Fabrication and Pseudo-Analog Characteristics of Ta2O5 -Based ReRAM Cell

Memristori on yksi elektroniikan peruskomponenteista vastuksen, kondensaattorin ja kelan lisäksi. Se on passiivinen komponentti, jonka teorian kehitti Leon Chua vuonna 1971. Kesti kuitenkin yli kolmekymmentä vuotta ennen kuin teoria pystyttiin yhdistämään kokeellisiin tuloksiin. Vuonna 2008 Hewlett Packard julkaisi artikkelin, jossa he väittivät valmistaneensa ensimmäisen toimivan memristorin. Memristori eli muistivastus on resistiivinen komponentti, jonka vastusarvoa pystytään muuttamaan. Nimens mukaisesti memristori kykenee myös säilyttämään vastusarvonsa ilman jatkuvaa virtaa ja jännitettä. Tyypillisesti memristorilla on vähintään kaksi vastusarvoa, joista kumpikin pystytään valitsemaan syöttämällä komponentille jännitettä tai virtaa. Tämän vuoksi memristoreita kutsutaankin usein resistiivisiksi kytkimiksi. Resistiivisiä kytkimiä tutkitaan nykyään paljon erityisesti niiden mahdollistaman muistiteknologian takia. Resistiivisistä kytkimistä rakennettua muistia kutsutaan ReRAM-muistiksi (lyhenne sanoista resistive random access memory). ReRAM-muisti on Flash-muistin tapaan haihtumaton muisti, jota voidaan sähköisesti ohjelmoida tai tyhjentää. Flash-muistia käytetään tällä hetkellä esimerkiksi muistitikuissa. ReRAM-muisti mahdollistaa kuitenkin nopeamman ja vähävirtaiseman toiminnan Flashiin verrattuna, joten se on tulevaisuudessa varteenotettava kilpailija markkinoilla. ReRAM-muisti mahdollistaa myös useammin bitin tallentamisen yhteen muistisoluun binäärisen (”0” tai ”1”) toiminnan sijaan. Tyypillisesti ReRAM-muistisolulla on kaksi rajoittavaa vastusarvoa, mutta näiden kahden tilan välille pystytään mahdollisesti ohjelmoimaan useampia tiloja. Muistisoluja voidaan kutsua analogisiksi, jos tilojen määrää ei ole rajoitettu. Analogisilla muistisoluilla olisi mahdollista rakentaa tehokkaasti esimerkiksi neuroverkkoja. Neuroverkoilla pyritään mallintamaan aivojen toimintaa ja suorittamaan tehtäviä, jotka ovat tyypillisesti vaikeita perinteisille tietokoneohjelmille. Neuroverkkoja käytetään esimerkiksi puheentunnistuksessa tai tekoälytoteutuksissa. Tässä diplomityössä tarkastellaan Ta2O5 -perustuvan ReRAM-muistisolun analogista toimintaa pitäen mielessä soveltuvuus neuroverkkoihin. ReRAM-muistisolun valmistus ja mittaustulokset käydään läpi. Muistisolun toiminta on harvoin täysin analogista, koska kahden rajoittavan vastusarvon välillä on usein rajattu määrä tiloja. Tämän vuoksi toimintaa kutsutaan pseudoanalogiseksi. Mittaustulokset osoittavat, että yksittäinen ReRAM-muistisolu kykenee binääriseen toimintaan hyvin. Joiltain osin yksittäinen solu kykenee tallentamaan useampia tiloja, mutta vastusarvoissa on peräkkäisten ohjelmointisyklien välillä suurta vaihtelevuutta, joka hankaloittaa tulkintaa. Valmistettu ReRAM-muistisolu ei sellaisenaan kykene toimimaan pseudoanalogisena muistina, vaan se vaati rinnalleen virtaa rajoittavan komponentin. Myös valmistusprosessin kehittäminen vähentäisi yksittäisen solun toiminnassa esiintyvää varianssia, jolloin sen toiminta muistuttaisi enemmän pseudoanalogista muistia.The memristor is one of the fundamental circuit elements in addition to a resistor, capacitor and an inductor. It is a passive component whose theory was postulated by Leon Chua in 1971. It took over 30 years before any known physical examples were discovered. In 2008 Hewlett Packard published an article where they manufactured a device which they claimed to be the first memristor found. The memristor, which is a concatenation of memory resistor, is a resistive component that has an ability to change its resistance. It can also remember its resistance value without continuous current or voltage. Typically, a memristor has at least two resistance states that can be altered. This is the reason why memristors are also called resistive switches. Resistive switches can be used in memory technologies. A memory array that has been built using resistive switches is called ReRAM (resistive random access memory). ReRAM, like Flash memory, is a non-volatile memory that can be programmed or erased electrically. Flash memories are currently used e.g. in memory sticks. However, compared to Flash, ReRAM has faster operating speed and lower power consumption, for instance. It could potentially replace current memory standards in future. A ReRAM memory cell can also store multiple bits instead of binary operation (”0” or ”1”). Typically there exists multiple intermediate resistance states between ReRAM’s limiting resistances that could be utilized. Such memory could be called analog, if the amount of intermediate states is not limited to discrete levels. Analog memories make it possible to build artificial neural networks (ANN) efficiently, for instance. ANNs try to model the behaviour of brain and to perform tasks that are difficult for traditional computer programs such as speech recognition or artificial intelligence. This thesis studies the analog behaviour of Ta 2 O 5 -based ReRAM cell. Manufacturing process and measurement results are presented. The operation of ReRAM cell is rarely fully analog as there exists limited amount of intermediate resistance states. This is the reason why operation is called pseudo-analog. Measurement results show that a single ReRAM cell is suitable for binary operation. In some cases, a single cell can store multiple resistance values but there exists significant variance in resistance states between subsequent programming cycles. The proposed ReRAM cell cannot operate as pseudo-analog ReRAM cell in itself as it needs an external current limiting component. Improving the manufacturing process should reduce the variability such that the operation would be more like a pseudo-analog memory.Siirretty Doriast

Silo NLP's Participation at WAT2022

This paper provides the system description of "Silo NLP's" submission to the Workshop on Asian Translation (WAT2022). We have participated in the Indic Multimodal tasks (English->Hindi, English->Malayalam, and English->Bengali Multimodal Translation). For text-only translation, we trained Transformers from scratch and fine-tuned mBART-50 models. For multimodal translation, we used the same mBART architecture and extracted object tags from the images to use as visual features concatenated with the text sequence. Our submission tops many tasks including English->Hindi multimodal translation (evaluation test), English->Malayalam text-only and multimodal translation (evaluation test), English->Bengali multimodal translation (challenge test), and English->Bengali text-only translation (evaluation test).Peer reviewe

Silo NLP's Participation at WAT2022

This paper provides the system description of "Silo NLP's" submission to the Workshop on Asian Translation (WAT2022). We have participated in the Indic Multimodal tasks (English->Hindi, English->Malayalam, and English->Bengali Multimodal Translation). For text-only translation, we trained Transformers from scratch and fine-tuned mBART-50 models. For multimodal translation, we used the same mBART architecture and extracted object tags from the images to use as visual features concatenated with the text sequence. Our submission tops many tasks including English->Hindi multimodal translation (evaluation test), English->Malayalam text-only and multimodal translation (evaluation test), English->Bengali multimodal translation (challenge test), and English->Bengali text-only translation (evaluation test).Peer reviewe

Kestävän kehityksen strategian tuki ja vaikuttavuuden systeeminen kokonaistarkastelu

Työ- ja elinkeinoministeriö (TEM) ja VTT toteuttivat yhteistyössä TEM:n kestävän kehityksen strategiatyötä tukevan hankkeen 2021-2022, jonka tavoitteena oli a) tuottaa osallistava prosessi kestävyystavoitteiden tunnistamiseksi ja b) toteuttaa kestävän kehityksen toimenpiteiden vaikuttavuuden kokonaistarkastelu. Projektissa toteutettiin neljä temaattista työpajaa: Kaupungistuminen ja osallisuus, Vastuullinen liiketoiminta, Innovaatiot ja kestävä kasvu sekä Ilmastopolitiikka. Lisäksi järjestettiin tilaisuus, jossa käsiteltiin TEM:n painopisteiden suhdetta YK:n kestävän kehityksen tavoitteisiin (SDG), sekä vaikuttavuustyöpaja, jossa tarkasteltiin kestävän kehityksen edistämiseen liittyvien toimenpiteiden vaikuttavuutta ja seurannan indikaattoreita. Työpajatyöskentelyn lisäksi projektissa toteutettiin TEM:n kestävän kehityksen toimenpiteiden vaikuttavuuden systemaattinen kokonaistarkastelu. Prosessin tueksi toteutettiin kirjallisuuskatsaus, jonka tavoitteena oli tarkastella, miten kestävän kehityksen tavoitteet tai vastuullisuustavoitteet on liitetty julkisen hallinnon organisaatioiden toimintaan ja ohjausmekanismeihin. Prosessin lopputuloksena todetaan, että kokonaiskestävyyden ja SDG-tavoitteiden johtaminen tulee olla kiinteä osa TEM:n toimintaa. Sen varmistamiseksi TEM:ssä tulisi kiinnittää huomiota seuraaviin tekijöihin kestävän kehityksen ja SDG-tavoitteiden osalta: 1) Tilannetieto ja toimijoiden laajapohjainen osallistaminen, 2) Jaettu ymmärrys strategisista tavoitteista ja niitä ohjaavista arvoista, 3) Vaikuttavuuspolut: operatiiviset tavoitteet, toimenpiteet ja mittarit ohjaamaan toimintaa kohti yhteisiä strategisia tavoitteita, 4) Toiminnan integrointi organisaation käytäntöihin, ja 5) Systemaattinen seuranta ja korjausliikkeet

Interlaboratory Proficiency Test 06/2020. Chlorophyll a, oxygen, salinity, SiO2, TIC and TOC in natural waters

Proftest SYKE carried out the proficiency test for the determination of chlorophyll a, oxygen, salinity, SiO2, TIC, and TOC in natural waters in May 2020 (NW 06/2020). In total, 27 participants joined in the proficiency test. Either the calculated concentration or the robust mean, the mean or the median of the results reported by the participants was chosen to be the assigned value for the measurands. For the synthetic sample of salinity the mean of the results measured by the salinometry was used as the assigned value. The performance of the participants was evaluated by using z scores. In this proficiency test 85 % of the results were satisfactory, when deviation 3.5–30 % from the assigned value was accepted. Warm thanks to all the participants in this proficiency test

Luontopohjaisia ratkaisuja immuunijärjestelmän häiriöihin

Peer reviewe

Interlaboratory Proficiency Test 02/2021. Natural water analyses

Proftest SYKE carried out the proficiency test (PT) for analysis of chlorophyll a, colour, conductivity, nutrients, pH and turbidity in natural waters in February-March 2021. In total, there were 34 participants in the PT. Either the calculated concentration or the robust mean, the mean or the median of the reported results was used as the assigned values for the measurands. The overall performance of the participants was evaluated by using z scores. In this PT 90 % of the results were satisfactory when total deviation of 0.2 pH units for pH values and 5–35 % for the other measurands was accepted from the assigned value. Warm thanks to all participants in this proficiency test

Do Rural Second Homes Shape Commensal Microbiota of Urban Dwellers? : A Pilot Study among Urban Elderly in Finland

According to the hygiene and biodiversity hypotheses, increased hygiene levels and reduced contact with biodiversity can partially explain the high prevalence of immune-mediated diseases in developed countries. A disturbed commensal microbiota, especially in the gut, has been linked to multiple immune-mediated diseases. Previous studies imply that gut microbiota composition is associated with the everyday living environment and can be modified by increasing direct physical exposure to biodiverse materials. In this pilot study, the effects of rural-second-home tourism were investigated on the gut microbiota for the first time. Rural-second-home tourism, a popular form of outdoor recreation in Northern Europe, North America, and Russia, has the potential to alter the human microbiota by increasing exposure to nature and environmental microbes. The hypotheses were that the use of rural second homes is associated with differences in the gut microbiota and that the microbiota related to health benefits are more diverse or common among the rural-second-home users. Based on 16S rRNA Illumina MiSeq sequencing of stool samples from 10 urban elderly having access and 15 lacking access to a rural second home, the first hypothesis was supported: the use of rural second homes was found to be associated with lower gut microbiota diversity and RIG-I-like receptor signaling pathway levels. The second hypothesis was not supported: health-related microbiota were not more diverse or common among the second-home users. The current study encourages further research on the possible health outcomes or causes of the observed microbiological differences. Activities and diet during second-home visits, standard of equipment, surrounding environment, and length of the visits are all postulated to play a role in determining the effects of rural-second-home tourism on the gut microbiota

Validation of the individualized metabolic surgery score for bariatric procedure selection in the merged data of two randomized clinical trials (SLEEVEPASS and SM-BOSS).

Background: LSG and LRYGB are globally the most common bariatric procedures. IMS score categorizes T2D severity (mild, moderate, and severe) based on 4 independent preoperative predictors of long-term remission as follows: T2D duration, number of diabetes medications, insulin use, and glycemic control. IMS score has not been validated in a randomized patient cohort.Objectives: To assess the feasibility of individualized metabolic surgery (IMS) score in facilitating procedure selection between laparoscopic sleeve gastrectomy (LSG) and laparoscopic Roux-en-Y gastric bypass (LRYGB) for patients with severe obesity and type 2 diabetes (T2D).Setting: Merged individual patient-level 5-year data of 2 large randomized clinical trials (SLEEVEPASS and SM-BOSS [Swiss Multicenter Bypass or Sleeve Study]).Methods: IMS score was calculated for study patients and its performance was analyzed.Results: One hundred thirty-nine out of 155 patients with T2D had available preoperative data to calculate IMS score as follows: mild stage (n = 41/139), moderate stage (n = 77/139), severe stage (n = 21/139). At 5 years, 135 (87.1%, 67 LSG/68 LRYGB) were available for follow-up and 121 patients had both pre- and postoperative data. Diabetes remission rates according to preoperative IMS score were as follows: mild stage 87.5% (n = 14/16) after LSG and 85.7% (n = 18/21) after LRYGB (P = .999), moderate stage 42.9% (n = 15/35) and 45.2% (n = 14/31) (P = .999), and severe stage 18.2% (n = 2/11) and 0% (n = 0/7) (P = .497), respectively. The T2D remission rate varied significantly between the stages as follows: mild versus moderate odds ratio (OR) 8.3 (95% CI, 2.8-24.0; P Conclusions: In our study, remission rates of T2D were not statistically different after LSG and LRYGB among all patients and among patients with mild, moderate, and severe diabetes stratified by the IMS score. However, the study may be underpowered to detect differences due to small number of patients in each subgroup. IMS score seemed to be useful in predicting long-term T2D remission after bariatric surgery.</p

Laboratorioiden välinen pätevyyskoe 08/2020. Talousvesimääritykset

Proftest SYKE järjesti syyskuussa 2020 pätevyyskokeen talous- ja raakavesimäärityksiä tekeville laboratorioille. Pätevyyskokeessa oli 37 osallistujaa. Testisuureen vertailuarvona käytettiin teoreettista (laskennallista) pitoisuutta tai osallistujien tulosten robustia keskiarvoa. Osallistujien pätevyyden arviointi tehtiin z-arvojen avulla. Tulosaineistossa oli 91 % hyväksyttäviä tuloksia, kun vertailuarvosta sallittiin pH-määrityksissä 0,2 pH-yksikön ja muissa määrityksissä 5–20 %:n poikkeama. Menetelmävertailuissa todettiin tilastollisesti merkitseviä eroja raudan ja nitriitin eri määritysmenetelmien välillä. Kiitos pätevyyskokeen osallistujille