Waveform flexibility in database-oriented cognitive wireless systems

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Advances in high throughput and affordable phenotyping for adapting maize and wheat to climate change

[eng] Supplying sufficient food to an increasing population is one of the most important challenges over the next century. To meet this demand, crop productivity will need to increase while it is being threatened by climate change effects like the increase of temperatures and the intensity of drought periods. Improving crop performance is key for an efficient adaptation to these challenging growing conditions, with crop breeding being one of the pillars. In that sense selecting more productive varieties for specific environments requires a better understanding of plant acclimation to stress conditions, including efficient phenotyping approaches. Plant phenotyping research pursues the development of new methods with high-throughput capacity and affordable to characterize non-destructively plant traits of interest. The main focus of this thesis was to develop and study versatile and precise methodologies with high-throughput capacity in order to improve crop performance assessments, while saving time and costs in the phenotyping tasksof two of the most important cereal crops: maize and wheat. The use of unmanned aerial vehicles (UAV) equipped with imaging sensors (including RGB, multispectral and thermal) permits covering simultaneously hectares of experimental fields fast, precisely, and in a non-destructive way. However, ground evaluations may still be an alternative in terms of cost and spatial resolution. The performance of these methodologies to assess genotypic differences in grain yield was evaluated in maize and wheat under different agronomical and environmental growing conditions such as nutrient deficiency, conservation agriculture, drought and heat stress. On one side, maize studies were performed in trials in Zimbabwe focused on the evaluation of genotypes under either low and normal phosphorus conditions or the application of conservation agriculture together with different top-dressing nitrogen fertilization regimes, to overcome the nutrient poverty of soils. In these studies, vegetation indices, related to parameters informing on the above-ground biomass and assessed during early stages of development, performed well as grain yield indicators. Moreover, during more advanced phenological stages, indices informing on the leaf and the canopy color were the traits that reported a better association with grain yield and N content in leaves. For the case of wheat, evaluations were performed in different latitudes in Spain covering a range of environments and grown under different management conditions, and sampling was performed during the reproductive stage (heading, anthesis and grain filling). In general terms, biomass indicators, such as canopy green biomass inferred from vegetation indices, together with water status indicators, such as canopy temperature, were the most critical traits predicting GY. The delay of senescence in water-limited environments and the photosynthetic efficiency measured by multispectral indices like the photochemical reflectance index (PRI) during anthesis were also relevant traits for GY under the rainfed and late-planting trials, respectively.[cat] La producció de suficient aliment per a una població cada cop més gran és un dels reptes més importants per al pròxim segle. Per assolir la demanda, la productivitat dels cultius han d’augmentar alhora que fan front als efectes del canvi climàtic com increment de les temperatures i la intensitat dels períodes de sequera. La millora de la capacitat dels cultius és un element clau per a l’adaptació a aquestes condicions més exigents i la selecció de varietats més productives sota ambients específics requereix una millor comprensió de l’aclimatació dels cultius als estressos. La recerca en fenotipatge de cultius té com objectiu el desenvolupament de noves metodologies d’alt rendiment capaces de caracteritzar característiques d’interès de les plantes d’una manera no destructiva. Sota condicions de camp, l’aplicació de metodologies tradicionals en experiments grans laboriós i requereix molt de temps. El principal objectiu d’aquesta tesi ha estat el desenvolupament i estudi diferents metodologies de caràcter versàtil, precises i d’alta capacitat per a millorar les mesures de com es desenvolupen els cultius, alhora de que es redueixen els costos i el temps requerit per a fer els mostrejos. El treball es basa en dos dels principals cereals: el blat i el blat de moro. L’ús de vehicles aeris no tripulats (UAV, del anglès Unmanned Aerial Vehicles) equipats amb càmeres i sensors (RGB, multiespectrals i termals) permet mesurar simultàniament hectàrees de camps experimentals d’una manera ràpida, precisa i sense la destrucció de mostra. Tot i així, les mesures a nivell de terra també són una alternativa prou potent pel que fa el cost i la resolució espacial. La capacitat d’aquestes metodologies per a mesurar diferencies genotípiques en el rendiment del blat de moro i el blat ha estat analitzada sota diferents condicions de creixement com la deficiència de nutrients, pràctiques de agricultura de conservació, sequera i altes temperatures. Per una banda, els estudis de blat de moro es van desenvolupar a Zimbabwe i estaven focalitzats en l’avaluació de genotips sota condicions diferents de fòsfor o en l’aplicació de l’agricultura de conservació per combatre la pobresa mineral dels sòls. En aquests estudis, les mesures relacionades amb paràmetres de biomassa aèria durant estadis primerencs de desenvolupament va funcionar bé com a indicadors de rendiment. A més, durant estadis fenològics més avançats, mesures de color de la capçada del cultiu van estar associats tant amb el rendiment com amb el contingut de nitrogen en les fulles. En el cas del blat, les avaluacions es van dur a terme a diferents latituds d’Espanya, cobrint un ampli rang de condicions climàtiques i agronòmiques. Els mostrejos es van realitzar en diferents estadis fenològics. En termes generals, els indicadors de biomassa i d’estat hídric del cultiu han estat de les mesures més correlacionades amb el rendiment. L’endarreriment de la senescència del cultiu en els ambients on l’aigua era el factor més limitant i el potencial fotosintètic mesurat per index multiespectrals durant la floració del cultiu han estat rellevants sota condicions de sequera i sembra tardana, respectivament

DVB-T signal detection for indoor environments in low-SNR regime

The problem of coexistence between the primary (licensed) and secondary (non-licensed) users can be solved in various ways. One of them assumes the application of the detailed Radio Environment Maps being a kind of database, where some crucial information about the licensed transmission can be stored. In this paper we propose the new methods for signal detection in low signal-to-noise regime and compare it through hardware experiment with other known techniques used for spectrum sensing.Peer ReviewedPostprint (author’s final draft

DVB-T channels power measurements in indoor/outdoor cases

In this paper the analysis of the spectrum occupancy in the TV band is provided based on the indoor and outdoor measurements campaigns carried out in Poznan, Poland, and Barcelona, Spain, in 2013. The goal of this work is to discuss the stability and other important features of the observed spectrum occupancy in the context of indoor/outdoor Radio Environment Maps database deployment. Reliable deployment of these databases seems to be one of the critical points in practical utilization of the TV White Spaces for cognitive purposes inside buildings and in densely populated cities.Postprint (published version

Technical advances in the design and deployment of future heterogeneous networks

The trend in wireless communications systems is the enhancement of the network infrastructure with the introduction of small cells, where a specific geographical area is served by low-range, low-power access points. The result is the creation of a heterogeneous topology where macrocells coexist with a variety of small-cell types. In this editorial article we briefly summarize the recent technical advances in the design and deployment of future heterogeneous networks addressed in the papers that compose this special issue. In particular the following aspects are considered: the design of interference and radio resource management algorithms, the analysis of the energy efficiency and power control issues in heterogeneous networks, the concept of coordination in small cell networks, key backhaul aspects of HetNets, deployment issues and overall management strategies.Peer ReviewedPostprint (published version

Contributions of the theory of “scripts” to the analysis of episodes of child litigation

El siguiente desarrollo, tiene como lugar de producción el Proyecto UBACyT 2016: “Hermenéutica y metodología: desarrollo y evaluación de estrategias metodológicas para la investigación interpretativa” a cargo de la Profesora Dra. Roxana Ynoub. Las tareas y objetivos de dicho programa de investigación se han propuesto evaluar las características que presentan (o debieran presentar) las hipótesis hermenéuticas, su potencial de contrastación, y los criterios que guían su operacionalización. En este sentido, se asume el supuesto de que el material de análisis de las hipótesis hermenéuticas tiene un estatuto significante (Ynoub, 2010, 2014, 2015, 2016). En esta oportunidad, presentaré una propuesta para la interpretación de lo que fue tematizado al interior del mismo equipo de investigación como “episodios de litigio”. Este concepto, cuyo origen se remonta a los trabajos de investigación del Profesor Juan Samaja, evoca la “práctica social” que signa la progresiva inclusión del niño o la niña, en experiencias juditivas coexistenciales (o sociales), según se inscriba y participe en diferentes órdenes institucionales.The following development takes place at the UBACyT 2016 Project: “Hermenéutica y metodología: desarrollo y evaluación de estrategias metodológicas para la investigación interpretativa” by Prof. Dr. Roxana Ynoub. The tasks and objectives of this research program have been proposed to evaluate the characteristics that the hermeneutic hypotheses present (or should present), their potential for contrasting, and the criteria that guide their operationalization. In this sense, it is assumed that the material for the analysis of hermeneutic hypotheses has a significant status (Ynoub, 2010, 2014, 2015, 2016). On this occasion, I will present a proposal for the interpretation of what was thematized within the same research team as "litigation episodes". This concept, whose origin goes back to the research works of Prof. Juan Samaja, evokes the "social practice" that signifies the progressive inclusion of the child in coexistential (or social) judicial experiences, as it is inscribed and participates in different institutional orders.Facultad de Psicologí

Computational studies of enzymatic and biomimetic catalysts

Enzymes are the most efficient biocatalysts in Nature. However, biocatalysts in general are not capable of catalyzing reactions for industrial purposes. Hence, biocatalysts need to be engineered by introducing mutations in the active site or at distal positions in the enzyme, thereby inducing changes in the conformational dynamics of enzymes. In this thesis an analysis of conformational dynamics of several enzymes has been developed by using computational tools for understanding how their conformational dynamics affect the enzyme function. Biomimetic chemistry seeks to design novel efficient metal-based organocatalysts mimicking the structure-function from the enzyme’s active site. In this thesis detailed mechanism pathways for EUK-8 salen ligand have been proposed through computational tools. 57Fe Mössbauer spectroscopy is a technique that provides information about the chemical nature of Iron systems, regardless of its spin and oxidation states. Since the Mössbauer spectra is not always straightforward to analyze, this new computational analysis performed will support experimental Mössbauer data for helping to characterize Fe-based systems.Els enzims són els catalitzadors més eficients que existeixen a la Natura. No obstant, en general no són capaços de catalitzar reaccions importants per a propòsits industrials. Per tant, calen ser modificats introduint mutacions en el centre actiu o en posicions llunyanes, alterant així la seva dinàmica conformacional. En aquesta tesi s'ha realitzat un anàlisi centrat en la dinàmica conformacional de diferents enzims fent servir eines computacionals. La química biomimètica cerca dissenyar nous organocatalitzadors eficients imitant la funció estructural del centre actiu de l’enzim. En aquesta tesi es presenta el mecanisme detallat pel lligand EUK-8 salen per tal de poder-ne millorar la seva activitat catalasa. L’espectroscòpia Mössbauer de 57Fe és una tècnica que proporciona informació sobre la naturalesa química dels sistemes de Ferro, respecte els estat d’espín i d’oxidació. Com que els espectres de Mössbauer no sempre són fàcils d’analitzar, el nou mètode desenvolupat ajudarà a analitzar les dades experimentals de Mössbauer i també a caracteritzar les diferents espècies de Fe

Identificación de variables socioeconómicas e institucionales asociadas al desempeño académico de los aprendices SENA en las pruebas Saber Pro 2012

This research identifies the socio-demographic and institutional variables associated with trainees of the SENA National Service Learning center who obtained the best results in the Icfes Saber Pro 2012 test. The data selected for this analysis correspond to the information of 9.962 participants, which 9.779 are obtained as valid observations records nationwide. The 75% of the trainees are located in the departments of Bogotá D.C., Antioquia, Santander, Bolívar, Valle and Cundinamarca, while the remaining 25% is divided into 23 departments. A logit type binary choice model was used as the econometric technique to test the impact of explanatory variables on the three generic modules arranged in the tests: critical reading, quantitative reasoning and english. The probabilistic analysis concluded that the variables with the greatest positive impact on the highest levels of performance are: gender, marital status, place of residence, employment relationship, having or not having dependents, the socio-economic stratum, high school financement source (official or private), and internet connection.Esta investigación identifica las variables sociodemográficas e institucionales asociadas a los aprendices del Servicio Nacional de Aprendizaje SENA que obtuvieron los mejores resultados en las pruebas Saber Pro 2012 del Icfes. Los datos seleccionados para este análisis corresponden a la información de 9.962 participantes, de los cuales, se obtienen como observaciones validas 9.779 registros a nivel nacional. Se tiene que el 75% de los aprendices se encuentran ubicados en los departamentos de Bogotá D.C., Antioquia, Santander, Bolívar, Valle y Cundinamarca, mientras que el 25% restante está distribuido en 23 departamentos. Como técnica econométrica se empleó un modelo de elección binaria tipo logit para contrastar la incidencia de variables explicativas sobre los tres módulos genéricos dispuestos en las pruebas: lectura crítica, razonamiento cuanti­tativo e inglés. Concluido el análisis probabilístico se observó que las variables con mayor incidencia positiva en los más altos niveles de desempeño son: el género, el estado civil, el lugar de residencia, la vinculación laboral, tener o no personas a cargo, el estrato socio-económico, el origen de la institución en donde cursó el bachillerato (oficial o privada), y la tenencia de conexión a internet

Acute-Stress Biomarkers in Three Octopodidae Species After Bottom Trawling

Several Octopodidae species have a great potential for the diversification of worldwide aquaculture. Unfortunately, the lack of stress-related biomarkers in this taxon results an obstacle for its maintenance in conditions where animal welfare is of paramount relevance. In this study, we made a first approach to uncover physiological responses related to fishing capture in Eledone moschata, Eledone cirrhosa, and Octopus vulgaris. Captured octopus from all three species were individually maintained in an aquaculture system onboard of oceanographic vessel in south-western waters of Europe. Haemolymph plasma and muscle were collected in animals at the moment of capture, and recovery was evaluated along a time-course of 48 h in Eledone spp., and 24 h for O. vulgaris. Survival rates of these species captured in spring and autumn were evaluated. Physiological parameters such as plasma pH, total CO2, peroxidase activity, lysozyme, hemocyanin, proteases, pro-phenoloxidase, anti-proteases, free amino acids, lactate and glucose levels, as well as muscle water percentage, free amino acids, lactate, glycogen and glucose values were analyzed. The immune system appears to be compromised in these species due to capture processes, while energy metabolites were mobilized to face the acute-stress situation, but recovery of all described parameters occurs within the first 24 h after capture. Moreover, this situation exerts hydric balance changes, as observed in the muscle water, being these responses depending on the species assessed. In conclusion, three Octopodidae species from south-western waters of Europe have been evaluated for stress-related biomarkers resulting in differentiated mechanisms between species. This study may pave the way to further study the physiology of stress in adult octopuses and develop new methodologies for their growth in aquaculture conditions

Avances en sistemas software para robótica con atributos de calidad de servicio adaptativos

En esta Tesis se presenta Nerve, un middleware para sistemas distribuidos y robótica basado en la librería de comunicaciones multiplataforma ACE y el en estándar the Data Distribution Service (DDS). Nerve garantiza la escalabilidad y las calidades de servico (QoS) necesarias para sistemas de tiempo real, pero también permite a los desarrolladores reutilizar la mayoría del código existente y ofrecerles los mecanismos necesarios para desplegar partes de dicho código en tareas distribuidas. Además, Nerve ofrece una infraestructura de monitorización y adaptación. La infraestructura de monitorización permite tener acceso a las métricas del sistema (CPU, memoria, etc.) y a las métricas de usuario (QoS, variables utilizadas en algoritmos, etc.). Para ello se describe un mecanismo de instrumentación automática de código utilizando las herramientas basadas en los compiladores LLVM. Con respecto a la infraestructura de adaptación, ésta se encarga de modificar las QoS para obtener el mejor comportamiento posible del robot con los recursos disponibles en tiempo de ejecución. También se describen la implementación e integración en Nerve de un mecanismo de comunicaciones basado en petición/respuesta que, junto al original basado en la publicación/suscripción, permite dar soporte al modelo cliente/servidor. Este modelo clásico de comunicaciones se ha utilizado con éxito para integrar Nerve en otros frameworks existentes para robótica. Finalmente, los beneficios del uso de Nerve se verán reflejados a través de su aplicación en sistemas robóticos reales.Los robots sociales son robots autónomos que trabajan en entornos sociales reales donde tienen que interactuar con seres humanos e incluso con otros robots. La implementación de estos sistemas robóticos está moviendose hacia el uso de frameworks basados en componentes, los cuales se centran en la reusabilidad y en la evolución del software. De esta manera, el software de un robot está compuesto por entidades binarias (componentes) distribuidos que se comunican entre sí utilizando un middleware de comunicaciones, que permite abstraer al desarrollador de los detalles de bajo nivel y comunicar sistemas heterogéneos. Si embargo, el uso de estos frameworks basados en componentes y middleware para robótica implica una curva de aprendizaje muy pronunciada, además de introducir nuevos desafíos a los desarrolladores para poder satisfacer los requisitos de alto rendimiento y otras calidades de servicio. El análisis y la verificación de esas propiedades no funcionales debe incluir formas de monitorizar los diferentes valores del sistema. Normalmente, las herramientas de monitorización para robótica incluyen sólo información sobre el estado de los componentes y la acción típica a realizar, en caso de detectar que no se satisface algún requisito, es parar el software, lo que suele implicar parar el robot. Obviamente, este escenario no es la mejor opción para los robots sociales, a menos que introduzcamos un mecanismo que garantice que el sistema de control del robot se autoadaptará y reparará él mismo si es necesario (y posible). De esta forma, aparece un nuevo requisito: un sistema de control de un robot debe de ser tolerante a fallos, permitiendo auto-adaptarse, es decir: detectar cambios significativos, decidir cómo reaccionar, y actuar para ejecutar tales decisiones