Reliability based robust design optimization based on sensitivity and elasticity factors analysis

In this paper, a Reliability Based Robust Design Optimization (RBRDO) based on sensitivity and elasticity factors analysis is presented. In the first step, a reliability assessment is performed using the First-and Second Order Reliability Method (FORM)/ (SORM), and Monte Carlo Simulation. Furthermore, FORM method is used for reliability elasticity factors assessment, which can be carried out to determine the most influential parameters, these factors can be help to reduce the size of design variables vector in RBRDO process. The main objective of the RBRDO is to improve both reliability and design of a cylindrical gear pair under uncertainties. This approach is achieved by integration of two objectives which minimize the variance and mean values of performance function. To solve this problem a decoupled approach of Sequential Optimization and Reliability Assessment (SORA) method is implemented. The results obtained shown that a desired reliability with a robust design is progressively achieved

Reliability based robust design optimization based on sensitivity and elasticity factors analysis

In this paper, a Reliability Based Robust Design Optimization (RBRDO) based on sensitivity and elasticity factors analysis is presented. In the first step, a reliability assessment is performed using the First-and Second Order Reliability Method (FORM)/ (SORM), and Monte Carlo Simulation. Furthermore, FORM method is used for reliability elasticity factors assessment, which can be carried out to determine the most influential parameters, these factors can be help to reduce the size of design variables vector in RBRDO process. The main objective of the RBRDO is to improve both reliability and design of a cylindrical gear pair under uncertainties. This approach is achieved by integration of two objectives which minimize the variance and mean values of performance function. To solve this problem a decoupled approach of Sequential Optimization and Reliability Assessment (SORA) method is implemented. The results obtained shown that a desired reliability with a robust design is progressively achieved

A Simple ADMM Solution To Sparse-Modeling-Based Detectors For Massive MIMO Systems

International audienceWe give a simple yet efficient Alternating Direction Method of Multipliers algorithm for solving sparse-modeling-based detectors [7, 9] for massive MIMO systems. Our solution relies on a special reformulation of the associated optimization problem by describing the constraints as a Cartesian power of the probability simplex. Simulation results show that the proposed algorithm is as accurate as the best known solvers (interior point methods), while its complexity remains linear with respect to the size of the system

Using self-organizing maps to investigate environmental factors regulating colony size and breeding success of the White Stork (Ciconia ciconia)

We studied variations in the size of breeding colonies and in breeding performance of White Storks Ciconia ciconia in 2006–2008 in north-east Algeria. Each colony site was characterized using 12 environmental variables describing the physical environment, land-cover categories, and human activities, and by three demographic parameters: the number of breeding pairs, the number of pairs with chicks, and the number of fledged chicks per pair. Generalized linear mixed models and the self-organizing map algorithm (SOM, neural network) were used to investigate effects of biotic, abiotic, and anthropogenic factors on demographic parameters and on their relationships. Numbers of breeding pairs and of pairs with chicks were affected by the same environmental factors, mainly anthropogenic, which differed from those affecting the number of fledged chicks per pair. Numbers of fledged chicks per pair was not affected by colony size or by the number of nests with chicks. The categorization of the environmental variables into natural and anthropogenic, in connection with demographic parameters, was relevant to detect factors explaining variation in colony size and breeding parameters. The SOM proved a relevant tool to help determine actual dynamics in White Stork colonies, and thus to support effective conservation decisions at a regional scale

L’impact de la configuration urbaine sur l’exploitation du gisement solaire. Cas de la ville de Biskra

L’énergie solaire présente un potentiel énorme sur la surface terrestre, constitue la principale ressource de lumière et d’énergie, celle-ci parait la plus rentable, la moins polluante et la moins couteuse grâce aux technologies de son exploitation ; due à sa disponibilité partout sur la surface de la terre. Dans un contexte saharien, le potentiel d’énergie solaire est quasiment permanent. Un intérêt immense doit être porté à cette source afin de mieux l’intégrer aux bâtiments et profiter de ces avantages. La ville de Biskra fait partie du contexte saharien et plus précisément des zones arides et chaudes, vue sa situation géographique elle présente un énorme gisement solaire, qui peut être exploité pour réduire le recours à la consommation des énergies non renouvelables et ainsi qu’une tentative de minimiser les émissions des gaz à effet de serre. Beaucoup de recherches ont été établies sur le type de tissu urbain adéquat à un climat spécifique-climat chaud et aride- et ils ont affirmé que le tissu compact et à densité élevé est la plus favorable qu’un tissu aéré et lâche, dans l’intérêt d’assurer un meilleur confort thermique; mais le débat sur la forme et le tissu urbain durable le plus approprié à un tel climat reste toujours ouvert. La configuration urbaine est considérée comme élément générateur du rayonnement solaire ; joue un rôle important sur l’accès solaire. On s’intéresse donc à étudier l’impact de la configuration urbaine sur l’exploitation du gisement solaire pour mieux intégrer et exploiter cette source d’énergie. Ce travail est une tentative qui se penche dans le débat sur les configurations urbaines dans les milieux arides ; à travers lequel on essaye de comparer trois configurations urbaines à densités variés afin d’examiner leurs performances vis-à-vis de l’énergie solaire, qui constitue le point culminant de cette investigation

Prévision du taux d'échec avec les réseaux neurones artificiels dans une station de traitement des eaux résiduaires

La performance et la fiabilité d'une usine de traitement des eaux usées est une considération critique, particulièrement si ces eaux usées traitées seront récupérées pour une réutilisation ultérieure. Les marges de sécurité pour la santé publique et la protection de l'environnement doivent être assurée et respecter. Les performances des processus de traitement sont généralement influencées par de nombreux facteurs tels que les changements qualitatifs et quantitatifs dans les eaux usées et la variabilité inhérente du procédé de traitement. La législation algérienne a établi des critères de qualité de l'eau traitée et rejetée, donc il devrait être possible d'évaluer la performance du processus et la fiabilité des installations pour assurer leurs conformités. La performance de la station de traitement des eaux usées municipales de la ville de Khenchela a été évaluée en fonction de la fiabilité. Les données étudiées et analysées statistiquement inclus les débits des eaux usées et les paramètres importants de qualité de l'eau telles que la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biochimique en oxygène après cinq jours (DBO5), et les matières en suspension (MES) . Les résultats des tests d'adéquation (Kolmogorov-Smirnov, test d'Anderson-Darling, le test de Cramer-von Mises) ont indiqué que, parmi plusieurs modèles de distribution étudiés, les relevés quotidiens des paramètres de qualité de l'eau traitée, la distribution log-normale étaient appropriés pour les données d’auto-surveillances, et la plus adéquat pour décrire les données recueillies. L’utilisation de la fonction log-normal à permit le développement d'un modèle de fiabilité probabiliste pour l’évaluation des performances du procédé de traitement. Une caractéristique importante de ce modèle est que les paramètres du modèle sont basés sur les propriétés des données d'auto-surveillance de la station d’épuration (moyenne arythmique et écart type). Le développement de ce modèle de fiabilité est la première contribution de cette étude, un modèle qui peut fournir une représentation quantitative des performances de la station d'épuration des eaux usées étudié, et peut également être utilisé pour estimer les valeurs moyennes de qualité des eaux usées traitées. Afin d'élaborer une stratégie de contrôle du processus de boues activées dans une station de traitement des eaux usées, la compréhension des variations des niveaux de fiabilité à la station d’épuration est nécessaire. Les systèmes biologiques sont parmi les plus difficiles à contrôler et à prévoir. En raison des mécanismes de réaction biologique complexes, hautement variables dans le temps et les aspects multi variables de la station de traitement des eaux usées (STEU), le diagnostic de la station d'épuration sont encore difficiles dans la pratique. L'application des techniques intelligentes, qui peut analyser les données de processus non-linéaire multidimensionnelle en utilisant une technique de visualisation, peut être utile pour l'analyse et le diagnostic du procédé à boues activées dans une station d'épuration. Cette capacité complexe de la représentation de la non-linéarité combiné avec le fait qu'il n'existe pas de modèle déterministe de la fiabilité pour les stations d'épurations. Les réseaux de neurones artificiels sont un choix idéal comme solution. La prévision du comportement des systèmes complexes a été un vaste domaine d'application pour les réseaux de neurones artificiels. Des applications telles que la prévision économique, la charge d'électricité / prévision de la demande, et la prévision des phénomènes naturels et physiques ont été largement étudiés, d'où les nombreux articles présentés lors des conférences annuelles dans ce domaine d'intervention. La capacité cognitive des réseaux de neurones artificiels pour la cartographie des entrées-sortie complexes et les relations non linéaires, ce qui permettrait une meilleure prévision du processus et de contrôle, les rendent particulièrement attrayant. La deuxième contribution de ce travail de recherche est le développement de modèles de réseaux de neurones artificiels pour la prédiction des taux de fiabilité et taux de défaillance basée sur les données d’auto-surveillance de la station d’épuration, et un modèle probabiliste spécialement développé pour cette étude . Six différents réseaux de neurones artificiels répartis en deux types ; un modèle simple RNA et un modèle complet RNA, basé sur un Perceptron Multicouche (PMC) sont développés pour la prédiction du niveau de la fiabilité, et les taux de défaillance du processus basée sur les paramètres de qualité des eaux usées traitées suivants : la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biochimique en oxygène après cinq jours(DBO5), et les matières en suspension (MES). Le domaine d'application de ces modèles proposés est la prédiction du niveau de fiabilité d'une station de traitement des eaux usées. Le résultat de la prédiction est utilisé pour la détermination les performances du processus, de manière à optimiser le rendement de la station. Les résultats devrait permettre de fournir des informations utiles sur la portée et les possibilités d'application des réseaux de neurones artificiels dans le domaine du traitement des eaux usées et de servir comme un outil de diagnostic des défaillances du processus et en particulier d’'aider les exploitant dans la gestion quotidienne de la station d’épuration. Développer des modèles de réseaux de neurones artificiels en fonction d'un modèle probabiliste pour la prédiction de la fiabilité et les taux de défaillance d’un procédé de traitement basée sur les boues activées est la première tentative dans la littérature scientifique et de la recherche à ce jour

Desenvolupament d' embrions de conill amb hidrogels. Efectes sobre la viabilitat i el creixement postnatal

[ES] Los hidrogeles derivados de la matriz extracelular (MEC) de los tejidos y órganos reproductivos están emergiendo como sistemas prometedores para definir mejores condiciones de cultivo para embriones. Sin embargo, dado que estas técnicas se aplican durante el desarrollo embrionario temprano y que éste es un periodo sensiblemente crítico, los medios y las técnicas utilizadas pueden provocar alteraciones en el desarrollo in vitro e in vivo que deben ser estudiadas. El objetivo del presente estudio fue la evaluación de un hidrogel comercial de colágeno I y de hidrogeles obtenidos del tejido oviductal sobre el desarrollo in vitro de conejo y su viabilidad posterior. Los hidrogeles derivados de los oviductos fueron preparados mediate un protocolo de descelularización con soluciones de los detergentes (sodium dodecyl sulphate ¿SDS- y Tritón X-100) y DNasa 1 (grado II de páncreas bovino). El trabajo se estructuró en dos bloques experimentales, el primero en el que se estudió el efecto del medio de cultivo (DMEM/F12 50/50) suplementado con lactato y piruvato y, del tipo de hidrogel, colágeno tipo I (Col I) y de un hidrogel de matriz oviductal de conejas inducidas a ovular 24h (Mov 24h) sobre el desarrollo embrionario in vitro e in vivo. El segundo, se evaluó el efecto de la suplementación del medio de cultivo (DMEM/F12 50/50 suplementado con lactato y piruvato) con un 10% de matriz oviductal de conejas inducidas a ovular 48 o 72 horas sobre el desarrollo embrionario in vitro y sobre la expresión génica de OCT4 u SOX2. En ambos experimentos las conejas donantes fueron superovuladas con Coriofolitropin alfa y recuperados los embriones 24h después de ser inseminadas y fueron asignados a los diferentes grupos experimentales y cultivados durante 72h a 38ºC, 5%CO2 y humedad a saturación. La viabilidad in vivo y el crecimiento postnatal de los embriones cultivados del primero experimento fue estimada mediante la transferencia de 452 embriones sobre 30 conejas receptoras. Además, se realizó un análisis proteómico de los diferentes hidrogeles producidos a partir de las matrices oviductales de 24, 48h y 72h y utilizados en este trabajo. Los resultados obtenidos mostraron que el cultivo in vitro de embriones de conejo de 2 células en el medio cultivo suplementado con EGF e ITS o cultivados sobre uno u otro tipo de hidrogel retrasaron el desarrollo embrionario. Además, la viabilidad embrionaria in vivo fue baja entre un 9 y un 13% consecuencia directa del cultivo embrionario durante 72h. El peso de los gazapos al nacimiento nacidos del cultivo no se vio afectado frente a los controles utilizados, inseminación artificial y transferencia embrionaria. Pero, si pudo observarse que el peso al destete de los gazapos nacidos del medio suplementado con EGF e ITS y del cultivo sobre el Gel Col I fue mayor a los nacidos por inseminación artificial. El efecto negativo de los prehidrogeles sobre el desarrollo in vitro pudo ser comprobado en el segundo experimento en el que la suplementación del medio de cultivo con 10% de los prehidrogeles de 48 y 72h, sugiriendo la presencia de sustancia embriotóxicas en su composición. El análisis proteómico detectó 209 proteínas, mostrando que 3 de ellas tenían una abundancia diferente entre los prehidrogeles 24 y 48 h y otras tres entre el de 24 y 72 horas, 48 y 72 h mostraron un proteoma idéntico. De total de las proteínas encontradas en los prehidrogeles, el 58% de las proteínas eran matrisomicas.[EN] Hydrogels derived from the extracellular matrix (ECM) of reproductive tissues and organs are emerging as promising systems to define better culture conditions for embryos. However, given that these techniques are applied during early embryonic development and that this is a sensitively critical period, the media and techniques used can cause alterations in vitro and in vivo development that must be studied. The objective of the present study was the evaluation of a commercial hydrogel of collagen I and of hydrogels obtained from oviductal tissue on the in vitro development of rabbits and their subsequent viability. The hydrogels derived from the oviducts were prepared through a decellularization protocol with detergent solutions (sodium dodecyl sulphate -SDS- and Triton X-100) and DNase 1 (grade II from bovine pancreas). The work was structured in two experimental blocks, the first in which was studied the effect of the culture medium (DMEM/F12 50/50) supplemented with lactate and pyruvate and, of the hydrogel type, collagen type I (Col I) and a hydrogel of the oviductal matrix of rabbits induced to ovulate 24h (Mov 24h) on embryonic development in vitro and in vivo. The second, was evaluated the effect of supplementation of the culture medium (DMEM/F12 50/50 supplemented with lactate and pyruvate) with 10% oviductal matrix of rabbits induced to ovulate at 48 or 72 hours on embryonic development in vitro and on gene expression of OCT4 or SOX2. In both experiments, the donor rabbits were superovulated with Corifollitropin alfa and the embryos recovered 24h after being inseminated and were assigned to the different experimental groups and cultured for 72h at 38ºC, 5%CO2 and saturated humidity. In vivo viability and postnatal growth of cultured embryos from the first experiment was estimated by transferring 452 embryos onto 30 recipient rabbits. In addition, a proteomic analysis of the different hydrogels produced from the 24, 48h and 72h oviductal matrices and used in this work was performed. The results obtained showed that the in vitro culture of 2-cell rabbit embryos in the culture medium supplemented with EGF and ITS or cultured on one or another type of hydrogel delayed embryonic development. In addition, in vivo embryo viability was low, between 9 and 13%, a direct consequence of embryo culture for 72 hours. The weight of the rabbits at birth born from the culture was not affected compared to the controls used, artificial insemination and embryo transfer. However, it was observed that the weaning weight of the rabbits born from the medium supplemented with EGF and ITS and from the culture on Gel Col I was higher than those born by artificial insemination. The negative effect of the prehydrogels on in vitro development could be verified in the second experiment in which the culture medium was supplemented with 10% of the prehydrogels at 48 and 72h, suggesting the presence of embryotoxic substances in its composition. Proteomic analysis detected 209 proteins, showing that 3 of them had a different abundance between 24 and 48 h prehydrogels and another three between 24 and 72 h, 48 and 72 h showed an identical proteome. Of the total proteins found in the prehydrogels, 58% of the proteins were matrisomal.Nor-El-Houda, D. (2022). Desarrollo de embriones de conejo con hidrogeles. Efectos sobre la viabilidad y el crecimiento postnatal. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/184482TFG

Image Processing in the Optical Microscopy: Decoding, Photometry Correction and Compression

Abstract: This article presents an application of the digital imaging in the reading of a slide in optical microscopy, by applying a photometric correction of images issued out of the microscope, an interpolation of images captured by a CDD sensor (decoding) and the implementation of a mosaicking in order to obtain a virtual slide of big size. This study is particularly decisive in a context of telediagnosis applications in optical microscopy, using this type of sensor and manipulating images of large dimensions. We also propose some solutions which improve the efficiency of the telediagnosis chain, and the quality of the visualized images