A model‐based design floating‐point accumulator. Case of study: FPGA implementation of a support vector machine kernel function

Recent research in wearable sensors have led to the development of an advanced platform capable of embedding complex algorithms such as machine learning algorithms, which are known to usually be resource‐demanding. To address the need for high computational power, one solution is to design custom hardware platforms dedicated to the specific application by exploiting, for example, Field Programmable Gate Array (FPGA). Recently, model‐based techniques and automatic code generation have been introduced in FPGA design. In this paper, a new model‐based floating‐point accumulation circuit is presented. The architecture is based on the state‐of‐the‐art delayed buffering algorithm. This circuit was conceived to be exploited in order to compute the kernel function of a support vector machine. The implementation of the proposed model was carried out in Simulink, and simulation results showed that it had better performance in terms of speed and occupied area when compared to other solutions. To better evaluate its figure, a practical case of a polynomial kernel function was considered. Simulink and VHDL post‐implementation timing simulations and measurements on FPGA confirmed the good results of the stand‐alone accumulator

Numerical simulations challenged on the prediction of massive subhalo abundance in galaxy clusters: the case of Abell 2142

In this Letter we compare the abundance of member galaxies of a rich, nearby ($z=0.09$) galaxy cluster, Abell 2142, with that of halos of comparable virial mass extracted from sets of state-of-the-art numerical simulations, both collisionless at different resolutions and with the inclusion of baryonic physics in the form of cooling, star formation, and feedback by active galactic nuclei. We also use two semi-analytical models to account for the presence of orphan galaxies. The photometric and spectroscopic information, taken from the Sloan Digital Sky Survey Data Release 12 (SDSS DR12) database, allows us to estimate the stellar velocity dispersion of member galaxies of Abell 2142. This quantity is used as proxy for the total mass of secure cluster members and is properly compared with that of subhalos in simulations. We find that simulated halos have a statistically significant ($\gtrsim 7$ sigma confidence level) smaller amount of massive (circular velocity above $200\,{\rm km\, s^{-1}}$) subhalos, even before accounting for the possible incompleteness of observations. These results corroborate the findings from a recent strong lensing study of the Hubble Frontier Fields galaxy cluster MACS J0416 \citep{grillo2015} and suggest that the observed difference is already present at the level of dark matter (DM) subhalos and is not solved by introducing baryonic physics. A deeper understanding of this discrepancy between observations and simulations will provide valuable insights into the impact of the physical properties of DM particles and the effect of baryons on the formation and evolution of cosmological structures.Comment: 8 pages, 2 figures. Modified to match the version published in ApJ

Associações genéticas de parâmetros de curvas de crescimento e características reprodutivas em femeas da raça Canchim.

O objetivo deste trabalho foi estimar a herdabilidade dos parâmetros A (peso à maturidade) e k (taxa de maturação) da predição da curva de crescimento (Brody) de fêmeas e a correlação genética dessas características com a idade (IPP) e o peso (PPP) ao primeiro parto e idade (ISP) e peso (PSP) ao segundo parto, em um rebanho da raça Canchim. Utilizou-se o método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal, em análises bi-características que incluíram o efeito fixo de grupo de contemporâneos e os efeitos aleatórios aditivo direto e residual. As médias das estimativas de herdabilidade foram iguais a 0,34; 0,13; 0,14; 0,44; 0,16 e 0,39 para A, k, IPP, PPP, ISP e PSP, respectivamente. Estes resultados sugerem que é possível, porém difícil, obter mudanças na curva de crescimento dos animais pela seleção. As estimativas de correlação genética dos parâmetros A e k com as idades e os pesos aos partos sugerem que a seleção para modificar A deve provocar mudanças no mesmo sentido em PPP e ISP e que mudanças em k, se ocorrerem, devem ser acompanhadas de mudanças nas outras características, mas em sentido contrário.1 CD-RO

GAIA: Composition, Formation and Evolution of the Galaxy

The GAIA astrometric mission has recently been approved as one of the next two `cornerstones' of ESA's science programme, with a launch date target of not later than mid-2012. GAIA will provide positional and radial velocity measurements with the accuracies needed to produce a stereoscopic and kinematic census of about one billion stars throughout our Galaxy (and into the Local Group), amounting to about 1 per cent of the Galactic stellar population. GAIA's main scientific goal is to clarify the origin and history of our Galaxy, from a quantitative census of the stellar populations. It will advance questions such as when the stars in our Galaxy formed, when and how it was assembled, and its distribution of dark matter. The survey aims for completeness to V=20 mag, with accuracies of about 10 microarcsec at 15 mag. Combined with astrophysical information for each star, provided by on-board multi-colour photometry and (limited) spectroscopy, these data will have the precision necessary to quantify the early formation, and subsequent dynamical, chemical and star formation evolution of our Galaxy. Additional products include detection and orbital classification of tens of thousands of extra-Solar planetary systems, and a comprehensive survey of some 10^5-10^6 minor bodies in our Solar System, through galaxies in the nearby Universe, to some 500,000 distant quasars. It will provide a number of stringent new tests of general relativity and cosmology. The complete satellite system was evaluated as part of a detailed technology study, including a detailed payload design, corresponding accuracy assesments, and results from a prototype data reduction development.Comment: Accepted by A&A: 25 pages, 8 figure

Nebular abundances of southern symbiotic stars

We have calculated relative elemental abundances for a sample of 43 symbiotic stars. Helium abundances and the relative elemental abundances N/O, Ne/O, Ar/O were derived from new spectra collected in the optical range through low dispersion spectroscopy. The He ionic abundances were derived taking into account self-absorption effects in Balmer lines. We found that the symbiotic stars in the galactic bulge have heavy element abundances showing the same wide distribution as other bulge objects. In the galactic disk, the symbiotic stars follow the abundance gradient as derived from different kinds of objects.Comment: 12 pages, 6 figures, A&A - accepte

Estudo de associações genômicas para idade ao primeiro e segundo parto em bovinos da raça Canchim.

Recentemente, programas de melhoramento genético de bovinos de corte têm dado maior ênfase para características reprodutivas de fêmeas devido à sua importância econômica para o sistema de produção. O objetivo deste trabalho foi estudar a associação entre polimorfismos de base única (SNP) com os valores genéticos das características idade ao primeiro (IPP) e segundo (ISP) parto em bovinos de corte de raça sintética. Neste estudo foram utilizados 285 animais da raça Canchim e 114 animais do grupo genético MA (utilizados na formação da raça Canchim), genotipados com o painel de alta densidade (786.799 SNPs). Após o controle de qualidade de informações (genótipos e fenótipos) restaram 672.778 SNPs e 392 animais. Foram observadas associações para IPP nos cromossomos 4 e 27, e para ISP nos cromossomos 10, 11 e 15. Após a correção para múltiplos testes (?false discovery rate?) ao nível de 10%, seis e quatro SNPs foram significativamente associados, ao longo do cromossomo, com IPP e ISP. Novos e promissores genes associados com características reprodutivas foram identificados, como os genes SLC8A1 e UBQLN3. Com base nas análises de associação entre SNPs e as características estudadas, verificou-se que os SNPs observados como significativos poderiam ser utilizados na seleção genômica da raça Canchim. As regiões polimórficas identificadas apresentaram funções moleculares e processos biológicos que podem estar envolvidos na manutenção do organismo e no desempenho reprodutivo. Os genes associados à IPP e ISP poderiam ser utilizados como genes candidatos para a melhoria do desempenho de fêmeas e, indiretamente, de machos. A validação destes resultados em outra população de bovinos Canchim deve ser conduzida futuramente para confirmação das associações genômicas

Associações genômicas para perímetro escrotal ao desmame em bovinos da raça Canchim.

O objetivo deste trabalho foi estudar a associação entre polimorfismos de base única (SNP) com os valores genéticos do perímetro escrotal mensurado ao desmame (PED) em bovinos de corte de raça sintética. Neste estudo foram utilizados 285 animais da raça Canchim e 114 animais do grupo genético MA (utilizados na formação da raça Canchim), genotipados com o painel de alta densidade (786.799 SNPs). Após o controle de qualidade de informações (genótipos e fenótipos) restaram 672.778 SNPs e 392 animais. Foram observadas associações para PED nos cromossomos 20 e 28. Após a correção para múltiplos testes (?false discovery rate?) ao nível de 10%, 12 SNPs foram significativamente associados, ao longo do cromossomo, com PED. Novos e promissores genes associados com características reprodutivas foram identificados, como os genes SRD5A1 (steroid-5- alpha-reductase, alpha polypeptide 1), NSUN2 (NOP2/Sun domain family, member 2) e LOC100297493 (Odorant-binding protein-like). Estes genes podem ser destacados, pois os dois primeiros parecem atuar no crescimento corporal; desenvolvimento do sistema reprodutivo de machos devido à produção de hormônios andrógenos e espermatogênese; enquanto que o último atua no sistema olfativo. As regiões polimórficas identificadas apresentaram funções moleculares e processos biológicos que podem estar envolvidas na manutenção do organismo e no desempenho reprodutivo de machos. Genes associados à processos hormonais poderiam ser utilizados como genes candidatos para a melhoria do desempenho reprodutivo na raça Canchim. No entanto, é necessária a validação destes resultados em outra população de bovinos Canchim para confirmação das associações genômica

Efeito do IGF-1 sobre a variação fenotípica e as estimativas de valores genéticos de características de crescimento em bovinos canchim.

ofator de crescimento semelhante à insulina tipo 1 (IGF-1) é o principal mediador dos efeitos do hormônio de crescimento e pode ser considerado como um gene candidato para associação com características de desenvolvimento corporal. Foram estudadas 1297 medidas de peso ao nascer (PN), 575 de peso ao desmame e peso ajustado aos 240 dias de idade (PD240), 480 de peso ao ano e 350 ao sobreano, 577 de ganho médio diário do nascimento ao desmame, 278 de circunferência escrotal ao desmame, 212 ao ano e 138 ao sobreano em 1352 bovinos Canchim genotipados para o microssatélite IGF-l. O objetivo foi estudar o efeito do IGF-1 na variação fenotípica e nas estimativas dos valores genéticos destas características

Estimativas de parâmetros genéticos para características reprodutivas e de crescimento em bovinos Canchim por método Bayesiano.

Obtiveram-se, neste estudo, parâmetros genéticos para as caracteristicas de permanência de remeas no rebanho aos 76 meses de idade (PR76), idade ao primeiro parto (IPP), perímetro escrotal aos 420 dias de idade (PE420) e peso aos 420 dias de idade de machos e fêmeas (P420) de animais da raça Canchim. No modelo animal, foram incluídos o grupo de contemporâneos e os efeitos aleatórios aditivos diretos e residuais. Os dados foram analisados por meio de inferência Bayesiana, em análise uni¬característica. As médias de PR76, IPP, PE420 e P420 foram iguais a 1,57±0,73 bezerros, 39,47±7,20 meses, 24,63±3,84 cm e 260,37±46,5l kg, respectivamente. As herdabilidades foram iguais a 0,0299±0,008, 0,0236±0,009, 0,2357±0,060 e 0,2235±0,048 para PR76, IPP, PE420 e P420, respectivamente. As estimativas de herdabilidade para PE420 e P420 indicam que a seleção direta para estas características pode resultar em progresso genético do rebanho da raça Canchim. As estimativas para as características reprodutivas PR76 e IPP indicam que a seleção destas pouco contribuirá para o melhoramento genético da raça