Nonlinear Stochastic Resonance with subthreshold rectangular pulses

We analyze the phenomenon of nonlinear stochastic resonance (SR) in noisy bistable systems driven by pulsed time periodic forces. The driving force contains, within each period, two pulses of equal constant amplitude and duration but opposite signs. Each pulse starts every half-period and its duration is varied. For subthreshold amplitudes, we study the dependence of the output signal-to-noise ratio (SNR) and the SR gain on the noise strength and the relative duration of the pulses. We find that the SR gains can reach values larger than unity, with maximum values showing a nonmonotonic dependence on the duration of the pulses.Comment: 7 pages, 2 figure

Enhancement of cooperation in highly clustered scale-free networks

We study the effect of clustering on the organization of cooperation, by analyzing the evolutionary dynamics of the Prisoner's Dilemma on scale-free networks with a tunable value of clustering. We find that a high value of the clustering coefficient produces an overall enhancement of cooperation in the network, even for a very high temptation to defect. On the other hand, high clustering homogeneizes the process of invasion of degree classes by defectors, decreasing the chances of survival of low densities of cooperator strategists in the network.Comment: 4 pages, 3 figure

A generic persistence model for CLP systems (and two useful implementations)

This paper describes a model of persistence in (C)LP languages and two different and practically very useful ways to implement this model in current systems. The fundamental idea is that persistence is a characteristic of certain dynamic predicates (Le., those which encapsulate state). The main effect of declaring a predicate persistent is that the dynamic changes made to such predicates persist from one execution to the next one. After proposing a syntax for declaring persistent predicates, a simple, file-based implementation of the concept is presented and some examples shown. An additional implementation is presented which stores persistent predicates in an external datábase. The abstraction of the concept of persistence from its implementation allows developing applications which can store their persistent predicates alternatively in files or databases with only a few simple changes to a declaration stating the location and modality used for persistent storage. The paper presents the model, the implementation approach in both the cases of using files and relational databases, a number of optimizations of the process (using information obtained from static global analysis and goal clustering), and performance results from an implementation of these ideas

Modelos de representación de imprecisión e incertidumbre en fusión de alto nivel

Actas de: XVII Congreso Español sobre Tecnologías y Lógica Fuzzy (ESTYLF 2014). Zaragoza, 5-7 de febrero de 2014.Las técnicas de fusión de datos e información procedente de redes de sensores necesitan manejar información incierta e imprecisa, puesto que es habitual enfrentarse a problemas en los que el conocimiento disponible es vago o insuficiente y/o los aparatos de medición están sujetos a fallos. Con el reciente auge de la denominada "fusión de alto nivel", que tiene como objetivo reconocer la situación observada e identificar posibles riesgos, este problema se ha acentuado, ya que los formalismos que se utilizan habitualmente para construir un modelo simbólico del escenario, como la lógica de primer orden y las ontologías, no proporcionan soporte para este tipo de conocimiento. En este trabajo repasamos varias propuestas recientes para representación y razonamiento con información incierta e imprecisa en fusión de alto nivel. Nos centramos en dos tipos: (a) las que incorporan estos mecanismos en los propios modelos de representación, como las ontologías probabilísticas y difusas y las redes lógicas de Markov; (b) las que extienden el proceso de fusión con una capa de gestión de incertidumbre adicional, como las basadas en argumentación probabilística.Este trabajo ha sido financiado por la Junta de Andalucía (P11-TIC-7460), la Comunidad de Madrid (S2009/TIC- 1485) y el Ministerio de Economía y Competitividad de España (TEC2012-37832-C02-01, TEC2011-28626-C02- 02, TIN2012-30939).Publicad

Complex Systems: Nonlinearity and Structural Complexity in spatially extended and discrete systems

Resumen Esta Tesis doctoral aborda el estudio de sistemas de muchos elementos (sistemas discretos) interactuantes. La fenomenología presente en estos sistemas esta dada por la presencia de dos ingredientes fundamentales: (i) Complejidad dinámica: Las ecuaciones del movimiento que rigen la evolución de los constituyentes son no lineales de manera que raramente podremos encontrar soluciones analíticas. En el espacio de fases de estos sistemas pueden coexistir diferentes tipos de trayectorias dinámicas (multiestabilidad) y su topología puede variar enormemente dependiendo de dos parámetros usados en las ecuaciones. La conjunción de dinámica no lineal y sistemas de muchos grados de libertad (como los que aquí se estudian) da lugar a propiedades emergentes como la existencia de soluciones localizadas en el espacio, sincronización, caos espacio-temporal, formación de patrones, etc... (ii) Complejidad estructural: Se refiere a la existencia de un alto grado de aleatoriedad en el patrón de las interacciones entre los componentes. En la mayoría de los sistemas estudiados esta aleatoriedad se presenta de forma que la descripción de la influencia del entorno sobre un único elemento del sistema no puede describirse mediante una aproximación de campo medio. El estudio de estos dos ingredientes en sistemas extendidos se realizará de forma separada (Partes I y II de esta Tesis) y conjunta (Parte III). Si bien en los dos primeros casos la fenomenología introducida por cada fuente de complejidad viene siendo objeto de amplios estudios independientes a lo largo de los últimos años, la conjunción de ambas da lugar a un campo abierto y enormemente prometedor, donde la interdisciplinariedad concerniente a los campos de aplicación implica un amplio esfuerzo de diversas comunidades científicas. En particular, este es el caso del estudio de la dinámica en sistemas biológicos cuyo análisis es difícil de abordar con técnicas exclusivas de la Bioquímica, la Física Estadística o la Física Matemática. En definitiva, el objetivo marcado en esta Tesis es estudiar por separado dos fuentes de complejidad inherentes a muchos sistemas de interés para, finalmente, estar en disposición de atacar con nuevas perspectivas problemas relevantes para la Física de procesos celulares, la Neurociencia, Dinámica Evolutiva, etc..

The Role of Intra-Clutch Variation of Magpie Clutches in Foreign Egg Rejection Depends on the Egg Trait Considered.

MM-M and JA conceived the idea and analyzed the data. MM-M led the writing of the manuscript. MP and JGM performed the experiment in the field work. JG and GL-C carried out the images processing and performed the analyzes related to fractal dimension. All authors contributed critically to the drafts and gave final approval for publication.We thank Brian Peer for inviting us to contribute to this special issue. We are also indebted to Daniel Hanley and Vanina Dafne Fiorini for comments that greatly improved the manuscript.The existence of a coevolutionary process between avian brood parasites and their hosts predicts a lower intra-clutch variation in egg appearance of host eggs among rejecters as this would favor egg discrimination of parasite eggs by hosts once parasitic egg mimicry had evolved. So far empirical tests of this prediction have ignored the fact that different aspects of host egg phenotypes may differ in the relative role of environmental vs. genetic determination, and hence that the role of intra-clutch variation in egg rejection within a population cannot be invariant. Here, we estimated whether the intra-clutch variation in several aspects of host eggshell features is consistently associated to rejection of parasitic foreign eggs across years in a magpie host population parasitized by great spotted cuckoos. We innovatively estimated spottiness by means of the fractal dimension of eggs, which considers the homogeneity of spot pattern complexity in eggshells. Our results show that low intra-clutch variation in the blue-green coloration at the middle area of the eggs associated with a high chance of rejection, but only in one of the 3 years we conducted the study. In addition, females that rejected foreign eggs presented more homogenous spot patterns in their clutches as estimated by their fractal dimension than females that accepted experimental eggs, independently of the year of study. Finally, intra-clutch variation in egg volume of host eggs was not associated to rejection. Analyses at the individual level revealed that the relative role of genetic vs. environmental factors that determine egg phenotype would be feature-specific in magpies, females having a characteristic spottiness, but not color or volume, pattern. Our work stresses the importance of considering a holistic approach including several aspects of variation in host egg phenotype (size, color, and homogeneity of spot pattern), as some aspects might be more susceptible to selection through egg rejection than others, presumably because they are less influenced by variation in the environmental conditions. Moreover, our study highlights the importance of replication in studies on the adaptive value of host traits in egg rejection.This study was made possible through funding by the Spanish Ministry of Science through different projects (CGL2011-27561 and CGL2014-55362-P), a grant (BES-2015-075675), the Juan de la Cierva–Incorporación Fellowship (IJC2018-036411-I), and the Junta de Andalucía through a project (P06-RNM-01862)

Conceptos y propiedades de probabilidad en libros de texto españoles de educación primaria

En este artículo se analiza la presentación de conceptos y propiedades asociados a cuatro significados de la probabilidad en dos series de libros de texto españoles de educación primaria. Utilizamos una metodología cualitativa, basada en identificar y describir cómo se introduce cada concepto y propiedad en los libros de texto seleccionados. Los resultados muestran la introducción de conceptos básicos ligados a los cuatro significados, así como de propiedades fundamentales de cada uno de estos conceptos. Ambas editoriales desarrollan el significado intuitivo en todos los ciclos y el significado clásico en los dos últimos; la mención al significado subjetivo es tangencial en los dos últimos ciclos. Una diferencia notoria entre las dos series de textos es el tratamiento del significado frecuencial, una serie solo presenta conceptos y propiedades desde el punto de vista estadístico; mientras que la otra, además de éstos, desarrolla el punto de vista probabilístico. Diferencias en la forma y profundidad de tratar estos contenidos en los libros analizados resaltan la importancia del profesor al seleccionarlos y usarlos en la enseñanza

AVALTOX

Eina informàtica per l'autoaprenentage i autoavaluació sobre Metodologia d'Avaluació Experimental de la ToxicitatGrup d'Innovació Docent ORFIL

Entropy Rate of Diffusion Processes on Complex Networks

The concept of entropy rate for a dynamical process on a graph is introduced. We study diffusion processes where the node degrees are used as a local information by the random walkers. We describe analitically and numerically how the degree heterogeneity and correlations affect the diffusion entropy rate. In addition, the entropy rate is used to characterize complex networks from the real world. Our results point out how to design optimal diffusion processes that maximize the entropy for a given network structure, providing a new theoretical tool with applications to social, technological and communication networks.Comment: 4 pages (APS format), 3 figures, 1 tabl