Artificial intelligence assisted Mid-infrared laser spectroscopy in situ detection of petroleum in soils

A simple, remote-sensed method of detection of traces of petroleum in soil combining artificial intelligence (AI) with mid-infrared (MIR) laser spectroscopy is presented. A portable MIR quantum cascade laser (QCL) was used as an excitation source, making the technique amenable to field applications. The MIR spectral region is more informative and useful than the near IR region for the detection of pollutants in soil. Remote sensing, coupled with a support vector machine (SVM) algorithm, was used to accurately identify the presence/absence of traces of petroleum in soil mixtures. Chemometrics tools such as principal component analysis (PCA), partial least square-discriminant analysis (PLS-DA), and SVM demonstrated the e ectiveness of rapidly di erentiating between di erent soil types and detecting the presence of petroleum traces in di erent soil matrices such as sea sand, red soil, and brown soil. Comparisons between results of PLS-DA and SVM were based on sensitivity, selectivity, and areas under receiver-operator curves (ROC). An innovative statistical analysis method of calculating limits of detection (LOD) and limits of decision (LD) from fits of the probability of detection was developed. Results for QCL/PLS-DA models achieved LOD and LD of 0.2% and 0.01% for petroleum/soil, respectively. The superior performance of QCL/SVM models improved these values to 0.04% and 0.003%, respectively, providing better identification probability of soils contaminated with petroleum

Mid-Infrared laser spectroscopy detection and quantification of explosives in soils using multivariate analysis and artificial intelligence

A tunable quantum cascade laser (QCL) spectrometer was used to develop methods for detecting and quantifying high explosives (HE) in soil based on multivariate analysis (MVA) and artificial intelligence (AI). For quantification, mixes of 2,4-dinitrotoluene (DNT) of concentrations from 0% to 20% w/w with soil samples were investigated. Three types of soils, bentonite, synthetic soil, and natural soil, were used. A partial least squares (PLS) regression model was generated for predicting DNT concentrations. To increase the selectivity, the model was trained and evaluated using additional analytes as interferences, including other HEs such as pentaerythritol tetranitrate (PETN), trinitrotoluene (TNT), cyclotrimethylenetrinitramine (RDX), and non-explosives such as benzoic acid and ibuprofen. For the detection experiments, mixes of different explosives with soils were used to implement two AI strategies. In the first strategy, the spectra of the samples were compared with spectra of soils stored in a database to identify the most similar soils based on QCL spectroscopy. Next, a preprocessing based on classical least squares (Pre-CLS) was applied to the spectra of soils selected from the database. The parameter obtained based on the sum of the weights of Pre-CLS was used to generate a simple binary discrimination model for distinguishing between contaminated and uncontaminated soils, achieving an accuracy of 0.877. In the second AI strategy, the same parameter was added to a principal component matrix obtained from spectral data of samples and used to generate multi-classification models based on different machine learning algorithms. A random forest model worked best with 0.996 accuracy and allowing to distinguish between soils contaminated with DNT, TNT, or RDX and uncontaminated soils

Anomaly Identification during Polymerase Chain Reaction for Detecting SARS-CoV-2 Using Artificial Intelligence Trained from Simulated Data

Real-time reverse transcription (RT) PCR is the gold standard for detecting Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), owing to its sensitivity and specificity, thereby meeting the demand for the rising number of cases. The scarcity of trained molecular biologists for analyzing PCR results makes data verification a challenge. Artificial intelligence (AI) was designed to ease verification, by detecting atypical profiles in PCR curves caused by contamination or artifacts. Four classes of simulated real-time RT-PCR curves were generated, namely, positive, early, no, and abnormal amplifications. Machine learning (ML) models were generated and tested using small amounts of data from each class. The best model was used for classifying the big data obtained by the Virology Laboratory of Simon Bolivar University from real-time RT-PCR curves for SARS-CoV-2, and the model was retrained and implemented in a software that correlated patient data with test and AI diagnoses. The best strategy for AI included a binary classification model, which was generated from simulated data, where data analyzed by the first model were classified as either positive or negative and abnormal. To differentiate between negative and abnormal, the data were reevaluated using the second model. In the first model, the data required preanalysis through a combination of prepossessing. The early amplification class was eliminated from the models because the numbers of cases in big data was negligible. ML models can be created from simulated data using minimum available information. During analysis, changes or variations can be incorporated by generating simulated data, avoiding the incorporation of large amounts of experimental data encompassing all possible changes. For diagnosing SARS-CoV-2, this type of AI is critical for optimizing PCR tests because it enables rapid diagnosis and reduces false positives. Our method can also be used for other types of molecular analyses

Simposio Internacional de Investigación Educativa y Pedagógica

El 4º. Simposio Internacional de Investigación Educativa y Pedagógica de la Red SUE Caribe, es un encuentro que reúne periódicamente a académicos nacionales y extranjeros de reconocida presencia y trayectoria, a estudiantes de maestría y doctorado y a maestros investigadores, que se concentran durante las jornadas agendadas del evento. Se constituye así un escenario propicio para la socialización de resultados de investigación, la reflexión y el debate alrededor de asuntos actuales en educación, pedagogía, psicología del aprendizaje, sobre las didácticas emergentes tecnología aplicada a la gestión de la enseñanza y el aprendizaje y en relación con el desarrollo humano y social.Presentación 12Líneas temáticas por mesas de trabajo 14Mesa 1. Didáctica, Mediación pedagógica y tecnologías en contextos vulnerables 15Percepciones sobre la influencia de un programa apoyado en TIC en relación con las prácticas de actividad física y deportiva de estudiantes de la Institución Educativa Rancho Grande de Montería. María Julia Caldera Quintero - Yina Paola Pérez Siyag 16Aplicación de estrategias cognitivas y metacognitivas en el uso del castellano escrito en estudiantes con discapacidad auditiva. Mercedes del Carmen Pico Aycardi 18Aprendizaje colaborativo con ambientes de liderazgo en el desarrollo del componente geométrico métrico. Lenis Judith Sierra Llorente – Juana Raquel Robles González 20Escenario de construcción conjunta del conocimiento mediado por las TIC en el área de filosofía en la Institución Educativa Normal Superior de Sahagún-Córdoba. Dayro Ruiz Araujo - Andrés Mercado Herazo 22Programa de formación docente para el mejoramiento de la lectura crítica de estudiantes de pregrado: una intervención formativa con docentes de la Universidad de Córdoba. Ibeth Morales Escobar – Arnaldo Peinado Méndez - Sonia Jerez Rodríguez 24Las prácticas de enseñanza. Un estudio interpretativo en las instituciones de la subregión sabanas del Departamento de Sucre, Colombia. Edy Luz Castro De Rodríguez 26Modelos pedagógicos y factores identitarios en las prácticas de enseñanza en contextos emergentes. Adriana Cristina Pérez Aguilar 28Rol del tutor durante los diálogos de reflexión desarrollados con futuros docentes mediatizados con video. Ceferina Cabrera Félix - Jesús Salcedo –Martha Serrata Taveras 30Desarrollo del pensamiento aleatorio a través de la utilización de un entorno virtual de aprendizaje en estudiantes de básica secundaria. Anny Leidys Valero Peña – Francisco Antonio Avilez Aguas – Juana Raquel Robles González 32Efectos de un programa de géneros textuales y la incidencia de factores sociodemográficos en los desempeños de lectura crítica. Diana Arroyo -Tatiana Becerra Posada – Antonio Oviedo Acosta 34El conocimiento glocal para alentar la confianza al hablar inglés: investigación-acción en una secundaria de Cartagena. Maryuris Vanessa Pérez Salcedo 36Los textos multimodales una estrategia didáctica para la inclusión educativa. Maura Paola Hoyos Carvajal - María Fernanda Martínez Garcés - Ludwig Isabel Segura Bermúdez 38Didáctica Ecoformadora para el desarrollo de la comprensión lectora de una lengua extranjera. Zaily Patricia Del Toro García 40Desarrollo de la competencia científica “indagación” a partir de la vivencia filosófica en los educandos de Básica Primaria. Un análisis desde sus fundamentos teóricos. Dina Villar Ortega - Nataly López Conde 42La estrategia metacognitiva y didáctica “Bitácora MAP” para el desarrollo del aprendizaje significativo en ciencias naturales en estudiantes del Alto San Jorge- Córdoba. Diana Sofía Blanquicet Arrieta - José Pantaleón Barrera Sierra 44Las concepciones del currículo y las prácticas curriculares de los docentes. Una revisión sistemática de literatura. Brianda Isabel Vergara Ibarra - Yisenia Lucía Vergara Vergara 46Implementación de metodologías activas en el fortalecimiento de competencias comunicativas en escenarios vulnerables. Liana Álvarez Cantero – José Antonio Sánchez Sánchez 48Estrategia pedagógica discursiva interactiva para el mejoramiento de la comprensión textual de estudiantes de básica primaria. Osvaldo Enrique Manjarrez Villalba - Ibeth Del Rosario Morales Escobar 50Proyecto pedagógico para mejorar la lectoescritura en los estudiantes de grado 5º aula multigrado. Miriam Albán Villarreal – María Dorila Díaz Valentierra 52La Oratoria como escenario pedagógico para el desarrollo de habilidades de pensamiento crítico: una apuesta en la virtualidad. María Andrea Baquero Escobar – Rudy Doria Correa 54Mesa 2. Pedagogía social, ética y desarrollo humano 56Prácticas discursivas en torno a la enseñanza de la Educación Religiosa: una perspectiva desde el educando. Cetty Carlos Benjumea Loaiza - Jesús Andrés Vélez Vélez 57Transversalidad de la formación en valores en las prácticas de enseñanza de docentes de básica secundaria en la institución etnoeducativa Los Córdobas. Emilio Elis Cogollo – Ezequías Balaguera Ortiz 59Mediaciones pedagógicas para el fortalecimiento de la convivencia escolar entre estudiantes, una revisión en el contexto educativo hispano parlante. Jesús Alberto Peñaranda Bastidas – José Tomas Fragozo Soto – Miladys Paola Redondo Marin 61La mediación como estrategia de convivencia escolar en la Institución Educativa Técnica Agropecuaria La Buena Esperanza del municipio de Turbaco – Bolívar. Cinthya Inés Martínez Mendoza 63Formación de maestros educadores para la paz desde la didáctica del conflicto para la inclusión educativa. Dilia Elena Mejía Rodríguez – Liris Múnera Cavadía 65Educación en derechos humanos desde el reconocimiento y humanismo del otro. Ledys Alcira Arrieta Perez – María Alejandra Taborda Caro 67Educación para la convivencia y la paz: Una mirada crítica desde la intervención docente. Decired Ojeda Pertuz 69El clima escolar en el diseño curricular: Una perspectiva que favorece la enseñanza - aprendizaje en instituciones educativas rurales de Cartagena de Indias, Colombia. Neisa del Carmen Gómez Diaz - Alexander Javier Montes Miranda 71La danza folclórica cómo satisfactor sinérgico de necesidades humanas en los estudiantes del grupo de danzas folclóricas sede Montería de la Universidad de Córdoba. Elaine Patricia Parra Martínez - Fernando De La Espriella Arenas 73La música, una estrategia didáctica para el fortalecimiento de las competencias ciudadanas. Marta Guerra Muñoz – Rosa Beatriz Gómez -Yamira Rodríguez 74Convivencia escolar desde la pedagogía de paz: estrategia didáctica a través de la lúdica. Hna. Olga Lucia Canchila Salcedo - Martha Pacheco Lora 76Mesa 3. Innovación educativa y pedagógica 78Mesa 3. Innovación educativa y pedagógica 78Objetos virtuales de aprendizaje para la formación profesional: una mirada desde los estudiantes de la Universidad del Atlántico. Mirna Patricia Bernal Martínez - Roberto Enrique Figueroa Molina - Melba Rosa Cuadrado Galán 80Las apuestas investigativas y el desarrollo profesional de los egresados de la Maestría en Educación SUE Caribe Universidad de Cartagena. Nadia Mallarino Miranda – Katia Martínez Morad 82Investigación y desarrollo profesional de los egresados de la Maestría en Educación SUE Caribe. Universidad de Cartagena, 2006-2018. Clara Inés Sagre Hernández 84Aprendizaje Invertido: autoinstrucción, evaluación formativa y desempeños de comprensión. Esteban Rodríguez Garrido 86Transformación de la praxis docente durante un programa de formación en Pedagogía de Géneros Textuales para la enseñanza de la lectura crítica. José David Herazo Rivera – Paula García Montes - Pedro Guerra Meza 88Estrategias didácticas basadas en laboratorios virtuales y presenciales en el aprendizaje de las leyes de Newton. Alberto Iriarte Pupo – Yessica Ortega Pérez - Lizeth Estrada Soto 90Impacto del uso de la estrategia "Leo y argumento" para el desarrollo de las habilidades del pensamiento crítico. Dairo de Jesus Bustamante de Hoyos – Paulo Emilio Fúnez Chávez 92Impacto de la mediación pedagógica virtual como contingencia ante situación de pandemia Covid-19 en la Institución de Educación Superior ITFIP. Mauren Andrés Guayara Ramírez - Luis Antonio Herrán Cardoso -Jimmy Alexander Vergara Rodríguez 94Origem da Escola Doméstica Dona Júlia e a influência do Grêmio Literário Júlia Lopes De Almeida no proceso implementação da instituição em Cuiabá/MT (1946-1947). Gabriella Moura da Silva – Nilce Vieira Campos Ferreira 96Uso de Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) por docentes de educación primaria en atención a estudiantes en confinamiento por pandemia. Leida de la Rosa Rosa 98Resignificación de la praxis educativa para favorecer la competencia lectora desde la sistematización de experiencias docentes. Elia Marina Santuario Rada - Jorge Carlos Peinado Ballesteros 100Relación entre competencias mediáticas y saberes digitales en la formación de maestros. Claudia Saavedra - Dijibath Matallana Rodríguez – Karen Medina Jaime 102Las concepciones de evaluación de los docentes de ciencias naturales. Gina Violeta Verbel González 104Estrategias para la mejora del aprendizaje autónomo del alumnado de la Licenciatura en Educación Física. Sandy Portorreal - Atlas Osiris Sosa - Rudy Gilberto López 106Escuelas Normales: Instituciones formadoras de profesoras rurales en Cundinamarca 1950-1970. Nataly Rojas - Nilce Vieira Campos Ferreira 108Perspectivas teóricas del liderazgo escolar: una resignificación pedagógica del liderazgo transformacional y su contribución a la calidad educativa. Amalfi Rosales - Alexander Montes - Vladimir Figueroa Gutiérrez 110Gestión de prácticas educativas innovadoras desde un enfoque educativo STEM+A. Arnovis Alemán - Rainer Villarreal Contreras – Daniel Salas Álvarez 112La investigación, un camino para la transformación de las prácticas pedagógicas. Belkis Vergara Pérez 113Processo Histórico De Denominação Da Escola Estadual Da Polícia Militar “Tiradentes”. Junior Cézar Lopes dos Santos – Nilce Vieira Campos Ferreira 115Modelos de mediación para el análisis de datos educativos: Más allá de los modelos cuantitativos típicamente usados en las tesis de postgrado en Educación en Colombia. Claudia Patricia Ovalle Ramirez 117Mesa 4. Perspectivas neurocientíficas y abordajes psicosociales contemporáneos en educación 119Análisis de la relación entre inteligencia emocional y estrategias de afrontamiento en situaciones de acoso y cyberbullyng en universitarios. María Fernanda Méndez Losada - Isabel Alicia Sierra Pineda 121Emoción y academia: historias no contadas de las estancias doctorales. Harold Castañeda Peña - Pilar Méndez - Carmen Helena Guerrero 123La conciencia fonológica en la enseñanza de la lectura en estudiantes de grado primero de la Institución Educativa Santa María Goretti en Montería. María Victoria González Zapa 125Estrategias educativas para promover competencias socioemocionales en los estudiantes articulando procesos pedagógicos y evaluativos. Becky Román Pérez 127La competencia docente de análisis de idoneidad didáctica en futuros profesores de matemáticas al planificar la enseñanza. Juan Alberto Barboza Rodríguez - Walter Fernando Castro Gordillo 129Pensamiento pedagógico en la Educación Superior del departamento de Córdoba 1951-2019. Carolina Castellanos Ramos 131Concepciones y Creencias de futuros profesores de matemáticas sobre la enseñanza y evaluación al planificar clases en el componente geométrico métrico. José Luis Acosta Pérez - Juan Alberto Barboza Rodríguez 133Comprensión de la incidencia formativa de un grupo de maestros de Ciencias Sociales a través de narrativas biográficas en el departamento de Córdoba. María Andrea Acosta García - Daniel David Chimá Arroyo 135Percepciones de los docentes de una institución privada de Montería, sobre la implementación del modelo pedagógico institucional, incluyendo sus prácticas de aula. Keila Paola Ramos Buelvas 137Indagación narrativa de la identidad profesional del docente de Tecnología e Informática: Tensiones y reflexiones en la construcción cotidiana del currículo. Atahualpa Villadiego Alvarez 139Autopercepción de los docentes sobre neurociencia y transferencia a la didáctica de las ciencias: un estudio fenomenográfico. Claudia Patricia Mercado Aguado - Isabel Alicia Sierra Pineda 140Mesa 5. Multiculturalidad, diversidad y educación inclusiva 142Formación inclusiva: concepciones y prácticas pedagógicas en docentes de educación superior. Roberto Figueroa Molina – Mirna Patricia Bernal Martínez - Roberto Thorné Torné 144La Escuela: Un lugar en la cartografía y en los imaginarios de las Ciencias Sociales. Daniel Antonio Pérez Cerro – Luis Alfredo González Monroy – Iván Manuel Sánchez Fontalvo 146Lineamientos para incorporar la política de inclusión social en los planes de acción del plan de desarrollo en el municipio de El Charco de Nariño. Aura Pérez Caicedo - Delia De la Hoz – Robinson Rafael Peña Almeida 148Inclusión de estudiantes en situación de discapacidad en una Institución Educativa: visiones desde la ruralidad. Leidy Sofía Peñata Doria 150Percepciones sobre la discapacidad física en las clases de educación física en Montería. Heider Ramiro Díaz Better - Cleiber Eusse López 152Framework basado en gestión de conocimiento para la salvaguarda de la lengua embera. Ernesto Llerena García – Manuel Caro Piñeres 154Educación inclusiva: una oportunidad para la transformación de la escuela rural. Liliana María Escobar Guerra - Isabel Hernández Arteaga – Henry David Uribe Londoño 156Ciudadanía Planetaria. Una mirada desde la multiculturalidad y la interculturalidad. Milton Fabián Badel Gómez 158Nivel de apropiación de la Competencia Tic e Intercultural en docentes de básica primaria del departamento del Atlántico. Nathaly Sofía Daza Morales 160El sistema pictográfico como medio para fomentar la comunicación de estudiantes con Síndrome de Down en el entorno escolar. Evis Danith Ariza Jiménez 162Literatura infantil y deporte inclusivo: estrategias didácticas para fomentar la inclusión, el respeto a la diferencia y a la diversidad en la educación infantil. Jesús Kerguelén - Luisa Fernanda Llorente Vergara - Luis Pacheco Lora 164Modelos de enseñanza de los docentes de música Vallenata en la Facultad de Bella Artes, Universidad Popular del Cesar. Juan De La Rosa López – Camilo Andrés Andrade Guerra – Martha Guerra Muñoz 166Enseñando fracciones desde un aula inclusiva: fracciones para no fraccionarnos. Silvia Madera - Nasly Ruíz – Ángel Viloria - Heidy Esperanza Gordillo 168Escenarios para la apropiación patrimonial con tecnologías digitales en Santa Cruz de Lorica. Jacob Vargas Arteaga 1701 Edició