Asynchronous Circuits as an Enabler of Scalable And Programmable Metasurfaces

Metamaterials and metasurfaces have given possibilities for manipulating electromagnetic (EM) waves that in the past would have seemed impossible. The majority of metasurface designs are suitable for a particular frequency and angle of incidence. One long-sought objective is the design of programmable metasurfaces to dynamically manipulate a variety of incoming EM frequencies and angles. In order to do this, a large-scale mesh of networked chips are required below the metasurface, which apart from adapting electrical impedance properties, also communicate with each other, thus relaying information about meta-atom settings, as well as forwarding possible distributed measurements taken. This paper describes why an asynchronous mixed-signal ASIC is advantageous for the control of scalable, EM absorbing, metasurfaces

Regeneration Αnalysis of the Juniperus excelsa Mixed Stands in Prespa National Park of Greece as a Base for the Assessment of the Appropriate Silvicultural Treatment for the Conservation of the Species

Analysis of the regeneration of mixed stands of Juniperus excelsa (Greek juniper) in Prespa National Park revealed two distinct structural types: a) stands with small gaps, and b) stands without gaps. Fifteen 500-square-meter sample plots were established in each structural type. All plant species were counted in each plot, and Greek juniper plants were classified into two groups based on their regeneration status. Plants that have been established and grow under the facilitation of other plants fall into the first group, while those that have been established and grow in light, in canopy gaps, belong to the second. Regarding the regeneration of Greek juniper in the Greek juniper mixed stands with small gaps, facilitation is not the primary mechanism at work. There are less Greek juniper regeneration plants in the gap-free structural type, compared with the small-gap type. Greek juniper regeneration plant density will decrease if gaps close. Finally, in both structural types, the other species\u27 regeneration plants exhibit higher density than those of Greek juniper. Creating gaps around Greek juniper trees by extensive intervention is one of the most successful ways for the forest practice to protect the Greek juniper mixed stands

BigSQLTraj: A SQL-extended framework for storing & querying big mobility data

Τα τελευταία χρόνια, λόγω της ευρείας χρήση αισθητήρων και έξυπνων συσκευών, παρατηρείται μια εκθετική παραγωγή δεδομένων κίνησης, που εντάσσονται στην κατηγορία δεδομένα μεγάλης κλίμακας (big data). Για παράδειγμα εφαρμογές δρομολόγησης, παρακολούθηση κυκλοφοριακής ροής, έλεγχος στόλου ακόμη και προβλέψεις ή αποφυγή κινδύνων βασίζονται στην επεξεργασία χωρικών και χωροχρονικών δεδομένων. Τα δεδομένα αυτά πρέπει να αποθηκεύονται και να επεξεργάονται κατάλληλα ώστε στη συνέχεια να αποτελέσουν γνώση για τους οργανισμούς. Προφανώς η διδακασία αυτή απαιτεί συστήματα και τεχνολογίες κατάλληλες για τον μεγάλο όγκο δεδομένων εισόδου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία χρησιμοποιήσαμε δεδομένων από κινήσεις πλοίων και πιο συγκεκριμένα δεδομένα που παράγονται από το automatic identification system (AIS). Για τους σκοπούς της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας αναπτύχθηκε το σύστημα BigSQLTraj: Ένα πλαίσιο βασισμένο σε SQL για την αποθήκευση και επερώτηση μεγάλων δεδομένων απο κινούμενα αντικείμενα. Οι εφαρμογές μεγάλων δεδομένων περιλαμβάνουν τα επίπεδα διαχείρισης, επεξεργασίας, αναλυτικές και οπτικοποίησης δεδομένων απο ετερογενής πηγές ή σε ιστορικά δεδομένα ή σε δεδομένα ροών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζουμε τα επίπεδα διαχείρισης και επεξεργασίας μεγάλων ιστορικών δεδομένων. Στόχος του συστήματος είναι να παρέχει την δυνατότητα σε χρήστες να αποθηκεύουν και να επεξεργάζονται με αποδοτικό τρόπο μεγάλα γεωχωρικά και χωροχρονικά δεδομένα πάνω από ένα κατενεμημένο σύστημα επεκτείνωντας ή αναπαράγοντας μεθόδους και αλγορίθμους από ήδη υπάρχοντα συστήματα. Πρώτος στόχος της εργασίας είναι να επιλεχθούν εργαλία που θα μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους και θα παρουσιάζουν μια ενιαία εικόνα στους εξωτερικούς χρήστες. Οι καινοτομίες που παρέχει το σύστημα είναι η δημιουργία μεθόδων για ισοκατανεμημένη, αλλά ταυτόχρονα βασισμένη στην ομοιότητα, διαμέριση των δεδομένων στους κόμβους της συστάδας υπολογιστών, η δημιουργία μιας SQL διεπαφής στο κατανεμημένο σύστημα που θα παρέχει εξελιγμένες μεθόδους για την επεξεργασία των αποθηκευμένων δεδομένων και θα επιτρέπει σε συστήματα που ήδη αλληλεπιδρούν με συστήματα βασισμένα σε SQL να μεταφερθούν σε τεχνολογίες μεγάλων δεδομένων με τις ελάχιστες δυνατές αλλαγές. Πρώτος στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ενσωμάτωση (integration) διάφορων τεχνολογιών. Η υλοποίηση της παρούσας διπλωματικής βασίζεται σε βιβλιοθήκες ανοιχτού κώδικα για επεξεργασία μεγάλων δεδομένων. Οι βιβλιοθήκες αυτές είναι: Apache Hadoop, Apache Spark, Apache Hive και Apache Tez. Οι βασικότερες λειτουργίες που παρέχει η βιβλιοθήκη Apache Hadoop είναι το κατανεμημένο σύστημα αρχείων (Hadoop Distributed File System) που γράφονται και διαβάζονται τα δεδομένα. Επιπλέον ο διαχειριστής πόρων του Apache Hadoop (Yarn - resource manager) που ελέγχει το φόρτο εργασίας των υπολογιστών της συστάδας και αναθέτει τις διεργασίες που πρέπει να εκτελεστούν. Τα δύο αυτά εργαλεία είναι αποτελούν τον πυλώνα τις ενσωμάτωσης μεταξύ των υπολογιστών της συστάδας αλλά και των βιβλιοθηκών που τρέχουν στη συστάδα. Η βιβλιοθήκη Apache Spark, μέσω του προγραμματιστικού πλασίου MapReduce, παρέχει την λειτουργία την επεξεργασίας είτε σε ιστορικά δεδομένα είτε σε ροές δεδομένων και την αποθηκευσή τους στο κατανεμημένο σύστημα αρχείων του Hadoop. Στη συνέχεια το Apache Hive μας δίνει την δυνατότητα για εκτέλεση ερωτήματων σε αρχεία που βρίσκονται στο κατανεμημένο σύστημα αρχείων του Hadoop μέσω της HiveQL γλώσσας που είναι ισοδύναμη με της παραδοσιακή SQL, ενώ οι βιβλιοθήκες Apache Spark και Apache Tez αποτελούν την μηχανή εκτέλεσης (execution engine) ενός HiveQL ερωτήματος και μεταφράζουν την επερώτηση σε MapReduce διαδικασία. Κανένα από τα παραπάνω συστήματα δεν έχει την δυνατότητα επεξεργασίας γεωχωρικών ή δεδομένων κίνησης στην βασική του εκδοχή. Οι προθήκες που έγιναν περιλαμβάνουν: 1)δημιουργία συναρτήσεων για τον καθαρισμό χωροχρονικών σημείων και δημιουργία τροχιών κινούμενων αντικειμένων από τα σημεία αυτά με την βιβλιοθήκη Apache Spark, 2)χωροχρονικός καταμερισμός των τροχιών στους υπολογιστές της συστάδας, δημιουργία ευρετηρίων. Τα ευρετήρια περιλαμβανουν την χωροχρονική έκταση της διαμιρασμένης πληροφορίας και μια κωδικοποίηση βασισμένη σε τρισδιάστατα τοπικά ευρετήρια βάσει της πληροφορίας που έχει κάθε υπολογιστής με χρήση των βιβλιοθηκών Apache Spark και Apache Hadoop, 3) Δημιουργία κατάλληλων μεθόδων, για την αξιοποίηση της αποθήκευσης τους προηγούμενου βήματος, για επερωτήσης διαστήματος (range queries) και επερωτήσεων ομοιότητας (kNN queries). H σύγκριση που πραγματοποιήσαμε αφορά τη χρονική απóδοση των επερωτήσεων διαστήματος (range queries) και επερωτήσεων ομοιότητας (kNN queries), βάσει του τρόπου αποθήκευσης των δεδομένων όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Σε πρώτη φάση συγκρίναμε την χρονική διάρκεια ολοκλήρωσης των παραπάνω ερωτημάτων για τους διαθέσιμους τρόπους αποθήκευσης και για τους διαθέσιμους μηχανισμούς εκτέλεσης συναρτήσει του αριθμού των υπολογιστών που τρέχουν στο κατανεμημένο σύστημα (scalability). Στη συνέχεια συγκρίναμε την χρονική διάρκεια ολοκλήρωσης των παραπάνω ερωτημάτων για τους διαθέσιμους τρόπους αποθήκευσης και για τους διαθέσιμους μηχανισμούς εκτέλεσης συναρτήσει του όγκου δεδομένων (speed-up), αυξάνοντας σε κάθε βήμα των όγκο δεδομένων. Τα αποτελέσματα μας έδειξαν ότι ο πιο αποδοτικός τρόπος εκτέλεσης των ερωτημάτων με τη χρήση ενός ευρετηρίου για την διαμιρασμένη πληροφορία και στην συνέχεια η χρήση μιας κωδικοποίησης βασισμένη σε τοπικά ευρετήρια για την ανάκτηση του τελικού αποτελέσματος με μηχανισμό εκτέλεσης τη βιβλιοθήκη Apache Spark.Last decades, the need for performing advanced queries over massively produced data, such as mobility traces, in efficient and scalable ways is particularly important. This thesis describes BigSQLTraj a framework that supports efficient storing, partitioning, indexing and querying on spatial and spatio-temporal (i.e. mobility) data over a distributed engine. Every big data end-to-end application is consists of four layers, data management, data processing, data analytics and data visualization for heterogeneous data sources for batch or streaming data. This thesis focuses on data management and data processing for historical data. The first goal is finding systems that offers ready-to-use integration pipelines to take advantage of the best operation of each tool. For our implementation we chose open source big data frameworks such as Apache Hadoop, Apache Spark, Apache Hive and Apache Tez. Apache Hadoop and especially its distributed file system (HDFS) allowed all the other libraries to have a common read and write layer. On the other hand Hadoop's Resource Manager (Yarn) exploits the all the available computer resource. BigSQLTraj extending the functionality of existing spatial or spatio-temporal systems, centralized or distributed, to create two core and independent components. The first component is responsible for storing, spatiotemporal partitioning and indexing the data into a distributed file system and it is implemented on-top of Apache Spark. Many spatio-temporal partitioners and a 3D-STRtree index are implemented to support a collection of operators apart from existing partitioners and indexing methods that inherit from state-of-the-art distributed spatial and spatiotemporal systems. The second component is a distributed sql engine. He extend the functionality of HiveQL in order to achieve rapid access in such kind of data (i.e. geospatial and mobility data) and storing. Our final goal is optimizing Hive's join procedure that is required for both query types using the data structures from the first toolbox. We demonstrate the functionality of our approach and we conduct an extensive experimental study based on state-of-the-art benchmarks for mobility data. Our benchmark focuses on the total execution time of range queries and kNN queries based on the data storing model. At first we compare the temporal performance of different storing alternatives and execution engines for the entire dataset and vary the number of workers in order to review the systems scalability. Furthermore, we vary the size of our dataset and measure the execution time of the queries. To study the effect of dataset size, we split the original dataset into 5 chunks (20%, 40%, 60%, 80%, 100%). Βased on the results we come to the conclusion that the best workflow includes a global index structure for workers metadata and a local index-based encoding for storing the entire trajectories of a partition into a single column and the execution time seems to follow linear behaviour

The Influence of Position and Site on the Height Growth of Young Populus tremula L. Ramets in Low Elevation Formations in Northeastern Greece

This study was carried out in the central part of Nestos Valley in northeastern Greece. The main objective was to examine the effect of different position (dominant, suppressed, side-shaded) and site productivities on the height growth of young Populus tremula L. clonal ramets in low elevation formations of the species. Fifty-four ramets growing in different positions and sites were cut and studied. Stem analysis was conducted and the height of each ramet at the age of 10 years was calculated. The main results of this research indicate that the dominant ramets on good productivity sites have greater height at the age of 10 years, when compared with the corresponding ramets on medium productivity sites. On the contrary, in suppressed and side-shaded ramets, there is no statistically significant difference in height at the age of 10 years between the two site types. This pattern indicates that competition is the procedure that characterizes the relationships between ramets in the investigated formations. The heights of dominant P. tremula ramets presented in this study are very satisfactory for the species, compared with the height of P. tremula trees from other regions of the species expansion reported in other studies

Nd: YAG capsulotomy for posterior capsule opacification after combined clear corneal phacoemulsification and vitrectomy

Ilias Georgalas1, Petros Petrou2, George Kalantzis2, Dimitrios Papaconstantinou2, Chrysanthi Koutsandrea2, Ioannis Ladas21Department of Ophthalmology, “G. Gennimatas” Hospital of Athens, NHS, Athens, Greece; 2Department of Ophthalmology, University of Athens, Athens, GreecePurpose: To evaluate the efficacy and safety of Neodymium:YAG (Nd:YAG) laser capsulotomy for posterior capsule opacification (PCO) following combined phacoemulsification and vitrectomy for the treatment of cataract in association with macular hole (MH) or epiretinal membrane (ERM).Methods: Retrospective clinical study of 34 eyes of 34 patients who underwent combined cataract surgery and vitrectomy, developed PCO, and subsequently underwent Nd:YAG laser capsulotomy. Follow-up examinations included visual acuity measurement, evaluation of intraocular lens (IOL) centration, intraocular pressure (IOP) measurement, and dilated fundus examination.Results: Nd:YAG laser capsulotomy was performed in all 34 eyes. The mean age of the patients was 65.08 years (range 45–87) and the mean follow up period was 11.05 months (range 4–23). The mean time elapsed between the last intraocular operation and the development of PCO was 10.00 months for patients with previous ERM and 15.33 for those with MH (P = 0.001, t-test for equality of means). None of our patients developed recurrence of MH, retinal detachment, IOL dislocation, or permanent IOP elevation.Conclusion: In our study, the most remarkable observation is that no complication occurred after the YAG capsulotomy, possibly because the eyes were vitrectomized and vitreous seems to play an important role in the occurrence of post-Nd:YAG complications. In addition we noted that PCO seems to occur earlier in the eyes undergoing combined surgery for cataract and ERM when compared with those where combined phacoemulsification and vitrectomy are performed for cataract and MH.Keywords: Nd:YAG capsulotomy, phacoemulsification, vitrectom

Assessment of How Natural Stand Structure for Narrow Endemic Cedrus brevifolia Henry Supports Silvicultural Treatments for Its Sustainable Management

Cedrus brevifolia Henry is a narrow endemic tree species of Cyprus flora. The objectives of this study are to develop silvicultural treatments for the conservation of the species formations based on the stand structure analysis of C. brevifolia natural forest and to present the characteristics of the first application of the treatments through silvicultural interventions. Six structural types were distinguished in C. brevifolia formations in the study area located in the state forest of Paphos. For each structural type, six circular plots of approximately 500 m2 were established. In each plot, various measurements and estimations were recorded. Then, silvicultural interventions were applied in the plots of the mixed C. brevifolia formations. In the formations of C. brevifolia a great number of trees grow in the understory. In the very productive and in the poorly productive sites C. brevifolia occurs only in pure formations. The basal area of C. brevifolia in pure formations ranges from 19.04 m2·ha-1 in poorly productive sites to 38.49 m2·ha-1 in fairly productive sites. Cedrus brevifolia is the most competitive species of the study area as a result of both shade tolerance and the wide range of its site sensitivity behavior. The climax of the study area are the pure stands of C. brevifolia having an understory of Quercus alnifolia Poech and a sparse occurrence of Pinus brutia Ten., mainly in moderately productive sites. Forest practice has to, as much as possible, unite species formations in order to create extensive areas of C. brevifolia formations

Mouse Stbd1 is N-myristoylated and affects ER–mitochondria association and mitochondrial morphology

Starch binding domain-containing protein 1 (Stbd1) is a carbohydrate-binding protein that has been proposed to be a selective autophagy receptor for glycogen. Here, we show that mouse Stbd1 is a transmembrane endoplasmic reticulum (ER)-resident protein with the capacity to induce the formation of organized ER structures in HeLa cells. In addition to bulk ER, Stbd1 was found to localize to mitochondria-associated membranes (MAMs), which represent regions of close apposition between the ER and mitochondria. We demonstrate that N-myristoylation and binding of Stbd1 to glycogen act as major determinants of its subcellular targeting. Moreover, overexpression of non-myristoylated Stbd1 enhanced the association between ER and mitochondria, and further induced prominent mitochondrial fragmentation and clustering. Conversely, shRNA-mediated Stbd1 silencing resulted in an increase in the spacing between ER and mitochondria, and an altered morphology of the mitochondrial network, suggesting elevated fusion and interconnectivity of mitochondria. Our data unravel the molecular mechanism underlying Stbd1 subcellular targeting, support and expand its proposed function as a selective autophagy receptor for glycogen and uncover a new role for the protein in the physical association between ER and mitochondria

Stbd1-deficient mice display insulin resistance associated with enhanced hepatic ER-mitochondria contact

Starch binding domain-containing protein 1 (STBD1) is an endoplasmic reticulum (ER)-resident, glycogen-binding protein. In addition to glycogen, STBD1 has been shown to interact with several proteins implicated in glycogen synthesis and degradation, yet its function in glycogen metabolism remains largely unknown. In addition to the bulk of the ER, STBD1 has been reported to localize at regions of physical contact between mitochondria and the ER, known as Mitochondria-ER Contact sites (MERCs). Given the emerging correlation between distortions in the integrity of hepatic MERCs and insulin resistance, our study aimed to delineate the role of STBD1 in vivo by addressing potential abnormalities in glucose metabolism and ER-mitochondria communication associated with insulin resistance in mice with targeted inactivation of Stbd1 (Stbd1KO). We show that Stbd1KO mice at the age of 24 weeks displayed reduced hepatic glycogen content and aberrant control of glucose homeostasis, compatible with insulin resistance. In line with the above, Stbd1-deficient mice presented with increased fasting blood glucose and insulin levels, attenuated activation of insulin signaling in the liver and skeletal muscle and elevated liver sphingomyelin content, in the absence of hepatic steatosis. Furthermore, Stbd1KO mice were found to exhibit enhanced ER-mitochondria association and increased mitochondrial fragmentation in the liver. Nevertheless, the enzymatic activity of hepatic respiratory chain complexes and ER stress levels in the liver were not altered. Our findings identify a novel important role for STBD1 in the control of glucose metabolism, associated with the integrity of hepatic MERCs