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Abstract As in natural cytoskeletons, the cooperative assembly of fibrillar networks can be hosted inside compartments to engineer biomimetic functions, such as mechanical actuation, transport, and reaction templating. Coacervates impose an optimal liquid-liquid phase separation within the aqueous continuum, functioning as membrane-less compartments that can organise such self-assembling processes as well as the exchange of information with their environment. Furthermore, biological fibrillation can often be controlled or assisted by intracellular compartments. Thus, the reconstitution of analogues of natural filaments in simplified artificial compartments, such as coacervates, offer a suitable model to unravel, mimic, and potentially exploit cellular functions. This perspective summarises the latest developments towards assembling fibrillar networks under confinement inside coacervates and related compartments, including a selection of examples ranging from biological to fully synthetic monomers. Comparative analysis between coacervates, lipid vesicles, and droplet emulsions showcases the interplay between supramolecular fibres and the boundaries of the corresponding compartment. Combining inspiration from natural systems and the custom properties of tailored synthetic fibrillators, rational monomer and compartment design will contribute towards engineering increasingly complex and more realistic artificial protocells.

Abstract The structure of helical polymers is dictated by the molecular chirality of their monomer units. Particularly, macromolecular helices with monomer sequence control have the potential to generate chiral topologies. In α-helical folded peptides, the sequential repetition of amino acids generates a chiral layer defined by the amino acid side chains projected outside the amide backbone. Despite being closely related to peptides’ structural and functional properties, to the best of our knowledge, a general exo-helical symmetry model has not been yet described for the α-helix. Here, we perform the theoretical, computational, and spectroscopic elucidation of the α-helix principal exo-helical topologies. Non-canonical labeled amino acids are employed to spectroscopically characterize the different exo-helical topologies in solution, which precisely match the theorical prediction. Backbone-to-chromophore distance also shows the expected impact in the exo-helices’ geometry and spectroscopic fingerprint. Theoretical prediction and spectroscopic validation of this exo-helical topological model provides robust experimental evidence of the chiral potential on the surface of helical peptides and outlines an entirely new structural scenario for the α-helix.

IntroductionBotrynema, a genus of medusozoans in the trachyline family Halicreatidae, currently contains two species: B. brucei and B. ellinorae, distinguished by the presence or absence, respectively, of an apical knob as a diagnostic character. However, no study has corroborated if these taxonomic diagnoses have a biological and evolutionary basis. Therefore, in this study we attempted to address the question “do the two nominal species in the genus Botrynema represent independent phylogenetic lineages, or two phenotypic variants of a single species?MethodsIn this study we took advantage of legacy collections from different research expeditions across the globe from 2000 to 2021 to study the phylogenetics and taxonomy of the genus Botrynema.ResultsB. brucei and B. ellinorae present partially overlapping vertical distributions in the Arctic and as a whole in the Arctic the genus seems to be limited to the Atlantic water masses. The phylogenetic reconstruction based on the concatenated alignment corroborates the validity of the family Halicreatidae and of genus Botrynema as monophyletic groups. However no clear differentiation was found between the two presently accepted species, B. ellinorae and B. brucei.DiscussionBased on the evidence we gathered, we conclude that while the genus Botrynema does contain at least two species lineages, these lineages are not concordant with current species definitions. The species B. ellinorae is reassigned as a subspecies of B. brucei and diagnostic characters are provided.

One-dimensional (1D) supramolecular polymers are commonly found in natural and synthetic systems but very little is currently known about the physico-chemical consequences and functional role of 1D supramolecular polymerisation confined in aqueous compartments. Here, the authors describe the different phenomena that resulted from the chemically triggered supramolecular fibrillation of synthetic peptide amphiphiles inside water microdroplets.

Abstract Although there are many examples of color evolution potentially driven by sensory drive, only few studies have examined whether distinct species inhabiting the same environments evolve similar body colors via shared sensory mechanisms. In this study, we tested whether two sympatric freshwater fish taxa, halfbeaks of the genus Nomorhamphus and ricefishes of the genus Oryzias in Sulawesi Island, converge in both body color and visual sensitivity. After reconstructing the phylogeny separately for Nomorhamphus and Oryzias using transcriptome‐wide sequences, we demonstrated positive correlations of body redness between these two taxa across environments, even after phylogenetic corrections, which support convergent evolution. However, substantial differences were observed in the expression profiles of opsin genes in the eyes between Nomorhamphus and Oryzias. Particularly, the expression levels of the long wavelength‐sensitive genes were negatively correlated between the taxa, indicating that they have different visual sensitivities despite living in similar light environments. Thus, the convergence of body colorations between these two freshwater fish taxa was not accompanied by convergence in opsin sensitivities. This system presents a case in which body color convergence can occur between sympatric species via different mechanisms.

Sulawesi, an island located in a biogeographical transition zone between Indomalaya and Australasia, is famous for its high levels of endemism. Ricefishes (family Adrianichthyidae) are an example of taxa that have uniquely diversified on this island. It was demonstrated that habitat fragmentation due to the Pliocene juxtaposition among tectonic subdivisions of this island was the primary factor that promoted their divergence; however, it is also equally probable that habitat fusions and resultant admixtures between phylogenetically distant species may have frequently occurred. Previous studies revealed that some individuals of Oryzias sarasinorum endemic to a tectonic lake in central Sulawesi have mitochondrial haplotypes that are similar to the haplotypes of O. eversi, which is a phylogenetically related but geologically distant (ca. 190 km apart) adrianichthyid endemic to a small fountain. In this study, we tested if this reflects ancient admixture of O. eversi and O. sarasinorum. Population genomic analyses of genome-wide single-nucleotide polymorphisms revealed that O. eversi and O. sarasinorum are substantially reproductively isolated from each other. Comparison of demographic models revealed that the models assuming ancient admixture from O. eversi to O. sarasinorum was more supported than the models assuming no admixture; this supported the idea that the O. eversi-like mitochondrial haplotype in O. sarasinorum was introgressed from O. eversi. This study is the first to demonstrate ancient admixture of lacustrine or pond organisms in Sulawesi beyond 100 km. The complex geological history of this island enabled such island-wide admixture of lacustrine organisms, which usually experience limited migration.

Species of the anthozoan order Zoantharia (=Zoanthidea) are common components of subtropical and tropical shallow water coral reefs. Despite a long history of research on their species diversity in the Caribbean, many regions within this sea remain underexamined. One such region is the Dutch Caribbean, including the islands of St. Eustatius, St. Maarten, Saba, Aruba, Bonaire, and Curaçao, as well as the Saba Bank, for which no definitive species list exists. Here, combining examinations of specimens housed in the Naturalis Biodiversity Center collection with new specimens and records from field expeditions, we provide a list of zoantharian species found within the Dutch Caribbean. Our results demonstrate the presence at least 16 described species, including the newly described Parazoanthus atlanticus, and the additional potential presence of up to four undescribed species. These records of new and undescribed species demonstrate that although the zoantharian research history of the Caribbean is long, further discoveries remain to be found. In light of biodiversity loss and increasing anthropogenic pressure on declining coral reefs, documenting the diversity of zoantharians and other coral reef species to provide baseline data takes on a new urgency.

Very few studies have been conducted on the long-term effects of typhoon damage on mesophotic coral reefs. This study investigates the long-term community dynamics of damage from Typhoon 17 (Jelawat) in 2012 on the coral community of the upper mesophotic Ryugu Reef in Okinawa, Japan. A shift from foliose to bushy coral morphologies between December 2012 and August 2015 was documented, especially on the area of the reef that was previously recorded to be poor in scleractinian genera diversity and dominated by foliose corals. Comparatively, an area with higher diversity of scleractinian coral genera was observed to be less affected by typhoon damage with more stable community structure due to less change in dominant coral morphologies. Despite some changes in the composition of dominant genera, the generally high coverage of the mesophotic coral community is facilitating the recovery of Ryugu Reef after typhoon damage.

A Virtual Lab to run educational computer simulations of a vibrating membrane has been created. This educational virtual lab may be used to support some courses in the vibration engineering career. The module solves the 2D wave equation for a rectangular membrane which is shown on computer-screen vibrating according to data supplied by the user. The Virtual Lab makes the computations and renders on screen a 3D view of the vibrating membrane, which displays the normal modes of oscillation. A short theory is shown on screen while the simulation takes place, in this way the learning is fostered because the user verifies the theory with the simulation. Details on how to develop the simulation program are included, so that interested readers may create their own simulators. Some comments about the advantages of using computer simulation in education are included.

Se ha creado un Laboratorio Virtual para detectar experimentalmente la frecuencia de oscilación de un oscilador amortiguado. Una vez que se introducen los datos de entrada como masa, constante elástica y amortiguación del medio, el módulo muestra las oscilaciones en la pantalla de la computadora, detecta automáticamente los desplazamientos extremos de la oscilación y aplica el algoritmo de Decremento Loga-rítmico, que conduce al exponente que caracteriza la contracción gradual de los desplazamientos. De este exponente se calcula la frecuencia de las oscilaciones amortiguadas oscilador, este resultado – tal como se espera- es igual al valor calculado teóricamente.

Las publicaciones sobre caos generalmente exhiben una imagen de un único evento caótico, truncado y siempre en expansión, del sistema en el que el caos se está divulgando. Esto genera la impresión de que los eventos caóticos son únicos y una vez que comienzan, aumentan su intensidad ad infinitum, tomando eventualmente el control del sistema y permaneciendo para siempre. Con el objetivo de averiguar si es exacto el panorama descrito, se llevó a cabo una investigación con el oscilador no lineal amortiguado y forzado (ONLAF). Se encontró una diversidad de eventos caóticos y, que los mismos tienen un inicio y un final, es decir, son temporales. Se descubrió además que los eventos caóticos generan inicialmente una serie de bifurcaciones del periodo, incrementando su intensidad y, luego mediante colapsos de las mencionadas bifurcaciones, su intensidad disminuye gradualmente, hasta que el caos desaparece. Se reportan los mayores exponentes de Lyapunov de los eventos caóticos mostrados, así como algunas observaciones generales sobre los eventos caóticos en el ONLAF.

Studies about sponge-zoanthid symbioses have been focused on understanding the specificity of the association, rather thantesting what are the characteristics that make the host suitable to be colonized. For the first time it is investigated whether the ZoanthariaParazoanthus and Epizoanthus preference is related to the host sponge morphology (shape and mechanical resistance). Materials andmethods. Sponges were categorized according to their shape and mechanical resistance. The presence/absence of zoanthids was recordedin 1,068 sponges at San Andres Island, and their habitat preference was evaluated using indices and confidence intervals. Results. 85Parazoanthus colonies (78% of the total associations) and 24 Epizoanthus colonies (22%) were associated to sponges (10.2% in total).Parazoanthus uses branched and compressible sponges although prefers encrusting and fragile sponges, while Epizoanthus showes theopposite pattern, it can inhabit encrusting and fragile sponges but prefers branched and compressible sponges. Conclusion. These resultsindicated that sponge morphology is an important trait in zoanthid habitat selection. On the other hand, the similarity in the habitat used byzoanthids suggests the possibility of inter-generic competition if common resources are limited in time and space, while the differentialhabitat preference allows the competitive coexistence of both genera.

The species habitat preference is an important topic in biology, ecology, evolution, and management andconservation of biodiversity, since it allows us to determine the resources and conditions required by species forsurvival, reproduction and persistence through time. This topic is high priority due to the rapid climatic changesthat, according to model predictions, will directly or indirectly affect the resources, conditions and therefore itshabitat, modifying its abundance, spatial distribution, and local probability of extinction. At the moment thistopic is difficult to approach, because the existing literature is disperse, there are theoretical contradictions, andmathematical methods to infer preference are repetitive, and have not been ranked. Considering these difficulties,HaviStat© has been created. This program can perform the majority of mathematical, statistical, and graphicalprocedures required to infer habitat use, selection, preference or resources (18 indices and 2 confidence intervals),and niche amplitude for any species (4 indices and 2 confidence intervals). The program was made on VisualBasic® language on the Microsoft Office Excel® platform. It is the result of an exhaustive literature review,where the most relevant index were selected and compiled. Complementary literature will help researchers to setup experimental designs, and to know the importance of the results; also, it will bring basic tools to understandhow the index work and when they must be applied.

En algunas aplicaciones asociadas a la visualización de imágenes, por ojo humano o mediante visión automatizada por computadora, es necesario poder visualizar exclusivamente las siluetas de los elementos que aparecen en las imágenes, ya sea para emitir un diagnostico o para continuar con otros algoritmos de procesamiento digital de imágenes. En este documento se reporta el desarrollo de un Laboratorio Virtual, esto es, un módulo de software interactivo e integrado para llevar a cabo extracción de bordes, basada en histogramas, de imágenes fusionadas. El modulo incluye la generación automática de un umbral heurístico de binarizacion en la etapa previa a la extracción de siluetas, una característica que conduce a la eventual automatización de todo el proceso.

Se ha realizado una investigación sobre la estructura de la velocidad en el oscilador no-lineal forzado y amortiguado durante un episodio caótico. Se ha encontrado que los valores extremos de la velocidad muestran una cascada de bifurcación a medida que transcurre el tiempo, tal como la que se observa en los valores extremos de la amplitud de oscilación versus tiempo, lo cual conduce a la muy bien conocida cascada de bifurcación del periodo de la oscilación durante un episodio caótico. Se ha encontrado que el desplazamiento y la velocidad durante un evento caótico en el sistema investigado, mantienen ambos la misma estructura. La estructura similar detectada en el desplazamiento y la velocidad sugiere la posibilidad de que estas dos magnitudes manifiesten el mismo esquema en otros sistemas caóticos.

Usually the machinery used in engineering applications, especially those implicating cyclic processes make use of oscillating systems that include components vibrating each one with a particular frequency, in a medium with continuously changing muffling, temperature, etc. As a consequence these vibrations may eventually break the harmony of the common oscillation and experiment chaos. Hence some Chaos notions are critical in this type of applications. This work reports the results of a chaos research in a very frequently applied oscillating system. It is found that chaos is an eventual occurrence. After the system undergoes chaos, it returns to its oscillating stage under the conditions imposed by the medium (muffling, temperature, frequency, etc.) at the moment of leaving chaos. This leads to considering the eventual design of chaos surviving machinery

Se reporta la creación de un Virtual Lab, software interactivo e integrado, para llevar a cabo la binarización basada en histograma de imágenes en niveles de gris. En un intento de optimizar la binarización, el Virtual Lab que se reporta introduce un umbral heurístico de binarización. Durante el procesamiento, se extrae el histograma de la imagen y el módulo calcula un umbral heurístico, para lo cual extrae el promedio ponderado de los niveles de gris del primer plano de la imagen. A continuación se resaltan los niveles de gris en la imagen que están por encima del umbral detectado. Aunque aún no es experimentalmente óptimo, el umbral heurístico proporciona una primera aproximación hacia la óptima binarización automática de las imágenes en niveles de gris. Cuando el módulo opera sobre una imagen, es posible visualizar y comparar en la pantalla hasta tres diferentes binarizaciones simultáneamente, cada una para un umbral diferente de binarización fijado por el usuario.

Comúnmente los autores de literatura sobre Caos reportan un solo evento caótico truncado que acontece en los sistemas caóticos que ellos han investigado. Este documento reporta múltiples eventos caóticos detectados en el oscilador no lineal amortiguado y forzado. Con la finalidad de detectar Caos en este oscilador, el autor de este reporte desarrolló un Laboratorio Virtual (software interactivo e integrado), con el cual se ejecutaron muchas simulaciones y también se extrajeron y compararon Mapas de Poincaré para ángulos de 0° y 180°, a fin de evitar duplicidad de eventos. Se encontró que los eventos caóticos no son imperecederos, ellos tienen un inicio y un final, lo cual significa que ellos son transitorios. Tampoco se detectó relación numérica alguna entre los valores de la frecuencia natural del oscilador caótico con aquella de la fuerza periódica aplicada.

The development of a Virtual Lab to perform experiments on histogram-based binarization of grey-leveled images is reported. With the aim of automatizing the binarization process, a Heuristic Binarization Threshold is introduced. Once the histogram of a grayscale input image is obtained, the module calculates a Heuristic Threshold by taking the weighted average of the foreground grey levels of the image. Next those pixels in input image whose grey levels are above this threshold are highlighted. Although still not experimentally optimum, this heuristic threshold provides a first approximation towards automatic binarization of greyscale images.

Little is known about effects of large storm systems on mesophotic reefs. This study reports on how Typhoon 17 (Jelawat) affected Ryugu Reef on Okinawa-jima, Japan in September 2012. Benthic communities were surveyed before and after the typhoon using line intercept transect method. Comparison of the benthic assemblages showed highly significant differences in coral coverage at depths of 25–32 m before and after Typhoon 17. A large deep stand of Pachyseris foliosa was apparently less resistant to the storm than the shallower high diversity area of this reef. Contradictory to common perception, this research shows that large foliose corals at deeper depths are just as susceptible to typhoon damage as shallower branching corals. However, descriptive functional group analyses resulted in only minor changes after the disturbance, suggesting the high likelihood of recovery and the high resilience capacity of this mesophotic reef.

Se ha desarrollado un laboratorio virtual para experimentar la fusión controlada de dos imágenes digitales. La imagen resultante posee porcentajes predefinidos de cada imagen participante. Con la finalidad de mejorar la calidad de la imagen resultante de la fusión, el laboratorio virtual incluye la opción de ignorar un color durante la fusión, lo que hace que este color no experimente fusión alguna. Se han realizado experimentos exitosos fusionando tres imágenes con el mismo algoritmo.

Se presenta un algoritmo para seleccionar un conjunto de píxeles por encima de un cierto nivel de gris en una imagen, extraerlo y transferirlo a otra imagen; el resultado es una superposición restringida de imágenes, basada en la técnica de diferencia controlada (modulada) las mismas. En algunas aplicaciones en las que se necesite mezclar imágenes, esta superposición restringida de imágenes podría ser una opción a considerar.

Se ha creado un Laboratorio Virtual para educación, esto es, un software dirigido a la enseñanza y el aprendizaje de la Diferencia Modulada de Imágenes en niveles de gris. Este Laboratorio Virtual, intuitivamente-fácil-de-usar, permite apreciar la diferencia controlada de dos imágenes. Surgen interesantes resultados al detectar la diferencia modulada de pares de imágenes, tales como el efecto que aparece en el caso de la substracción de dos imágenes totalmente diferentes, efecto que coloca las bases para la Fusión Controlada de Imágenes. Los algoritmos de la diferencia de imágenes son parte del Procesamiento Digital de Imágenes, una herramienta computacional con cada vez más aplicaciones en ciencias y en ingeniería.

This article summarizes the background and a few preliminary results concerning project 7 of the NCCR Chemical Biology. The general objective is to explore new concepts for cellular uptake, membrane tunneling, sensing and labeling. Emphasis is on the use of dynamic covalent chemistry for counterion activation, slow release of polyions and fluorescent probes, and the generation of activator libraries and polyions that grow and shrink.

Se ha creado un Laboratorio Virtual educacional para estudiar un engranaje mixto de ruedas. Los engranajes de ruedas son comunes en aplicaciones de Ingeniería Mecánica, tal como la maquinaria industrial. Este software es ideal para la enseñanza y para el aprendizaje de las relaciones entre las ruedas de un engranaje, con tres tipos de contacto: tangencial, coaxial, y mediante una faja. El laboratorio virtual realiza simulación basada en el modelado matemático de un engranaje y permite al usuario visualizar el comportamiento de ruedas con engranajes mixtos y familiarizarse con las velocidades de rotación, numero de vueltas y otros parámetros que aparecen cuando un conjunto de ruedas constituye un mecanismo.

Se ha desarrollado un algoritmo para llevar a cabo segmentación de imágenes binarias, y ha sido aplicado a imágenes sintetizadas por computadora. El algoritmo se basa en circundar los elementos de una imagen, con diferentes envolturas o cápsulas, las que después son individualmente extraídas. El algoritmo propuesto puede aplicarse en reconocimiento de patrones y en automatización industrial; por ejemplo, para determinar el área de objetos en una imagen.

Los sistemas mecánicos altamente repetitivos, como aquellos presentes en las máquinas industriales, son factibles de experimentar caos. Para entender esto, los ingenieros responsables del funcionamiento de un sistema de maquinarias deben estar al tanto de las “Rutas hacia el Caos”. Este trabajo presenta los resultados de una investigación llevada a cabo en un Laboratorio Virtual, creado para estudiar la transición al caos en sistemas oscilantes (rotativos) en un medio amortiguador (imposible evitar la amortiguación en un medio no ideal), bajo la acción de una fuerza aplicada (un motor).

Se ha creado un Laboratorio Virtual para estudiar la transición al caos en ecuaciones diferenciales no-lineales de segundo orden. Este software ha sido exitosamente aplicado a la investigación de la transición al caos en un oscilador no-lineal, amortiguado y forzado. El software, de simulación y visualización, evalúa la ecuación que se esta estudiando, en hasta un millón de puntos, generando en tiempo-real y en la pantalla del monitor, graficas de amplitud de oscilación, diagrama de fase y picos de amplitudes, produce además una animación del oscilador que se estudia. De esta forma, el investigador obtiene no solo importantes graficas de comportamiento del sistema que investiga, sino que también puede visualizarlo. La visualización de una animación del sistema que se estudia, es una enorme ayuda, pues no es siempre fácil interpretar graficas de comportamiento.

This year, the CUSO Summer School in Organic Chemistry celebrated its 40th anniversary. With a coinciding 450th anniversary, it was organized by the University of Geneva. The focus was on large molecules and supramolecules that are synthesized from scratch, have interesting functions, and address lessons from nature.

Se expone una tentativa para explicar el proceso de las fallas en maquinarias, basada en la teoría del caos. Las máquinas realizan tareas repetitivas que podrían ser modeladas matemáticamente como combinaciones de movimientos oscilatorios forzados; en consecuencia éstas son perfectas candidatas a eventualmente evolucionar hacia el caos. Se hace la exposición teniendo como modelo, la ruta hacia el caos seguida por un oscilador no lineal amortiguado y forzado.

Imagery es un Laboratorio Virtual para Entrenamiento Asistido por Computadoras en procesamiento Digital de Imágenes(PDI), incluyendo actualmente 37 módulos. Este software permite al usuario experimentar con los algoritmos de PDI, visualizando los efectos de esos algoritmos sobre imágenes reales; puede ser usado en el aula, laboratorio y hogar. Imagery no solo opera sobre imágenes incluidas por su creador(el autor de este reporte), también lo hace sobre aquellas proporcionadas por el usuario. Un ateoría básica sobre cada tema es incluida en el softaware, el cual puede ser usado como complemento a libros especializados o clases.

Mediante una simulación Monte Carlo, se investiga el área total ocupada por discos iguales, colocadosal azar uno después del otro y sin traslaparse, enuna región cuadrada, teniendo como referencia elempaque ordenado de discos en la misma región.Se encuentra que el área ocupada está entre el56% y 65% del área que sería ocupada si la regiónse llenara ordenadamente.

The technique of the Invariant Boundary Moments (IBM) is applied to the automatic classification of two different randomly selected objects, independently of their size, position and orientation. It is shown that if the objects differ only in position and orientation (size is maintained), the power of the IBM is optimum; however when variations in size are included, overlapping results in the IBM show up, placing strong limitations to their use as a classifier tool, in cases like these a predefined margin of tolerance must be introduced.

La Transformada polar de Hough ha sido usada para crear un sistema para reconocimiento invariante automático de objetos poligonales, el cual opera independientemente de la posición, orientación y tamaño de los objetos y, ha sido exitosamente aplicado al reconocimiento de sujetadores metálicos esquineros(forma de L). Como el sistema es autónomo, podría ser aplicado a la automatización del control de calidad y de la clasificación, en la industria.

The Hough Transform has been used to develop an algorithm for rotation, translation and size-scaling invariant pattern recognition of polygonal objects. In this research the developed system has been successfully applied to the automatic invariant recognition of rectangular chocolates, including identification of defective samples. Since the entire performance of the resulting system is autonomous, the results may be applied to automatic quality control applications in the industry.

Los libros de Procesamiento Digital de Imágenes (PDI) exponen algoritmos para operar digitalmente sobre imágenes e incluyen algunas figuras para mostrar el efecto de los mismos. En este trabajo se reporta la creación de Imagery, un Laboratorio Virtual para educación (enseñanza y aprendizaje) asistido por computadora. Este software ha sido creado para ser usado como laboratorio de PDI, permitiendo al usuario experimentar con los algoritmos de PDI, visualizando sus efectos en sus propias imágenes; Imagery puede ser usado en clases, en el laboratorio o en el hogar, en clases, ayuda al profesor a exponer los temas que se están cubriendo; en el laboratorio puede ser usado para realizar experimentos de temas cubiertos en clase; en el hogar, sirve al estudiante para revisar y afianzar los conocimientos adquiridos en clase. Imagery puede también ser usado por el estudiante independiente en un sistema de Aprendizaje a Distancia. La ventaja de usar un software para enseñar transformaciones sobre imágenes, como aquellas ejecutadas en PDI, es que con la ayuda del software dichas transformaciones pueden ser apreciadas en tiempo real. Aparte de tratarse de un software intuitivamente fácil de usar, Imagery no solo opera sobre imágenes proporcionadas por su autor, sino también sobre aquellas del usuario. El autor ha incluido alguna teoría en Imagery, la cual es un complemento a libros o clases especializadas, no es auto suficiente, pero es una gran ayuda.

En esta investigación se lleva a cabo una detallada comparación de la performance de los Momentos Mejorados (de Borde), de C.C. Chen, con los Momentos Masivos tradicionales, para ejecutar este examen, el poder de reconocimiento de objetos de los primeros es cuidadosamente comparado con aquella de los últimos. Los Momentos de Borde son evaluados usando dos métodos, en el primero, mediante Trazado de Bordes, y en el segundo, mediante Barrido de Imagen. Se concluye que el cálculo de los Momentos de Borde mediante Barrido de Imagen, asocia una Complejidad Computacional mínima a una suficientemente alta eficiencia en la clasificación de objetos, pudiendo entonces ser usados en lugar de los Momentos Tradicionales.

Con la finalidad de apreciar la ejecución de la red de neuronas de Hopfiled (memoria asociativa), se ha desarrollado un software y se ha aplicado a imágenes sintéticas. Una pequeña red de neuronas ha sido creada y aplicada a cuatro conjuntos de entrenamiento-remembranzas. El software permite al usuario familiarizarse con la simulación en computadoras de la memoria asociativa, también proporciona conocimientos sobre la operación de una red de neuronas, de modo que el software puede ser usado como una herramienta para enseñar-aprender redes de neuronas. El software hace evidente que una aplicación directa de las redes de neuronas, es el reconocimiento de patrones y la reconstrucción de imágenes, también sirve como una introducción a redes mas avanzadas y complejas. Este reporte apunta a entender la ejecución y potencialidades de una red de neuronas, puede también estimular el interés de los estudiantes en la Cibernética. La red de Hopfield es importante para los físicos, pues está muy relacionada al modelo de Vidrios de Spin de Ising del magnetismo, las memorias que aprende la red, equivalen a los estados de mínima energía en el modelo de Ising. El programa incluye un conjunto de imágenes (mostrado en este reporte), sin embargo, también acepta aquellas suministradas por el usuario.

Con la finalidad de identificar posibles regularidades, se ha realizado un estudio estadístico de percolación entre los vecinos más próximos, en redes cuadradas de 75x75, 150x150 y 225x225. Para este fin se ha desarrollado especialmente un software de simulación Monte Cario, con el que se han obtenido datos de 100 percolaciones completas para cada red. La investigación se ha llevado a cabo en el umbral de percolación, es decir, fijando la probabilidad durante toda la investigación, en el valor critico P = Pc = 0.5978. Es importante mencionar que para lograr las 100 percolaciones completas necesarias para las estadísticas, fue necesario ejecutar muchas mas simulaciones, ya que muchas de ellas resultaron frustradas, no logrando percolación completa. Otra observación importante es el hecho de que la percolación no es necesariamente lograda siempre por el racimo más grande, se detecto muchos casos en fue lograda por racimos insospechados, dada su poca población. Se detectaron regularidades en el número de racimos resultantes y en el número de pasos necesarios para lograr la percolación. Se concluye en que una investigación usando redes mucho mayores ayudaría a despejar algunas dudas que aun subsisten.

El algoritmo Sectores Circulares de Dinámica Selectiva, SDRF, fue creado hace algún tiempo por el autor de este reporte, para acelerar la simulación computarizada de la agregación estocástica de partículas en difusión, y para reducir el número de las direcciones preferenciales de crecimiento que anómalamente resultan cuando la simulación se ejecuta con el algoritmo DLA tradicional. En este trabajo se reporta un escmpuloso estudio del SDRF, ejecutado para conocer cabalmente los efectos del número de segmentos de arco del SDRF sobre la morfología de los agregados resultantes. Se investiga el poder de reducción del SDRF con respecto al número de direcciones preferenciales de crecimiento en los agregados resultantes de las simulaciones. Se simuló el crecimiento de 250 agregados estocásticos a partir de partículas en difusión, variando el número de arcos en el SDRF. Las densidades, dimensiones fractales y los radios de los agregados son estudiados y analizados. También se discuten las fluctuaciones observadas y la evolución de los agregados en general. Se introduce el uso de un Gmpo Seminal en lugar de una sola semilla inicial en las simulaciones.

Con la finalidad de ejecutar reconocimiento invariante (rotación, traslación, cambio de escala) de patrones se ha desarrollado un algoritmo basado en la Transformada Polar de Hough, TH. El algoritmo explota las propiedades fundamentales de la TH y además todas las operaciones se llevan acabo estrictamente en el espacio de Hough. El sistema desarrollado ha sido exitosamente aplicado al reconocimiento de galletas de forma rectangular, incluyendo piezas falladas, las cuales fueron fácilmente detectadas. Los resultados sugieren el uso del algoritmo en la industria, particularmente en control de calidad.

Se presenta un algoritmo más rápido, el de marco de lanzamiento de dinámica selectiva (SORF), para simulaciones en computadora de la agregación estocástica de partículas que difunden. El SORF se presenta haciendo referencia al modelo de OLA de Witten & Sander, sin embargo, el mismo puede ser aplicado a cualquier modelo tipo OLA que simule el crecimiento de racimos debido a la agregación de partículas quedifunden. Los modelos tradicionales tipo DLA usan el radio mas largo del agregado que esta creciendo, para controlar el radio del Círculo de Lanzamiento, desde el cual se liberan las partículas que se difunden. El SDRF usa las diferentes regiones en los radios del agregado en crecimiento, para fijar distancias particulares desde las cuales se liberan -en cada región- las partículas que se difunden. Cuando se ha usado el SDRF en simulaciones DLA bi-dimensionales se ha observado una reducción en 30% del tiempo de maquina, con respecto al método tradicional de un solo radio. El algoritmo se presenta para el caso bi-dimensional, sin embargo su adaptación a casos de mayores dimensiones es inmediato. © 2002 CSI. Todos los derechos reservados