo, transversal e quantitativo, realizado entre março e abril de 2010 com 129 enfermeiros hospitalares. Utilizou-se o Inventário de estresse em enfermeiros, Escala de Coping Ocupacional e Questionário de Limitações no Trabalho. Para a análise, aplicaram-se os testes Kolmogorov-Smirnov, coeficiente de correlação de Pearson e Spearman, Qui- Quadrado e o Teste T. Resultados Observou-se que 66,7% dos enfermeiros apresentaram baixo estresse, 87,6% utilizam estratégias de controle para o enfrentamento do estresse e 4,84% tiveram decréscimo na produtividade. Relações diretas e significativas entre estresse e produtividade perdida foram encontradas. Conclusão O estresse interfere no cotidiano dos enfermeiros e repercute na produtividade. Embora a impossibilidade de testar associações, a estratégia de controle pode minimizar o estresse, o que consequentemente contribui para a melhor produtividade do enfermeiro na assistência a pacientes críticos e potencialmente críticos.
Objetivo Verificar las asociaciones entre el estrés, las estrategias de coping y el presentismo en enfermeros actuantes en la asistencia directa a pacientes críticos y potencialmente críticos. Método Se trata de un estudio descriptivo, transversal y cuantitativo, realizado entre marzo y abril de 2010 con 129 enfermeros hospitalarios. Se utilizó el Inventario de estrés en enfermeros, la Escala de Afrontamiento Ocupacional y el Cuestionario de Limitaciones Laborales. Para el análisis, se aplicaron las pruebas de Kolmogorov-Smirnov, el coeficiente de correlación de Pearson y Spearman, Chi- Cuadrado y Prueba T. Resultados Fue observado que el 66,7% de los enfermeros presentaban estrés bajo, el 87,6% utilizaban estrategias de control para el coping del estrés y el 4,84% tuvieron reducción de productividad. Se encontraron relaciones directas y significativas entre el estrés y la productividad perdida. Conclusión El estrés interfiere en el cuotidiano de los enfermeros y repercute en su productividad. Aunque sea imposible probar las asociaciones, puede que la estrategia de Control haya minimizado el estrés y consecuentemente contribuido para la mejor productividad del enfermero en la asistencia a pacientes críticos y potencialmente críticos.Objective to verify the associations between stress, Coping and Presenteeism in nurses operating on direct assistance to critical and potentially critical patients. Method this is a descriptive, cross-sectional and quantitative study, conducted between March and April 2010 with 129 hospital nurses. The Inventory of stress in nurses, Occupational and Coping Questionnaire Range of Limitations at Work were used. For the analysis, the Kolmogorov-Smirnov test, correlation coefficient of Pearson and Spearman, Chi-square and T-test were applied. Results it was observed that 66.7% of the nurses showed low stress, 87.6% use control strategies for coping stress and 4.84% had decrease in productivity. Direct and meaningful relationships between stress and lost productivity were found. Conclusion stress interferes with the daily life of nurses and impacts on productivity. Although the inability to test associations, the control strategy can minimize the stress, which consequently contributes to better productivity of nurses in the care of critical patients and potentially critical.

Implementation of the extended Kalman filter for determining the optical and geometrical properties of turbid layered media by time-resolved single distance measurements

In this article we propose an implementation of the extended Kalman filter (EKF) for the retrieval of optical and geometrical properties in two-layered turbid media assuming a dynamic setting, where absorption of each layer was changed in different steps. Prior works implemented the EKF in frequency-domain with several pairs of light sources and detectors and for static parameters estimation problems. Here we explore the use of the EKF in single distance, time-domain measurements, together with a corresponding forward model. Results show good agreement between retrieved and nominal values, with rather narrow analytical credibility intervals, indicating that the recovery process has low uncertainty, especially for the absorption coefficients.Fil: Baez, Guido Rodrigo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: García, Héctor Alfredo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Grosenick, Dirk. Physikalisch-technische Bundesanstalt; AlemaniaFil: Wabnitz, Heidrun. Physikalisch-technische Bundesanstalt; Alemani

Asociación de la hipercloremia con la mortalidad en pacientes con sepsis y shock séptico de la unidad de cuidados intensivos del Hospital III Yanahuara, Arequipa 2017 – 2019

Objetivo: Establecer la asociación de la hipercloremia con la mortalidad en pacientes con sepsis y shock séptico de la UCI del Hospital III Yanahuara, durante los años 2017 y 2019. Métodos: Se revisaron las historias clínicas de 94 pacientes hospitalizados en el servicio de la Unidad de Cuidados Intensivos que cumplieron con los criterios de selección. Los resultados se muestran con estadística descriptiva y se comparan con prueba de Chi cuadrado y riesgo relativo. Resultados: El 48.9% de los pacientes pertenecían al sexo masculino y el 48.9% al sexo femenino; el 0% pertenecía al grupo etario joven, el 26.6% al grupo etario adulto y el 73.4% eran adultos mayores. El foco infeccioso predominante en los pacientes con sepsis fue el respiratorio con un 13.8% del total y en los pacientes con shock séptico fue el abdominal con un 24.5%. El valor promedio de cloro en los pacientes con hipercloremia (> 106mEq/L) fue de 117.76 ± 8.16 mEq/L y de los pacientes sin hipercloremia (≤ 106 mEq/L) fue de 100.3 ± 6.53 mEq/L. El puntaje promedio de SOFA fue de 8.25 ± 3.71 en pacientes con hipercloremia y 6.74 ± 3.78 en los pacientes sin hipercloremia. El 24.5% de los pacientes con hipercloremia se agruparon en el rango de SOFA de 7 a 9 y el 25.5% de los pacientes sin hipercloremia se agruparon en el rango de 0 a 6 (p < 0.05). Sin embargo, los pacientes con sepsis pertenecieron en un 22.3% al rango de escala SOFA de 0 a 6 y los pacientes con shock séptico en un 25.5% al rango de escala SOFA de 7 a 9 (p > 0.05). El 46.8% del total de pacientes fallecieron, de los cuales el 12.8% tenían sepsis y el 34.0% tenían shock séptico (p > 0.05), mientras que el 30.9% tenían hipercloremia y el 16.0% no tenían hipercloremia (p < 0.05). Los pacientes con hipercloremia fallecidos tuvieron un RR de 1.63 de fallecer en comparación con los pacientes sin hipercloremia. Conclusiones: Existe una asociación estadísticamente significativa entre el nivel de cloro sérico al momento del diagnóstico de sepsis o shock séptico y la mortalidad de los pacientes (p < 0.05), evidenciando que los pacientes con hipercloremia tienen un 67% más de riesgo de fallecer en comparación con los pacientes sin hipercloremia (RR 1.63, 95% IC [1.04 – 2.56]).Tesi

Aplicaciones de la Realidad Aumentada

Este proyecto consiste en mostrar que es la Realidad Aumentada, como funciona y hacer unas demostraciones funcionales en base a los conocimientos adquiridos. Al comienzo se realizará una explicación a cerca de la Realidad Aumentada, donde comenzó, sus principales características y en que se basan los diferentes modelos. Luego, se hablará sobre FLARToolKit, una librería que permite crear Realidad Aumentada para Adobe Flash, indicando la manera en que funciona internamente y sus diferentes fases. En el siguiente capítulo, se explicará la metodología que se seguirá en las demostraciones del Capítulo 5. En dicho capítulo, se expondrán diferentes casos de estudio siguiendo la metodología previa. Se explicará el objetivo de cada caso de estudio así como su implementación y los problemas encontrados a la hora de realizarlos, para luego hacer una breve evaluación del producto. En el Capítulo 7, se hace una mirada al futuro de la Realidad Aumentada, encontrando como es aplicada hoy en día y como podría ser en un futuro cercano. Finalmente se realiza una evaluación crítica del trabajo hecho y se resumirán las conclusiones obtenidas