En stor skadegörare på de svenska granskogarna är den åttatandade granbarkborren Ips typographus (L.). Torkstress, vattentillgång och landskapets topografi är faktorer som påverkar granens vitalitet. Om granen har en låg vitalitet riskerar den i högre utsträckning att bli angripen av granbarkborren. Syftet med studien var att analysera topografi och markfuktighet för granbarkborreskadad skog. Områden med skadade träd och oskadade träd jämfördes i GIS-programmet QGIS för att se om det fanns en skillnad med avseende på markfuktighet, lutning, lutningsriktning och höjd över havet. Resultatet visade att granbarkborren angriper främst gran i syd till sydvästlig och östlig riktning. Även områden på torrare marker har en ökad risk för angrepp samt områden där terrängen inte sluttar. Troligtvis löper områden där ovan nämnda variabler sammanfaller större risk att bli angripna av granbarkborren.

Syftet med den här studien är att undersöka lutning och höjd för vägräcken och hur dessa faktorer påverkar trafiksäkerheten. Rapporten syftar även till att ta upp den säkerhetsproblematik som rör MC-trafikanter då underglidningsskydd inte får plats att monteras under vägräckena. Genom forskning i Trafikverkets och Statens väg- och transportinstituts databaser samt intervjuer tillsammans med föreningarna SMC (Svenska MotorCyklister) och SVBRF (Sveriges bro- och vägräckesförening) har det framkommit överensstämmande resultat gällande den nationella, svenska standarden SS EN-1317. Den standarden vi använder idag, SS EN-1317 ger en monteringshöjd på 450 millimeter till bärande balk. Vilket ger problematik vid montering av underglidningsskydd och påverkar trafiksäkerheten negativt. I nuläget hålls en vetenskaplig forskning gällande underglidningsskydd som testas på fyra olika vägar i Sverige, bland annat i Åkersberga, Stockholm. / The purpose of this study is to survey the incline and height of crash barriers and how these two factors affect traffic security. The study also serves the purpose of bringing up problems in traffic security due to lack of space under crash barriers for installation of slide guards for motorcyclists. Research in the databases of the Swedish Transportation Administration (Trafikverket), Road and Transport Institute (VTI), the Associations of Swedish Motor Cyclists (föreningen Sveriges MotorCyklister), and Swedish Bridge and Crash Barrier Association (Sveriges Bro- och Vägräckesförening) has shown corresponding results with the Swedish standard SS EN-1317. The standard in use today, SS EN-1317, affects traffic security negatively due to the height of assemblage of the carrying beam in crash barriers being 450 millimeters. At the time of writing research is being conducted regarding slide guards on four different roads in Sweden with one located in Åkersberga, Stockholm.

An important question in determining species composition in a lake is what species has had the chance to reach the lake in the first place. The aim of this study was to examine natural stream connectivity limitations for whitefish (Coregonus lavaretus) between lakes, and to contribute to the development and evaluation of GIS-based methods to answer this question. 497 lakes with identified downstream source lakes, were classified as naturally colonized or introduced whitefish populations, reflecting the possibilities for whitefish to reach the lake naturally. Data of maximum stream slope and stream length between each lake pair was generated by Stefan Blumentrath, NINA. Maximum stream slope was measured on two different resolutions of stream length for comparison, one on slope over 10 m and one over 150m. A subset of lakes was manually examined in geographic information systems and compared to maps and aerial photos to evaluate the data and compare the results with the full dataset. False slope maximums were corrected and streams with much human alteration around a possible natural slope maximum was removed from the small dataset. The two datasets were analyzed using logistic regression models. Akaikes information criterion (AIC) showed that the optimal model, for both datasets, was the one using only slope maximum as predictor, and slope over 150m gave better results than 10m. A k50-coefficient, the value of a predictor that results in 50% probability of colonization, was introduced as an approximate of when the predictor forms a connectivity hinder. The k50-corefficient was estimated to 2,08±0,22° (±standard error) for slope over 150m for the big dataset and 2,58±0,20 for the small. Weaknesses in the data were distinguished and improvements for future fish connectivity studies are suggested.

This thesis comprises three original papers about learning rate of change in school mathematics. The overall aim of the thesis is to contribute with knowledge in this particular area of research. Within this aim, each of the original papers contribute with its own perspective. The theoretical framework used in the thesis is variation theory of learning (Marton & Booth, 1997; Marton, 2015), by which learning is seen as experiencing a phenomenon in a new way. This theoretical point of departure is reflected in the research question of the thesis: What is critical to discern to use and express rate as a measure of the relation of changes in two quantities? The empirical study was conducted as a learning study (Pang & Marton, 2003). A learning study is an iterative, interventional research arrangement in which teachers and researchers collaboratively explore a specific ability, the object of learning, worthwhile for the students to learn. The object of learning related to this thesis, ‘to express the quantitative rate of change of a linear relation’, was explored in a series of three research lessons at a secondary school. Data consists of students’ responses to written pre- and post-tests, and lesson videos. Some data have been analysed during the on-going empirical study and some data have been analysed after it was concluded. Principles from variation theory have been used as tools for analysis throughout the study. Main results of Paper I demonstrate how two critical aspects are identified and revised through the process of learning study. In Paper II the results indicate that qualitatively different questions in a task may affect students’ ways to relate changes in two quantities. The results of Paper III suggest how different perspectives of slope may promote homogeneity as an aspect of rate. Results also comprise six critical aspects of the object of learning, four of which was identified by revisiting the results of Paper II. In summary, the critical aspects also specify the meaning of a covariational perspective of rate. Results are discussed in relation to previous educational research about rate of change, covariation of quantities and students’ conceptions of rate and slope. Further research directions are suggested. / Den här sammanläggningsuppsatsen omfattar tre artiklar om förändringstakt i matematik. Uppsatsens övergripande syfte är att bidra med kunskap till detta specifika forskningsfält. Inom ramen för detta syfte bidrar var och en av de tre artiklarna med sitt eget perspektiv. Det teoretiska ramverket i uppsatsen är variationsteori (Marton & Booth, 1997; Marton, 2015). Ur detta teoretiska perspektiv ses lärande som ett erfarande av ett fenomen på ett nytt sätt. Denna teoretiska utgångspunkt har färgat uppsatsens övergripande forskningsfråga: Vad är kritiskt att urskilja för att använda och uttrycka förändringstakt somett mått på relationen mellan förändringar i två storheter? Den empiriska studien genomfördes som en learning study (Pang et al., 2003). Learning study är en iterativ, intervenerande forskningsansats där lärare och forskare i samarbete utforskar en specifik förmåga, lärandeobjektet, något som är värdefullt för elever att lära sig. Lärandeobjektet som behandlas i denna uppsats, ’att uttrycka förändringstakten i en linjär relation kvantitativt’, utforskades i en serie av tre lektioner på en högstadieskola. Data består av elevers svar till skriftliga uppgifter i för- och eftertest, samt videoinspelade lektioner. Data har analyserats både under den pågående empiriska studien, och efter att den avslutades. Principer från variationsteori har använts som analysverktyg genom studiens gång. Huvudresultaten av Artikel I visar hur två kritiska aspekter identifieras, revideras och förfinas genom learning study som process. I Artikel II tyder resultaten på att kvalitativt olika frågor i en uppgift påverkade elevernas sätt att relatera förändringar i två storheter. Resultaten i Artikel III visar hur olika perspektiv på lutningen hos en graf kan föra fram homogenitet som en aspekt av förändringstakt. Uppsatsens resultat omfattar framför allt sex aspekter som är kritiska att urskilja för att utveckla förmågan att använda och uttrycka förändringstakt som ett mått på relationen mellan förändringar i två storheter. Fyra av dem identifierades då resultaten av Artikel II tolkades utifrån ett variationsteoretiskt perspektiv. Som helhet specificerar också de kritiska aspekterna innebörden av ett samvarierande perspektiv på förändringstakt. Resultaten diskuteras i förhållande till tidigare forskning om lärande om förändringstakt, samvariation mellan storheter och elevers uppfattningar av lutning. Några vidare forskningsriktningar pekas ut.

In gaming, the market is increasingly emphasizing "natural" interaction techniques, introducing a wide range of external devices. The high price of many external devices reduced its popularity. However, smartphone as another widely available product, I wanted to use sensors of the smartphone to simulate "natural" interaction techniques and explore the changes and influence it had on players as opposed to traditional keyboard input in order to understand its value as an intermediary between traditional input methods and unique external devices. In this study, I developed a racing game that uses the button and tilt input via the phone to simulate a steering wheel. Also, I studied the participants’ gaming data and experiences during the experiment. My experiments found that the tilt input outperformed the keyboard input, especially for participants with less than five years of gaming experience. Furthermore, the tilt input gave players an immersive and varied gaming experience. I offered four hypotheses to explain my findings and suggested that game designers refer to them. / På spelmarknaden betonas i allt högre grad "naturliga" interaktionstekniker, vilket innebär att ett brett utbud av externa enheter introduceras. Det höga priset på många externa enheter har minskat deras popularitet. Jag ville dock använda smartphones som en annan allmänt tillgänglig produkt, och jag ville använda smartphonesensorer för att simulera "naturliga" interaktionstekniker och utforska vilka förändringar och vilket inflytande de hade på spelarna jämfört med traditionell tangentbordsinmatning, för att förstå dess värde som en mellanhand mellan traditionella inmatningsmetoder och unika externa anordningar. I den här studien utvecklade jag ett racingspel som använder knapp- och lutningsinmatning via telefonen för att simulera en ratt. Dessutom studerade jag deltagarnas speldata och upplevelser under experimentet. Mina experiment visade att tilt-inmatningen överträffade tangentbordsinmatningen, särskilt för deltagare med mindre än fem års spelvana. Dessutom gav lutningsinmatningen spelarna en uppslukande och varierad spelupplevelse. Jag erbjöd fyra hypoteser för att förklara mina resultat och föreslog att speldesigners ska hänvisa till dem.

Del A: Polyetylentereftalat fibrer I detta arbete presenteras olika metoder för att framställa monofilament av polyetylentereftalat (PET) (diameter: 30-50 µm) med en radiell gradient. Nyutvecklad Raman-spektroskopiteknik har använts för att kartlägga dessa inducerade radiella gradienter i t.ex. kristallinitet. På liknande sätt har FTIR-ATR teknik modifierats och anpassats för att studera ytegenskaperna hos dessa filament. Industriella filamentprover och egna smältspunna PET-filament har framgångsrikt modifierats med användning av olika termiska och kemiska behandlingar för att erhålla fibrer med förbättrade mekaniska egenskaper och minskad fibrillering. De strukturella förändringar som uppträdde i filamenten på mikroskopisk nivå karakteriserades med bl a infraröd analys, termisk analys, Raman-mikroskopi och röntgenteknik (SAXS och WAXD). Tester av fibrilleringsegenskaper utfördes av industriella partners med egenutvecklad teknik följt av testning av masterbatch-fibrer på en vävningssimulator. Resultaten i laboratorieskala avslöjade fibrernas strukturella anisotropi och radiella gradienter, vilka visade en minskad fibrillering med en viss inverkan på de mekaniska egenskaperna.  Del B: Poly(3-hydroxybutyrat) fibrer Detta arbete presenterar studier av poly(3-hydroxybutyrat) (P3HB) fibrer med reversibla strukturförändringar. Tidigare studier har visat att kristallisationen hos P3HB fibrer i huvudsakligen sker i ortorombisk α-kristallform. Stress-anlöpning resulterar dock i en förändring i beteendet hos P3HB-materialet. Strukturen hos P3HB fibrer består av amorfa och kristallina regioner samt en mesofas. Mesofasen antas vara belägen mellan α-kristallerna och uppträder som starkt orienterade bindningskedjor, s k “tie-chains”. Denna studie syftar till att observera effekten av stress-anlöpning på mesofasen och dess beroende av anlöpningsförhållandena. Förändringarna i mesofasen observeras med en anpassad och polariserad Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) samt med Differential Scanning Calorimetry (DSC). Resultaten från ATR-FTIR visar att mesofasen är närvarande i spunna och högt stress-anlöpta fibrer, medan den är frånvarande i fibrer som är lågt stress-anlöpta. Mesofasen kan emellertid återupptas i lågt stress-anlöpta fibrer genom dragning. In situ ATR-FTIR användes för att studera förändringarna i materialbeteendet under en dragningsprocess för att observera periodiciteten i förekomsten av mesofasen. Det visade sig att förekomsten av mesofasen är en starkt reversibel process som observeras som en funktion av topparnas intensitet i ATR-FTIR. / Part A: Poly(ethylene terephthalate) fibres In this work, various methods to produce Poly(ethylene terephthalate) (PET) monofilaments (diameter: 30-50µm) with a radial gradient are presented along with a newly developed Raman spectroscopy technique to map these induced radial gradients in e.g. crystallinity. On similar lines, FTIR-ATR technique has been modified and adapted to study the surface properties of these fine filaments. Industrial filament samples and in-house melt-spun PET filaments have been successfully modified using various thermal and chemical treatments to obtain fibres with improved mechanical properties and reduced fibrillation. The structural changes occurring in the filaments on the microscopic level were characterized using infrared analysis, thermal analysis, Raman microscopy and X-ray techniques (SAXS and WAXD) among others. The fibrillation properties were tested by the industrial partners using a technique developed in-house followed by testing of masterbatch fibres on a weaving simulator. Lab-scale results revealed the structural anisotropy and radial gradient maps of the fibres which also demonstrated reduced fibrillation with some impact on mechanical properties also being observed. Part B: Poly(3-hydroxybutyrate) fibres This work presents studies on poly(3-hydroxybutyrate) (P3HB) fibres with reversible structural changes. Previously reported literature shows that crystallization of P3HB fibres takes place majorly in the orthorhombic α-crystal form. However, the stress-annealing results in a change of the material behaviour of P3HB. P3HB fibres compose of amorphous regions, crystalline regions and mesophase in their structure. The mesophase is supposed to be located in between the α-crystals of the material as highly oriented tie-chains. This study targets to observe the effect of stress-annealing of the mesophase present in the P3HB fibres and its dependence on the annealing conditions. The changes in the mesophase content are observed with the help of a highly adapted polarized Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared spectroscopy (ATR-FTIR) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The presented results from polarized ATR-FTIR show that the mesophase is present in as-spun and high stress annealed fibres while it is absent in fibres annealed with low stress. However, the mesophase can be re-obtained in low stress annealed fibres through tensile drawing. In-situ ATR-FTIR was utilized to study the changes in the material behaviour during a tensile drawing process to observe the cyclicity in the occurrence of the mesophase. It was found that the existence of mesophase is a highly reversible process observed as a function of the peak intensities of the polarized ATR-FTIR spectroscopy.

In radiation therapy treatment planning, recent works have used machine learning based on historically delivered plans to automate the process of producing clinically acceptable plans. Compared to traditional approaches such as repeated weighted-sum optimization or multicriteria optimization (MCO), automated planning methods have, in general, the benefits of low computational times and minimal user interaction, but on the other hand lack the flexibility associated with general-purpose frameworks such as MCO. Machine learning approaches can be especially sensitive to deviations in their dose prediction due to certain properties of the optimization functions usually used for dose mimicking and, moreover, suffer from the fact that there exists no general causality between prediction accuracy and optimized plan quality.In this thesis, we present a means of unifying ideas from machine learning planning methods with the well-established MCO framework. More precisely, given prior knowledge in the form of either a previously optimized plan or a set of historically delivered clinical plans, we are able to automatically generate Pareto optimal plans spanning a dose region corresponding to plans which are achievable as well as clinically acceptable. For the former case, this is achieved by introducing dose--volume constraints; for the latter case, this is achieved by fitting a weighted-data Gaussian mixture model on pre-defined dose statistics using the expectation--maximization algorithm, modifying it with exponential tilting and using specially developed optimization functions to take into account prediction uncertainties.Numerical results for conceptual demonstration are obtained for a prostate cancer case with treatment delivered by a volumetric-modulated arc therapy technique, where it is shown that the methods developed in the thesis are successful in automatically generating Pareto optimal plans of satisfactory quality and diversity, while excluding clinically irrelevant dose regions. For the case of using historical plans as prior knowledge, the computational times are significantly shorter than those typical of conventional MCO. / Inom strålterapiplanering har den senaste forskningen använt maskininlärning baserat på historiskt levererade planer för att automatisera den process i vilken kliniskt acceptabla planer produceras. Jämfört med traditionella angreppssätt, såsom upprepad optimering av en viktad målfunktion eller flermålsoptimering (MCO), har automatiska planeringsmetoder generellt sett fördelarna av lägre beräkningstider och minimal användarinteraktion, men saknar däremot flexibiliteten hos allmänna ramverk som exempelvis MCO. Maskininlärningsmetoder kan vara speciellt känsliga för avvikelser i dosprediktionssteget på grund av särskilda egenskaper hos de optimeringsfunktioner som vanligtvis används för att återskapa dosfördelningar, och lider dessutom av problemet att det inte finns något allmängiltigt orsakssamband mellan prediktionsnoggrannhet och kvalitet hos optimerad plan. I detta arbete presenterar vi ett sätt att förena idéer från maskininlärningsbaserade planeringsmetoder med det väletablerade MCO-ramverket. Mer precist kan vi, givet förkunskaper i form av antingen en tidigare optimerad plan eller en uppsättning av historiskt levererade kliniska planer, automatiskt generera Paretooptimala planer som täcker en dosregion motsvarande uppnåeliga såväl som kliniskt acceptabla planer. I det förra fallet görs detta genom att introducera dos--volym-bivillkor; i det senare fallet görs detta genom att anpassa en gaussisk blandningsmodell med viktade data med förväntning--maximering-algoritmen, modifiera den med exponentiell lutning och sedan använda speciellt utvecklade optimeringsfunktioner för att ta hänsyn till prediktionsosäkerheter.Numeriska resultat för konceptuell demonstration erhålls för ett fall av prostatacancer varvid behandlingen levererades med volymetriskt modulerad bågterapi, där det visas att metoderna utvecklade i detta arbete är framgångsrika i att automatiskt generera Paretooptimala planer med tillfredsställande kvalitet och variation medan kliniskt irrelevanta dosregioner utesluts. I fallet då historiska planer används som förkunskap är beräkningstiderna markant kortare än för konventionell MCO.

Choosing the correct angle of electrical tilt in a radio base station is essential when optimizing for coverage and capacity. A reinforcement learning agent can be trained to make this choice. If the training of the agent in the real world is restricted or even impossible, alternative methods can be used. Training in simulation combined with an approximation of the real world is one option that comes with a set of challenges associated with the reality gap. In this thesis, a method based on Bayesian optimization is implemented to tune the environment in which domain randomization is performed to improve the quality of the simulation training. The results show that using Bayesian optimization to find a good subset of parameters works even when access to the real world is constrained. Two off- policy estimators based on inverse propensity scoring and direct method evaluation in combination with an offline dataset of previously collected cell traces were tested. The method manages to find an isolated subspace of the whole domain that optimizes the randomization while still giving good performance in the target domain. / Rätt val av elektrisk antennvinkel för en radiobasstation är avgörande när täckning och kapacitetsoptimering (eng. coverage and capacity optimization) görs för en förstärkningsinlärningsagent. Om träning av agenten i verkligheten är besvärlig eller till och med omöjlig att genomföra kan olika alternativa metoder användas. Simuleringsträning kombinerad med en skattningsmodell av verkligheten är ett alternativ som har olika utmaningar kopplade till klyftan mellan simulering och verkligheten (eng. reality gap). I denna avhandling implementeras en lösning baserad på Bayesiansk Optimering med syftet att anpassa miljön som domänrandomisering sker i för att förbättra kvaliteten på simuleringsträningen. Resultatet visar att Bayesiansk Optimering kan användas för att hitta ett urval av fungerande parametrar även när tillgången till den faktiska verkligheten är begränsad. Två skattningsmodeller baserade på invers propensitetsviktning och direktmetodutvärdering i kombination med ett tidigare insamlat dataset av nätverksdata testades. Den tillämpade metoden lyckas hitta ett isolerat delrum av parameterrymden som optimerar randomiseringen samtidigt som prestationen i verkligheten hålls på en god nivå.

NVDB contains information of Sweden’s roads and a large number of properties concerning them. This information is provided as open data and is commonly usedin routing. For an optimal route optimization, several attributes are needed based on the road properties. At the time that this report was written, there was no attribute for slopes. The purpose of this report was, in collaboration with the Swedish transport Administration, to develop a new property “slope” for route optimization based on fuel consumption. The development of the slope phenomenon was built with FME where a script was created that calculated inclination on road links.The script calculated the inclination using a variation of the linear equation. Where x, y and z coordinates and attributes from NVDB were used to obtain values for the equation.The testing and validation of the generated slope property was performed with route optimization in the ArcMap application. The results from route optimization and previous research show a significant reduction in fuel consumption within routes with regard to slope. / NVDB innehåller information om Sveriges vägar och ett stort antal egenskaper för vägarna. Informationen tillhandahålls som öppen data och används ofta inom ruttning. För en optimal ruttoptimering behövs det ett flertal attribut baserat på vägegenskaper. Under tiden den här rapporten skapades så saknades det ett attribut för lutning. Syftet med den här rapporten var att i samarbete med Trafikverket ta fram en ny egenskap “lutning” vid ruttoptimering baserat på bränsleförbrukning. Framtagandet av lutningsföreteelsen var uppbyggt med hjälp av FME där ett skript skapades som beräknade lutningen i väglänkarna. §Skriptet beräknade lutning med hjälp av en variation av räta linjens ekvation. Därx, y och z koordinater samt attribut från NVDB användes för att få fram värden för ekvationen. Testandet och valideringen av den framtagna lutningsegenskapen framfördes med ruttoptimering i programmet ArcMap. Resultatet av ruttoptimeringen och tidigare forskning visar markant reduktion av bränsleförbrukning inom rutter med hänsyntill lutning.

Remote Electrical Tilt (RET) is a method for configuring antenna downtilt in base stations to optimize mobile network performance. Reinforcement Learning (RL) is an approach to automating the process by letting an agent learn an optimal control strategy and adapt to the dynamic environment. Applying RL in real world comes with challenges, for the RET problem there are performance requirements and partial observability of the system through exogenous factors inducing noise in observations. This thesis proposes a solution method through modeling the problem by a Partially Observable Markov Decision Process (POMDP). The set of hidden states are modeled as a high- level representation of situations requiring one of the possible actions uptilt, downtilt, no change. From this model, a Bayesian Neural Network (BNN) is trained to predict an observation model, relating observed Key Performance Indicators (KPIs) to the hidden states. The observation model is used for estimating belief state probabilities of each hidden state, from which decision of control action is made through a restrictive threshold policy. Experiments comparing the method to a baseline Deep Q- network (DQN) agent shows the method able to reach the same average performance increase as the baseline while outperforming the baseline in two metrics important for robust and safe control behaviour, the worst- case minimum reward increase and the average reward increase per number of tilt actions. / Fjärrstyrning av Elektrisk Lutning (FEL) är en metod för att reglera lutningen av antenner i basstationer för att optimera presentandan i ett mobilnätverk. Förstärkande Inlärning (FI) används som metod för att automatisera processen genom att låta en agent lära sig en optimal strategi för reglering och anpassa sig till den dynamiska miljön. Att tillämpa FI i ett verkligt scenario innebär utmaningar, för FEL specifikt finns det krav på en viss nivå av prestanda samt endast en delvis observerbarhet av systemet på grund av externa faktorer som orsakar brus i observationerna. I detta arbete föreslås en metod för att hantera detta genom att modellera problemet som en Delvis Observerbar Markovprocess (DOM). De dolda tillstånden modelleras för att representera situationer där var och en av de möjliga aktionerna behövs, det vill säga att luta antennen upp, ner eller inte ändra på lutningen. Utifrån denna modellering så tränas ett Bayesiskt Neuralt Nätverk (BNN) för att estimera en observationsmodel som kopplar observerade nyckeltal till de dolda tillstånden. Denna observationsmodel används för att estimera sannolikheten att vardera dolt tillstånd är det rätta. Utifrån dessa sannolikheter så görs valet av aktion genom ett tröskelvärde på sannolikheterna. Genom experiment som jämför metoden med en standardimplementering av en agent baserad på ett Djupt Qnätverk (DQN) visas att metoden har samma prestation när det kommer till en medelnivå på prestandaökning i nätverket. Metoden överträffar dock standardmetoden i två andra mätvärden som är viktiga ur aspekten säker och robust reglering, minimumvärdet på prestandaökningen samt medelökningen av prestandan per antal up- och nerlutningar som används.