Análisis de la relación entre variables hidrometereológicas y zonas inundables por medio de sistemas inteligentes artificiales en un tramo del río Bogotá comprendido entre estaciones de Puente Florencia (Gachancipá) y Tocancipá

125 páginasEsta investigación presenta la comparación entre modelos físicos (Hec-Ras) y modelos inteligentes (Redes Neuronales ANN – Redes Neurodifusas ANFIS) para la predicción de inundaciones. La investigación fue diseñada para comparar los pronósticos de caudal simulado mediante diferentes modelos tanto físicos como inteligentes con el objetivo de hallar el más eficaz. La simulación se realizó en el software computacional Matlab ® 2013, con datos de caudal tomados por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR), desde el mes de septiembre de 2009 hasta octubre de 2013, sobre la cuenca alta del rio Bogotá en un tramo ubicado en los municipios de Gachancipá y Tocancipá. Los hallazgos sugieren que mediante el uso modelos inteligencia artificial se puede llegar a un pronóstico más acertado, cerca del 92% de Coeficiente de Correlación implementando un ANN, lo que sugiere que el modelo simulado tiene un enfoque más preciso en la dinámica de predicción del caudal del rio. El modelo de ANN con una distribución sigmoidal-sigmoidal fue capaz de superar los pronósticos del modelo ANFIS y el modelo Hec-Ras con un mean square error (MSE) del 10.1%, y el mean absolute percentage error (MAPE) del 11.9% lo que hace que la predicción sea catalogada como muy buena. A partir de los resultados arrojados por los modelos simulados se generaron los mapas de zonas inundadas, por medio de un Sistema de Información Geográfica simulado en ArGis, la cartografía suministrada por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi IGAC) y un Modelo digital de elevación (DEM) de 3 metros suministrado por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR).

Design, development and validation of a new laryngo-pharyngeal endoscopic esthesiometer and range-finder based on the assessment of air-pulse variability determinants

BACKGROUND: Laryngo-pharyngeal mechano-sensitivity (LPMS) is involved in dysphagia, sleep apnea, stroke, irritable larynx syndrome and cough hypersensitivity syndrome among other disorders. These conditions are associated with a wide range of airway reflex abnormalities. However, the current device for exploring LPMS is limited because it assesses only the laryngeal adductor reflex during fiber-optic endoscopic evaluations of swallowing and requires a high degree of expertise to obtain reliable results, introducing intrinsic expert variability and subjectivity. METHODS: We designed, developed and validated a new air-pulse laryngo-pharyngeal endoscopic esthesiometer with a built-in laser range-finder (LPEER) based on the evaluation and control of air-pulse variability determinants and on intrinsic observer variability and subjectivity determinants of the distance, angle and site of stimulus impact. The LPEER was designed to be capable of delivering precise and accurate stimuli with a wide range of intensities that can explore most laryngo-pharyngeal reflexes. RESULTS: We initially explored the potential factors affecting the reliability of LPMS tests and included these factors in a multiple linear regression model. The following factors significantly affected the precision and accuracy of the test (P < 0.001): the tube conducting the air-pulses, the supply pressure of the system, the duration of the air-pulses, and the distance and angle between the end of the tube conducting the air-pulses and the site of impact. To control all of these factors, an LPEER consisting of an air-pulse generator and an endoscopic laser range-finder was designed and manufactured. We assessed the precision and accuracy of the LPEER's stimulus and range-finder according to the coefficient of variation (CV) and by looking at the differences between the measured properties and the desired values, and we performed a pilot validation on ten human subjects. The air-pulses and range-finder exhibited good precision and accuracy (CV < 0.06), with differences between the desired and measured properties at <3 % and a range-finder measurement error of <1 mm. The tests in patients demonstrated obtainable and reproducible thresholds for the laryngeal adductor, cough and gag reflexes. CONCLUSIONS: The new LPEER was capable of delivering precise and accurate stimuli for exploring laryngo-pharyngeal reflexes

Robust estimation of bacterial cell count from optical density

Optical density (OD) is widely used to estimate the density of cells in liquid culture, but cannot be compared between instruments without a standardized calibration protocol and is challenging to relate to actual cell count. We address this with an interlaboratory study comparing three simple, low-cost, and highly accessible OD calibration protocols across 244 laboratories, applied to eight strains of constitutive GFP-expressing E. coli. Based on our results, we recommend calibrating OD to estimated cell count using serial dilution of silica microspheres, which produces highly precise calibration (95.5% of residuals &lt;1.2-fold), is easily assessed for quality control, also assesses instrument effective linear range, and can be combined with fluorescence calibration to obtain units of Molecules of Equivalent Fluorescein (MEFL) per cell, allowing direct comparison and data fusion with flow cytometry measurements: in our study, fluorescence per cell measurements showed only a 1.07-fold mean difference between plate reader and flow cytometry data

Taking the pulse of Earth's tropical forests using networks of highly distributed plots

Tropical forests are the most diverse and productive ecosystems on Earth. While better understanding of these forests is critical for our collective future, until quite recently efforts to measure and monitor them have been largely disconnected. Networking is essential to discover the answers to questions that transcend borders and the horizons of funding agencies. Here we show how a global community is responding to the challenges of tropical ecosystem research with diverse teams measuring forests tree-by-tree in thousands of long-term plots. We review the major scientific discoveries of this work and show how this process is changing tropical forest science. Our core approach involves linking long-term grassroots initiatives with standardized protocols and data management to generate robust scaled-up results. By connecting tropical researchers and elevating their status, our Social Research Network model recognises the key role of the data originator in scientific discovery. Conceived in 1999 with RAINFOR (South America), our permanent plot networks have been adapted to Africa (AfriTRON) and Southeast Asia (T-FORCES) and widely emulated worldwide. Now these multiple initiatives are integrated via ForestPlots.net cyber-infrastructure, linking colleagues from 54 countries across 24 plot networks. Collectively these are transforming understanding of tropical forests and their biospheric role. Together we have discovered how, where and why forest carbon and biodiversity are responding to climate change, and how they feedback on it. This long-term pan-tropical collaboration has revealed a large long-term carbon sink and its trends, as well as making clear which drivers are most important, which forest processes are affected, where they are changing, what the lags are, and the likely future responses of tropical forests as the climate continues to change. By leveraging a remarkably old technology, plot networks are sparking a very modern revolution in tropical forest science. In the future, humanity can benefit greatly by nurturing the grassroots communities now collectively capable of generating unique, long-term understanding of Earth's most precious forests. Resumen Los bosques tropicales son los ecosistemas más diversos y productivos del mundo y entender su funcionamiento es crítico para nuestro futuro colectivo. Sin embargo, hasta hace muy poco, los esfuerzos para medirlos y monitorearlos han estado muy desconectados. El trabajo en redes es esencial para descubrir las respuestas a preguntas que trascienden las fronteras y los plazos de las agencias de financiamiento. Aquí mostramos cómo una comunidad global está respondiendo a los desafíos de la investigación en ecosistemas tropicales a través de diversos equipos realizando mediciones árbol por árbol en miles de parcelas permanentes de largo plazo. Revisamos los descubrimientos más importantes de este trabajo y discutimos cómo este proceso está cambiando la ciencia relacionada a los bosques tropicales. El enfoque central de nuestro esfuerzo implica la conexión de iniciativas locales de largo plazo con protocolos estandarizados y manejo de datos para producir resultados que se puedan trasladar a múltiples escalas. Conectando investigadores tropicales, elevando su posición y estatus, nuestro modelo de Red Social de Investigación reconoce el rol fundamental que tienen, para el descubrimiento científico, quienes generan o producen los datos. Concebida en 1999 con RAINFOR (Suramérica), nuestras redes de parcelas permanentes han sido adaptadas en África (AfriTRON) y el sureste asiático (T-FORCES) y ampliamente replicadas en el mundo. Actualmente todas estas iniciativas están integradas a través de la ciber-infraestructura de ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países en 24 redes diferentes de parcelas. Colectivamente, estas redes están transformando nuestro conocimiento sobre los bosques tropicales y el rol de éstos en la biósfera. Juntos hemos descubierto cómo, dónde y porqué el carbono y la biodiversidad de los bosques tropicales está respondiendo al cambio climático y cómo se retroalimentan. Esta colaboración pan-tropical de largo plazo ha expuesto un gran sumidero de carbono y sus tendencias, mostrando claramente cuáles son los factores más importantes, qué procesos se ven afectados, dónde ocurren los cambios, los tiempos de reacción y las probables respuestas futuras mientras el clima continúa cambiando. Apalancando lo que realmente es una tecnología antigua, las redes de parcelas están generando una verdadera y moderna revolución en la ciencia tropical. En el futuro, la humanidad puede beneficiarse enormemente si se nutren y cultivan comunidades de investigadores de base, actualmente con la capacidad de generar información única y de largo plazo para entender los que probablemente son los bosques más preciados de la tierra. Resumo Florestas tropicais são os ecossistemas mais diversos e produtivos da Terra. Embora uma boa compreensão destas florestas seja crucial para o nosso futuro coletivo, até muito recentemente os esforços de medições e monitoramento foram amplamente desconexos. É essencial formarmos redes para obtermos respostas que transcendem fronteiras e horizontes de agências financiadoras. Neste estudo nós mostramos como uma comunidade global está respondendo aos desafios da pesquisa de ecossistemas tropicais, com equipes diversas medindo florestas, árvore por árvore, em milhares de parcelas monitoradas à longo prazo. Nós revisamos as maiores descobertas científicas deste trabalho, e mostramos também como este processo está mudando a ciência de florestas tropicais. Nossa abordagem principal envolve unir iniciativas de base a protocolos padronizados e gerenciamento de dados a fim de gerar resultados robustos em escalas ampliadas. Ao conectar pesquisadores tropicais e elevar seus status, nosso modelo de Rede de Pesquisa Social reconhece o papel-chave do produtor dos dados na descoberta científica. Concebida em 1999 com o RAINFOR (América do Sul), nossa rede de parcelas permanentes foi adaptada para África (AfriTRON) e Sudeste asiático (T-FORCES), e tem sido extensamente reproduzida em todo o mundo. Agora estas múltiplas iniciativas estão integradas através de uma infraestrutura cibernética do ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países de 24 redes de parcelas. Estas iniciativas estão transformando coletivamente o entendimento das florestas tropicais e seus papéis na biosfera. Juntos nós descobrimos como, onde e por que o carbono e a biodiversidade da floresta estão respondendo às mudanças climáticas, e seus efeitos de retroalimentação. Esta duradoura colaboração pantropical revelou um grande sumidouro de carbono persistente e suas tendências, assim como tem evidenciado quais direcionadores são mais importantes, quais processos florestais são mais afetados, onde eles estão mudando, seus atrasos no tempo de resposta, e as prováveis respostas das florestas tropicais conforme o clima continua a mudar. Dessa forma, aproveitando uma notável tecnologia antiga, redes de parcelas acendem faíscas de uma moderna revolução na ciência das florestas tropicais. No futuro a humanidade pode se beneficiar incentivando estas comunidades basais que agora são coletivamente capazes de gerar conhecimentos únicos e duradouros sobre as florestas mais preciosas da Terra. Résume Les forêts tropicales sont les écosystèmes les plus diversifiés et les plus productifs de la planète. Si une meilleure compréhension de ces forêts est essentielle pour notre avenir collectif, jusqu'à tout récemment, les efforts déployés pour les mesurer et les surveiller ont été largement déconnectés. La mise en réseau est essentielle pour découvrir les réponses à des questions qui dépassent les frontières et les horizons des organismes de financement. Nous montrons ici comment une communauté mondiale relève les défis de la recherche sur les écosystèmes tropicaux avec diverses équipes qui mesurent les forêts arbre après arbre dans de milliers de parcelles permanentes. Nous passons en revue les principales découvertes scientifiques de ces travaux et montrons comment ce processus modifie la science des forêts tropicales. Notre approche principale consiste à relier les initiatives de base à long terme à des protocoles standardisés et une gestion de données afin de générer des résultats solides à grande échelle. En reliant les chercheurs tropicaux et en élevant leur statut, notre modèle de réseau de recherche sociale reconnaît le rôle clé de l'auteur des données dans la découverte scientifique. Conçus en 1999 avec RAINFOR (Amérique du Sud), nos réseaux de parcelles permanentes ont été adaptés à l'Afrique (AfriTRON) et à l'Asie du Sud-Est (T-FORCES) et largement imités dans le monde entier. Ces multiples initiatives sont désormais intégrées via l'infrastructure ForestPlots.net, qui relie des collègues de 54 pays à travers 24 réseaux de parcelles. Ensemble, elles transforment la compréhension des forêts tropicales et de leur rôle biosphérique. Ensemble, nous avons découvert comment, où et pourquoi le carbone forestier et la biodiversité réagissent au changement climatique, et comment ils y réagissent. Cette collaboration pan-tropicale à long terme a révélé un important puits de carbone à long terme et ses tendances, tout en mettant en évidence les facteurs les plus importants, les processus forestiers qui sont affectés, les endroits où ils changent, les décalages et les réactions futures probables des forêts tropicales à mesure que le climat continue de changer. En tirant parti d'une technologie remarquablement ancienne, les réseaux de parcelles déclenchent une révolution très moderne dans la science des forêts tropicales. À l'avenir, l'humanité pourra grandement bénéficier du soutien des communautés de base qui sont maintenant collectivement capables de générer une compréhension unique et à long terme des forêts les plus précieuses de la Terre. Abstrak Hutan tropika adalah di antara ekosistem yang paling produktif dan mempunyai kepelbagaian biodiversiti yang tinggi di seluruh dunia. Walaupun pemahaman mengenai hutan tropika amat penting untuk masa depan kita, usaha-usaha untuk mengkaji dan mengawas hutah-hutan tersebut baru sekarang menjadi lebih diperhubungkan. Perangkaian adalah sangat penting untuk mencari jawapan kepada soalan-soalan yang menjangkaui sempadan dan batasan agensi pendanaan. Di sini kami menunjukkan bagaimana sebuah komuniti global bertindak balas terhadap cabaran penyelidikan ekosistem tropika melalui penglibatan pelbagai kumpulan yang mengukur hutan secara pokok demi pokok dalam beribu-ribu plot jangka panjang. Kami meninjau semula penemuan saintifik utama daripada kerja ini dan menunjukkan bagaimana proses ini sedang mengubah bidang sains hutan tropika. Teras pendekatan kami memberi tumpuan terhadap penghubungan inisiatif akar umbi jangka panjang dengan protokol standar serta pengurusan data untuk mendapatkan hasil skala besar yang kukuh. Dengan menghubungkan penyelidik-penyelidik tropika dan meningkatkan status mereka, model Rangkaian Penyelidikan Sosial kami mengiktiraf kepentingan peranan pengasas data dalam penemuan saintifik. Bermula dengan pengasasan RAINFOR (Amerika Selatan) pada tahun 1999, rangkaian-rangkaian plot kekal kami kemudian disesuaikan untuk Afrika (AfriTRON) dan Asia Tenggara (T-FORCES) dan selanjutnya telah banyak dicontohi di seluruh dunia. Kini, inisiatif-inisiatif tersebut disepadukan melalui infrastruktur siber ForestPlots.net yang menghubungkan rakan sekerja dari 54 negara di 24 buah rangkaian plot. Secara kolektif, rangkaian ini sedang mengubah pemahaman tentang hutan tropika dan peranannya dalam biosfera. Kami telah bekerjasama untuk menemukan bagaimana, di mana dan mengapa karbon serta biodiversiti hutan bertindak balas terhadap perubahan iklim dan juga bagaimana mereka saling bermaklum balas. Kolaborasi pan-tropika jangka panjang ini telah mendedahkan sebuah sinki karbon jangka panjang serta arah alirannya dan juga menjelaskan pemandu-pemandu perubahan yang terpenting, di mana dan bagaimana proses hutan terjejas, masa susul yang ada dan kemungkinan tindakbalas hutan tropika pada perubahan iklim secara berterusan di masa depan. Dengan memanfaatkan pendekatan lama, rangkaian plot sedang menyalakan revolusi yang amat moden dalam sains hutan tropika. Pada masa akan datang, manusia sejagat akan banyak mendapat manfaat jika memupuk komuniti-komuniti akar umbi yang kini berkemampuan secara kolektif menghasilkan pemahaman unik dan jangka panjang mengenai hutan-hutan yang paling berharga di dunia

Diseño e implementación de dos dispositivos biomédicos para pacientes con Síndrome de Apnea Obstructiva del Sueño (SAOS) basados en la detección de apneas e hipopneas y rehabilitación por medio de estimulación eléctrica

Esta investigación muestra el desarrollo de dos tecnologías enfocadas al Síndrome de apneahipopnea obstructiva del sueño. La primera tecnología se enfoca en el análisis de las señales del sueño y la segunda en una terapia alternativa basada en electroestimulación para el tratamiento de esta enfermedad. A continuación, se muestra un marco de referencia sobre los trastornos del sueño, los métodos diagnósticos para su evaluación y la estimulación eléctrica como una alternativa para el tratamiento de esta enfermedad

Diseño e implementación de dos dispositivos biomédicos para pacientes con Síndrome de Apnea Obstructiva del Sueño (SAOS) basados en la detección de apneas e hipopneas y rehabilitación por medio de estimulación eléctrica

Esta investigación muestra el desarrollo de dos tecnologías enfocadas al Síndrome de apneahipopnea obstructiva del sueño. La primera tecnología se enfoca en el análisis de las señales del sueño y la segunda en una terapia alternativa basada en electroestimulación para el tratamiento de esta enfermedad. A continuación, se muestra un marco de referencia sobre los trastornos del sueño, los métodos diagnósticos para su evaluación y la estimulación eléctrica como una alternativa para el tratamiento de esta enfermedad

Sensitivity of South American tropical forests to an extreme climate anomaly

NERC Knowledge Exchange Fellowship (NE/V018760/1) to E.N.H.C.The tropical forest carbon sink is known to be drought sensitive, but it is unclear which forests are the most vulnerable to extreme events. Forests with hotter and drier baseline conditions may be protected by prior adaptation, or more vulnerable because they operate closer to physiological limits. Here we report that forests in drier South American climates experienced the greatest impacts of the 2015–2016 El Niño, indicating greater vulnerability to extreme temperatures and drought. The long-term, ground-measured tree-by-tree responses of 123 forest plots across tropical South America show that the biomass carbon sink ceased during the event with carbon balance becoming indistinguishable from zero (−0.02 ± 0.37 Mg C ha−1 per year). However, intact tropical South American forests overall were no more sensitive to the extreme 2015–2016 El Niño than to previous less intense events, remaining a key defence against climate change as long as they are protected.Publisher PDFPeer reviewe