Abstract: Learning controllers that reproduce legged locomotion in nature have been a long-time goal in robotics and computer graphics. While yielding promising results, recent approaches are not yet flexible enough to be applicable to legged systems of different morphologies. This is partly because they often rely on precise motion capture references or elaborate learning environments that ensure the naturality of the emergent locomotion gaits but prevent generalization. This work proposes a generic approach for ensuring realism in locomotion by guiding the learning process with the spring-loaded inverted pendulum model as a reference. Leveraging on the exploration capacities of Reinforcement Learning (RL), we learn a control policy that fills in the information gap between the template model and full-body dynamics required to maintain stable and periodic locomotion. The proposed approach can be applied to robots of different sizes and morphologies and adapted to any RL technique and control architecture. We present experimental results showing that even in a model-free setup and with a simple reactive control architecture, the learned policies can generate realistic and energy-efficient locomotion gaits for a bipedal and a quadrupedal robot. And most importantly, this is achieved without using motion capture, strong constraints in the dynamics or kinematics of the robot, nor prescribing limb coordination. We provide supplemental videos.

Abstract: Bioturbation involves the incorporation of residues from the surface soil into the subsoil; however, common small soil ‘bioengineers’, such as earthworms or termites, are unlikely to transport human artifacts to deeper soil horizons. However, such artifacts occur in the deeper soil horizons within Amazonian Anthrosols (Terra Preta). Here we test the assumption that such tasks could be carried out by fly larvae, which could thus play a crucial role in waste decomposition and associated soil mixing under tropical conditions. We performed two greenhouse experiments with sandy substrate covered with layers of organic waste, ceramic fragments, and black soldier fly larvae (BSFL) (Hermetia illucens (L.) (Dipt.: Stratiomyidae)). We used in-situ images to assess the rate of bioturbation by BSFL, and then designed our main study to observe waste dissipation (reduction of organic carbon and phosphorus contents from waste model trials with and without charcoal) as related to larval-induced changes in soil properties. We found that the bioturbation of macroinvertebrates like BSFL was able to bury even large (> 5 cm) ceramic fragments within hours, which coincided with high soil growth rates (0.5 cm h-1). The sandy soil was subsequently heavily enriched with organic matter and phosphorus originating from organic waste. We conclude that BSFL, and possibly other fly species, are important, previously overlooked soil ‘bioengineers’, which may even contribute to the burial of artifacts in Anthrosols and other terrestrial waste dumps. Resumen: La bioturbación implica la incorporación de residuos del suelo superficial al subsuelo; sin embargo, es poco probable que los pequeños "bioingenieros" comunes del suelo, como las lombrices o las termitas, transporten artefactos humanos a los horizontes más profundos del suelo. Sin embargo, tales artefactos se encuentran en los horizontes más profundos del suelo dentro de los antrosoles amazónicos (Terra Preta). Aquí probamos la suposición de que tales tareas podrían ser llevadas a cabo por larvas de mosca, que podrían así desempeñar un papel crucial en la descomposición de residuos y la mezcla de suelos asociada en condiciones tropicales. Realizamos dos experimentos en invernadero con sustrato arenoso cubierto con capas de residuos orgánicos, fragmentos de cerámica y larvas de mosca soldado negra (Hermetia illucens (L.) (Dipt.: Stratiomyidae)). Utilizamos imágenes in situ para evaluar la tasa de bioturbación por parte de las BSFL, y luego diseñamos nuestro estudio principal para observar la disipación de los residuos (reducción de los contenidos de carbono orgánico y fósforo de los ensayos de modelos de residuos con y sin carbón vegetal) en relación con los cambios inducidos por las larvas en las propiedades del suelo. Encontramos que la bioturbación de macroinvertebrados como BSFL fue capaz de enterrar incluso fragmentos cerámicos grandes (> 5 cm) en cuestión de horas, lo que coincidió con altas tasas de crecimiento del suelo (0,5 cm h-1). El suelo arenoso se enriqueció posteriormente con materia orgánica y fósforo procedente de residuos orgánicos. Concluimos que las BSFL, y posiblemente otras especies de moscas, son importantes "bioingenieros" del suelo, hasta ahora ignorados, que pueden incluso contribuir al enterramiento de artefactos en antrosoles y otros vertederos terrestres.

Abstract: Whereas many researchers still approach Terra Preta (TP) as a soil category, new evidence suggests that TP refers to a directional grading of soil property changes (i.e., color, pH, nutrients, etc.) within human-made soils, originating from human activities in pre-Columbian times. Currently, most TP research focuses on the Brazilian part of the Amazon basin, but only little information is available on TP soils in the Colombian Amazon. Here, we sampled four TP and surrounding soils in the Colombian Amazon region at different soil depths and analyzed them for (i) general soil properties such as color, pH and texture, (ii) soil organic carbon and black carbon (BC) contents, the latter using benzene polycarboxylic acids as molecular marker, (iii) phosphorus availability based on sequential fractionation, and (iv) microbial residue contents using amino sugars. Our data from Colombia’s middle Caquetá River and Leticia confirmed that SOC, BC, and total P were present in significantly higher concentrations in the TP areas than the surrounding soils, while pH values and microbial residue contents were unchanged. The enrichment of P forms comprised both easily extractable and stable P pools, which both dominated to a different degree, both in TP and adjacent soils. The different degree of SOC, BC and P enrichment suggests different amounts of waste disposal by the ancient populations at different TP sites, now warranting further research for reconstructing ancient population sizes from TP chemical analyses. Resumen: Mientras que muchos investigadores todavía abordan la Terra Preta (TP) como una categoría de suelo, nuevas evidencias sugieren que la TP se refiere a una gradación direccional de cambios en las propiedades del suelo (es decir, color, pH, nutrientes, etc.) dentro de los suelos creados por el hombre, originados por las actividades humanas en tiempos precolombinos. Actualmente, la mayoría de las investigaciones sobre TP se centran en la parte brasileña de la cuenca del Amazonas, pero sólo se dispone de poca información sobre los suelos TP de la Amazonia colombiana. Aquí, muestreamos cuatro suelos TP y suelos circundantes en la región amazónica colombiana a diferentes profundidades del suelo y los analizamos para (i) las propiedades generales del suelo como el color, el pH y la textura, (ii) los contenidos de carbono orgánico del suelo y de carbono negro (BC), este último usando ácidos policarboxílicos de benceno como marcador molecular, (iii) la disponibilidad de fósforo basada en el fraccionamiento secuencial, y (iv) los contenidos de residuos microbianos usando amino azúcares. Nuestros datos del río Caquetá medio de Colombia y de Leticia confirmaron que el SOC, el BC y el P total estaban presentes en concentraciones significativamente más altas en las áreas TP que en los suelos circundantes, mientras que los valores de pH y los contenidos de residuos microbianos no cambiaron. El enriquecimiento de las formas de P comprendía tanto los pools de P fácilmente extraíbles como los estables, que dominaban en diferente grado, tanto en los suelos TP como en los adyacentes. El diferente grado de enriquecimiento en SOC, BC y P sugiere diferentes cantidades de eliminación de residuos por parte de las antiguas poblaciones en los diferentes lugares de TP, lo que justifica ahora una mayor investigación para reconstruir el tamaño de las antiguas poblaciones a partir de los análisis químicos de TP.

Resumen: A través de una revisión exploratoria de referencias sobre nacionalismo y las relaciones de género, este artículo pretende vincular dichos temas en las relaciones internacionales a partir de India, un país que, con su política exterior y poder económico, se proyecta como potencia emergente e influyente en la región. Se hace una revisión del gobierno de Narendra Modi frente a la forma como desde la vida pública se justifican acciones que colindan con problemas de reconocimiento de derechos, mientras se expresa un ejercicio patriarcal de la política, definiendo así una identidad con la que India interactúa ante el Sistema Internacional. Es entonces, que esta interacción enfrenta contradicciones que más allá de sus fortalezas económicas y comerciales, se deben a su situación frente a la diversidad de género y el nacionalismo, desde la hindutva, generando críticas sobre la forma como India se define a sí misma: “la democracia más grande del mundo”. Estos no son aspectos relevantes, en primera instancia, ante las organizaciones globales, pero incitan a la comunidad internacional a la reflexión, junto con el sustento de las opiniones de sus ciudadanos, a través de 15 entrevistas realizadas en India, Europa y América Latina.

Аннотация: В настоящее время энергетический сектор переживает трансформацию от энергетических систем, основанных на ископаемом топливе, к низкоуглеродным энергетическим системам с аспределённой выработкой энергии около точек потребления. Эта трансформация известна как «энергетический переход», и она важна не только для сокращения выбросов CO2 и ограничения последствий изменения климата, но также для обеспечения доступа к современной, непрерывной и устойчивой электроэнергии для всех по доступной цене. Теперь в энергетических системах есть активные потребители, которые не только берут электроэнергию из сети, но и могут генерировать свою собственную энергию с помощью установок возобновляемой энергии, и которые могут даже продавать энергию обратно в сеть или своим соседям. В настоящей работе показано влияние гибкого потребительского спроса на электроэнергию на проектирование распределённых энергетических систем. Resumen: El sector de energía eléctrica experimenta actualmente una transformación, de sistemas energéticos basados en combustibles fósiles a sistemas de energía de bajas emisiones de CO2 y con generación de energía distribuida cerca de los puntos de consumo. Esta transformación es conocida como la "transición energética", y es importante no solo para limitar de los efectos del cambio climático, sino también para lograr asegurar acceso universal a servicios de electricidad modernos y sostenibles para todos. En los sistemas de energía modernos existen consumidores activos que no solo toman energía de la red eléctrica, sino que también pueden regular su consumo, generar su propia energía mediante instalaciones de energías renovables, y que incluso puede enviar energía de vuelta a la red o a sus vecinos. Este artículo muestra el impacto de la flexibilidad de la demanda de energía eléctrica por parte de los consumidores activos en el diseño de sistemas de energía distribuida.

Resumen: El propósito de “Sociability and ethnic identity” es discutir el papel preponderante que juega Seven Sisters integrando su marcada identidad latina con la diversidad cultural de su entorno. Así mismo, explora las formas en contra de la posible demolición del mercado ha unido a las comunidades locales para defenderlo. El capítulo comienza con un breve recuento en el que se describen los procesos de crecimiento de las ciudades suburbios. Se subraya la relación estrecha de la calle principal con los mercados y el papel predominante social y comercial de grupos de personas totalmente diferentes entre sí. De este modo, los mercados son inclusión a la sociedad de grupos usualmente marginados. La interacción social que se presenta en los mercados se vuelve aún más importante si dentro del análisis diversidad cultural y étnica de las personas, pues puede llegar a crear puentes y puntos de coincidencia culturales. Este es el caso de Seven Sisters Market. Localizado al norte de Londres este mercado promueve la asociación, negociación de diferencias entre diversas culturas. Ubicado en el cruce de dos calles principales y multiculturales, tiene su propia impronta. El mercado es un importante punto de encuentro para la gente del sector: Van con su cultura, a trabajar. A través de un recuento del proceso de migración de latinoamericanos a Londres y de una descripción de los comerciantes para crear una atmósfera latina, las partes dos y tres del capítulo discuten las formas en migrantes contribuyeron a que Seven Sisters Market se convirtiera en punto de encuentro para latinos de algunos lo identifiquen como un “hogar lejos de casa”, un lugar para mantener su conexión con sus países sus tradiciones o de establecer redes de apoyo que van desde soporte emocional hasta consejo legal y profesional. Las interacciones sociales con las que se logra lo mencionado en el párrafo anterior se describen en la cuarta resultados de trabajo de campo realizado en el 2013, se establecen las dimensiones de la vida social en forma como éste amplifica las redes de solidaridad y los conflictos entre migrantes. Por otro lado, se analiza lenguaje tienen un rol contradictorio: Por un lado, es la razón de su éxito como punto de encuentro para acrecienta la distancia social entre ellos y la comunidad local extendida. Finalmente, el capítulo analiza cómo la dimensión espacial de un lugar contribuye a “negociar la diferencia” sociales. Lo anterior mediante el estudio de las interacciones entre los diferentes grupos étnicos de comerciantes inesperadas consecuencias que trajo consigo la amenaza de demolición del mismo, promovida por planes sector. La causa común de diferentes grupos de personas de la localidad para defender el mercado, manifiesta visión de valor de quienes promueven la demolición y la visión del mercado como un lugar ya de por si valió.

Abstract: Epilepsy is a group of neurological disorders commonly associated with the neuronal malfunction leading to generation of seizures. Recent reports point to a possible contribution of astrocytes into this pathology. We used the lithium-pilocarpine model of status epilepticus (SE) in rats to monitor changes in astrocytes. Experiments were performed in acute hippocampal slices 2–4 weeks after SE induction. Nissl staining revealed significant neurodegeneration in the pyramidal cell layers of hippocampal CA1, CA3 areas, and the hilus, but not in the granular cell layer of the dentate gyrus. A significant increase in the density of astrocytes stained with an astrocyte-specific marker, sulforhodamine 101, was observed in CA1 stratum (str.) radiatum. Astrocytes in this area were also whole-cell loaded with a morphological tracer, Alexa Fluor 594, for two-photon excitation imaging. Sholl analyses showed no changes in the size of the astrocytic domain or in the number of primary astrocytic branches, but a significant reduction in the number of distal branches that are resolved with diffraction-limited light microscopy (and are thought to contain Ca2+ stores, such as mitochondria and endoplasmic reticulum). The atrophy of astrocytic branches correlated with the reduced size, but not overall frequency of Ca2+ events. The volume tissue fraction of nanoscopic (beyond the diffraction limit) astrocytic leaflets showed no difference between control and SE animals. The results of spatial entropy-complexity spectrum analysis were also consistent with changes in ratio of astrocytic branches vs. leaflets. In addition, we observed uncoupling of astrocytes through the gap-junctions, which was suggested as a mechanism for reduced K+ buffering. However, no significant difference in time-course of synaptically induced K+ currents in patch-clamped astrocytes argued against possible alterations in K+ clearance by astrocytes. The magnitude of long-term-potentiation (LTP) was reduced after SE. Exogenous D-serine, a co-agonist of NMDA receptors, has rescued the initial phase of LTP. This suggests that the reduced Ca2+-dependent release of D-serine by astrocytes impairs initiation of synaptic plasticity. However, it does not explain the failure of LTP maintenance which may be responsible for cognitive decline associated with epilepsy.

Abstract: Astrocytes are involved in maintenance of synaptic microenvironment by glutamate uptake and K+ clearance. These processes are associated with net charge transfer across the membrane and therefore can be recorded as glutamate transporter (IGluT) and K+ (IK) currents. It has been previously shown that the blockade of IK with BaCl2 enhances the IGluT. Here we show that activity-dependent facilitation (5 stimuli at 50 Hz) of IGluT was not significantly different in BaCl2 compared to facilitation of IGluT isolated by post-hoc subtraction of IK. Nevertheless, BaCl2 abolished the activity-dependent prolongation of τdecay, which was observed for IGluT isolated by post-hoc subtraction of IK. This finding suggests that activity-dependent accumulation of extracellular K+ ([K+]o) causes astrocytic depolarization, which is responsible for the increase in τdecay of IGluT. The blockade of inward rectifying K+ channels (Kir) with BaCl2 makes astrocytic membrane potential insensitive to [K+]o elevation and thus abolishes this increase. Blockade of IGluT with glutamate transporter blocker, DL-threo-β- benzyloxyaspartic acid (TBOA) did not significantly affect the amplitude of IK but decreased its τdecay. However, activity dependent facilitations of both amplitude and τdecay of IK were larger in TBOA, than in the control conditions. We suggest that activity-dependent accumulation of extracellular glutamate can enhance release of K+. Thus activity-dependent changes in [K+]o can affect glutamate dwell-time in the synaptic cleft, and vice versa, extracellular glutamate accumulation can affect [K+]o time-course. Our finding is important for understanding of the astrocytic mechanisms in glutamate excitotoxicity and in diseases related to disruption of K+ homeostasis (e.g. stroke, migraine, and epilepsy).

Abstract: One month of calorically restricted diet (CR) induced morphological plasticity of astrocytes in the stratum (str.) radiatum of hippocampal CA1 in three-months old mice: the volume fraction of distal perisynaptic astrocytic processes increased whereas the number of gap-junction coupled astrocytes decreased. The uncoupling was not associated with a decrease in the expression of connexin 43. Uncoupling and morphological remodeling affected spontaneous Ca2+ activity in the astrocytic network: Ca2+ events became longer, whereas their spread was reduced. The change in the pattern of astrocytic Ca2+ activity may increase the spatial resolution of the information encoding in the astroglial network. Consistent with expanded synaptic enwrapping by the astroglial processes, the spillover of synaptically released K+ and glutamate was diminished after CR. However, no significant changes in the expression of astrocytic glutamate transporter (GLT-1/EAAT2) were observed, although the level of glutamine synthetase was decreased. Glutamate uptake is known to regulate the synaptic plasticity. Indeed, the magnitude of long-term potentiation (LTP) in the glutamatergic CA3-CA1 synapses was significantly enhanced after CR. Our findings highlight an astroglial basis for improved learning and memory reported in various species subjected to CR.

Abstract: Urban water management has recently been questioned because of the fragmented nature of the urban water system and its linear model. The integration and management of water systems are currently recognized as a socio-technical challenge that must be addressed for a more sustainable urban water management. In the short term, a key factor for its transition will be the integration of alternative practices that allow for experimentation, learning, and scaling up. This study aims to identify potential shifts supported by two alternative practices for water reuse: nature-based solutions and water reuse technologies, using circular economy principles as analytical categories. The research uses a case study, the Besòs river of the Barcelona metropolitan area, to show that: i) improving biodiversity and water quality helps to regenerate natural capital; ii) water reuse for streamflow augmentation keeps resources in use and promotes synergies, which benefits social livability; and iii) risk management and a potential fit-to-purpose strategy can marginally help to avoid waste externalities. This research has shown that the CE principles are applicable as a framework for identifying the interconnected shifts promoted by water systems. A reflexive understanding of the alternative practices provides deeper insight into the experiences, barriers, and shifts that allow innovative interactions in specific urban contexts and can deliver additional benefits for society. This knowledge can be useful for integrated urban management; however, further integration of cross-sectoral collaboration and flexibility are required. Resumen: La gestión del agua urbana ha sido cuestionada recientemente debido a la naturaleza fragmentada del sistema de agua urbana y su modelo lineal. La integración y gestión de los sistemas hídricos es reconocido actualmente como un desafío socio-técnico que debe ser abordado para una gestión del agua urbana más sostenible. En el corto plazo, un factor clave para su transición será la integración de prácticas alternativas que permitan la experimentación, el aprendizaje y la escalabilidad. Este estudio tiene como objetivo identificar cambios potenciales respaldados por dos prácticas alternativas para la reutilización del agua: soluciones basadas en la naturaleza y tecnologías de reutilización del agua, utilizando principios de economía circular como categorías analíticas. La investigación utiliza un estudio de caso, el río Besòs del área metropolitana de Barcelona, para demostrar que: i) la mejora de la biodiversidad y la calidad del agua ayuda a regenerar el capital natural; ii) la reutilización del agua para aumentar el caudal mantiene los recursos en uso y promueve sinergias, que además benefician la habitabilidad social; y iii) la gestión de riesgos y una posible estrategia adaptada al propósito de uso pueden ayudar marginalmente a evitar las externalidades del desperdicio. Esta investigación ha demostrado que los principios de la CE son aplicables como marco de identificación de los cambios interconectados y promovidos por los sistemas de agua. Una comprensión reflexiva de las prácticas alternativas proporciona una visión más profunda de las experiencias, barreras y cambios que permiten interacciones innovadoras en contextos urbanos específicos y pueden generar beneficios adicionales para la sociedad. Este conocimiento puede ser útil para la gestión urbana integrada; sin embargo, requiere de una mejor integración de colaboración intersectorial y flexibilidad.