In this thesis, we investigate the formulation, optimization and ambiguities in single-image 3D surface reconstruction from geometric and photometric constraints. We examine linear, discrete and quadratic constraints for shape from planar curves, shape from texture, and shape from shading. The problem of recovering 3D shape from the projection of planar curves on a surface is strongly motivated by perception studies. Applications include single-view modeling and uncalibrated structured light. When the curves intersect, the problem leads to a linear system for which a direct least-squares method is sensitive to noise. We derive a more stable solution and show examples where the same method produces plausible surfaces from the projection of parallel (non-intersecting) planar cross sections. The problem of reconstructing a smooth surface under constraints that have discrete ambiguities arise in areas such as shape from texture, shape from shading, photometric stereo and shape from defocus. While the problem is computationally hard, heuristics based on semidefinite programming may reveal the shape of the surface. Finally, we examine the shape from shading problem without boundary conditions as a polynomial system. This formulation allows, in generic cases, a complete solution for ideal polyhedral objects. For the general case we propose a semidefinite programming relaxation procedure, and an exact line search iterative procedure with a new smoothness term that favors folds at edges. We use this numerical technique to inspect shading ambiguities.

The objective of this work is to understand the structure-property relationships in a pseudoelastic composition of polycrystalline NiTiPt (Ti-42.7 at% Ni-7.5 at% Pt). Structural characterization of the alloy includes grain size determination and texture analysis while the thermo-mechanical properties are explored using tensile testing. Variation in heat treatment is used as a vehicle to modify microstructure. The results are compared to experiments on Ni-rich NiTi alloy wires (Ti-51.0 at% Ni), which are in commercial use in various biomedical applications. With regards to microstructure, both alloys exhibit a <111> fiber texture along the wire drawing axis, however the NiTiPt alloy's grain size is smaller than that of the Ni-rich NiTi wires, while the latter materials contain second phase precipitates. Given the nanometer scale grain size in NiTiPt and the dispersed, nanometer scale precipitate size in NiTi, the overall strength and ductility of the alloys are essentially identical when given appropriate heat treatments. Property differences include a much smaller stress hysteresis and smaller temperature dependence of the transformation stress for NiTiPt alloys compared to NiTi alloys. Potential benefits and implications for use in vascular stent applications are discussed.

Since NiTi shape memory alloy (SMA) was discovered in the early 1960s, great progress has been made in understanding the properties and mechanisms of NiTi SMA and in developing associated products. For several decades, most of the scientific research and industrial interests on NiTi SMA has focused on its superelastic applications in the biomedical field and shape memory based “smart” devices, which involves the low strain rate (around 0.001 s^-1) response of NiTi SMA. Due to either stress-induced martensite phase transformation or stress induced martensite variant reorientation under the applied load, NiTi SMA has exhibited a high damping capacity in both austenitic and martensitic phase. Recently, there has been an increasing interest in exploitation of the high damping capacity of NiTi SMA to develop high strain rate related applications such as seismic damping elements and energy absorbing devices. However, a systematic study on the influence of strain, strain rate and temperature on the mechanical properties, phase transformation, microstructure and crystal structure is still limited, which leads to the difficulties in the design of products being subjected to high strain rate loading conditions. The four main objectives of the current research are: (1) achieve the single loading and the control of strain, constant strain rate and temperature in high strain rate compression tests of NiTi SMA specimens using Kolsky (split Hopkinson) compression bar; (2) explore the high strain rate compressive responses of NiTi SMA specimens as a function of strain (1.4%, 1.8%, 3.0%, 4.8%, and 9.6%), strain rate (400, 800 and 1200 s^-1), and temperature (room temperature (294 K) and 373 K); (3) characterize and compare the microstructure, phase transformation and crystal structure of NiTi SMAs before and after high strain rate compression; and (4) correlate high strain rate deformation with the changes of microstructure, phase transformation characteristics and crystal structure. Based on the results from this study, it was found that: (1) the compressive stress strain curves of martensitic NiTi SMAs under quasi-static loading conditions are different from those under high strain rate loading conditions, where higher strain hardening was observed; (2) the critical stress and stress plateau of martensitic NiTi SMAs are sensitive to the strain rate and temperature, especially at 373K, which results from the interplay between strain hardening and thermal softening; (3) the microstructure of martensitic NiTi SMA has changed with increasing strain rate at room temperature (294 K), resulting in the reduction in the area of ordered martensite region, while that area increases after deformation at elevated temperature (373K); (4) the phase transformation characteristic temperatures are more sensitive to deformation strain than strain rate; (5) the preferred crystal plane of martensitic NiTi SMA has changed from (11 ̅1)M before compression to (111)M after compression at room temperature (294 K), while the preferred plane remains exactly the same for martensitic NiTi SMA before and after compression at 373 K. Lastly, dynamic recovery and recrystallization are also observed after deformation of martensitic NiTi SMA at 373K.

This study seeks to determine if there are patterns of differences according to college major in terms of the percentage of freshmen women who score in the clinically significant range on a measure of attitude toward body shape. Participants (N = 1,982) completed a demographic questionnaire and the Body Shape Questionnaire (BSQ) and were divided into subgroups according to their stated college major. Descriptive statistics regarding BSQ scores were calculated for the total sample and subgroups. Results indicated that a greater percentage of participants in Theater, Communications, Psychology, Dance, Business, and Dietetics majors scored within clinically significant ranges on the BSQ. Students in these majors may benefit from targeted intervention and prevention efforts to address possible body image dissatisfaction.

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Au cours des dernières décennies, le concept de « matériaux intelligents » a suscité un intérêt en croissance rapide en raison de l'apparition de plusieurs nouveaux types de matériaux polymères qui sont capables d'accomplir une fonction désirée en réponse à un stimulus spécifique de façon prédéterminée et contrôlée. Deux exemples représentatifs sont les polymères à mémoire de forme (SMPs) et les polymères autoréparables or réparables par un stimulus (SHPs). Ils sont sujets de cette thèse. D'une part, les SMPs sont des matériaux qui ont la capacité de mémoriser une forme spécifique. Après avoir été déformés et fixés à une forme temporaire, ils peuvent récupérer la forme originale et permanente sous l'effet d'un signal stimulant comme la chaleur, la lumière ou un champ électrique. Bénéficiant de la mise en œuvre relativement facile, les SMPs sont une alternative intéressante aux alliages à mémoire de forme bien établis; et ils ont trouvé un large éventail d'applications potentielles allant des implants pour la chirurgie non-invasive aux actionneurs sensibles aux environnements. D'autre part, les SHPs sont des matériaux qui sont capables de réparer des dommages mécaniques (fissures ou fractures) par eux-mêmes ou avec l'aide d’un stimulus externe. Leur développement a un grand intérêt pour améliorer la sécurité, prolonger la durée de vie et réduire le coût de l'entretien des matériaux. Sauf quelques matériaux souples (certains gels et élastomères) qui sont guérissables de façon vraiment autonome, la plupart des SHPs nécessitent l'intervention d'un stimulus comme c’est le cas pour les SMPs. L'objectif principal de cette thèse est de développer de nouveaux SMPs et SHPs contrôlables par un rayonnement lumineux. La stratégie que nous avons utilisée est basée sur l'ajout d'une petite quantité de nanoparticules d'or (AuNPs ) ou de nanotiges d'or (AuNRs) dans un SMP ou SHP pour absorber la lumière visible ou proche infrarouge. L’idée est d’utiliser la chaleur dégagée par les nanoparticules lors de l’absorption de la lumière due à la résonance plasmonique de surface (SPR) pour contrôler les transitions de phase dans les polymères et, par conséquent, de dicter leurs processus de mémoire de forme ou de guérison. Bien qu’un effet photothermique est à l'origine de ces processus, tous les avantages de l'utilisation de la lumière comme stimulus sont conservés, tels que l'activation à distance et le contrôle spatiotemporel. Plusieurs travaux de recherche ont été réalisés au cours de cette thèse, dont les résultats, nous l'espérons, peuvent constituer une contribution de base faisant l'utilisation d’AuNPs et AuNRs une technologie de plate-forme pour le développement des SMPs et SHPs contrôlables par la lumière. En ce qui concerne les SMPs, nous avons d’abord préparé un nouveau matériau nanocomposite AuNP-polymère à base d’oligo(ε-caprolactone) ramifié et réticulé. En faisant usage de chauffage localisé induit par la lumière, nous avons prouvé que la lumière visible peut être utilisée pour activer un processus de récupération de forme de manière sélective spatialement, et pour réaliser plusieurs formes intermédiaires sur-demande. En outre, nous avons constaté qu'en ajustant l'intensité de la lumière laser ou la quantité d’AuNPs, l'élévation locale de la température dans le matériau peut être importante et atteindre une amplitude prédéterminée sans influence défavorable sur ses environs. Cette caractéristique intéressante permet d'utiliser le même SMP pour des applications couvrant un large domaine de températures environnantes. De plus, dans cette étude, nous avons démontré comment l'énergie libérée dans un processus de récupération de forme contrôlé par la lumière peut être utilisée pour accomplir un travail mécanique. Sur la base du projet précédent, nous avons ensuite fait la première démonstration que la polarisation de la lumière peut également être utilisée pour contrôler l'effet de mémoire de forme ainsi que le processus de récupération de forme. À cette fin, nous avons conçu et préparé un SMP anisotrope contenant des AuNRs orientés par étirage de films de poly(alcool de vinyle) (PVA). L'idée est que la quantité de chaleur dégagée par les nanotiges d’or lors de l'exposition à la lumière proche infrarouge, est déterminée par l’absorption de photons qui, pour un matériau anisotrope, est dépendante de la polarisation de la lumière incidente. Nous avons montré qu’en effet, changeant la direction de polarisation du laser incident par rapport à la direction d'étirage du film tout en conservant toutes les autres conditions inchangées, permet de contrôler le degré d'élévation de température dans le matériau, ce qui détermine le processus de récupération de forme. En découvrant ce nouveau moyen de control, cette étude a élargi la boîte à outils pour les SMPs contrôlables par voie optique. Sur le côté SHPs, notre motivation d’exploiter l'approche photothermique est d'aborder la question difficile de la guérison de matériaux mécaniquement forts et dues. En général, une force mécanique élevée (ou une grande dureté) d'un matériau entrave sa capacité d’auto-guérison ou guérison induite par des stimuli en raison du manque de mobilité de chaînes du polymère, sachant que cette mobilité est cruciale pour la diffusion du polymère dans une région fracturée conduisant à la cicatrisation. Nous avons proposé la stratégie consistant à utiliser l'effet photothermique pour provoquer la transition de phase « fusion – cristallisation » pour la réparation. Dans une première étude, par le chargement d'une très petite quantité d’AuNPs dans deux polymères cristallins, le poly(oxyde d' éthylène ) (PEO, T[indice inférieur m~]63 °C) et le polyéthylène de basse densité (LDPE , T[indice inférieur m~]103 °C), nous avons réussi une guérison optique très rapide et efficace, fusionnant deux morceaux de polymère en contact en un seul avec des propriétés mécaniques bien récupérées. Nous avons confirmé le mécanisme de guérison basé sur la fusion des chaînes cristallisées lors de l’exposition à la lumière, suivie de la cristallisation lors du refroidissement après l'extinction du laser. Cette cristallisation des chaines ayant diffusé à travers les surfaces de coupe a pour effet de les fusionner pour la guérison. En plus de l'activation à distance et la capacité de cicatrisation rapide, nous avons aussi démontré le control spatial de la guérison optique car elle a lieu uniquement dans les régions fracturées exposées au laser. Après avoir appris comment utiliser l'effet photothermique découlant de la SPR d’AuNPs pour réaliser le control des processus de mémoire de forme et de guérison dans des polymères séparés, nous avons continué notre effort pour développer des matériaux qui possèdent les deux fonctions de mémoire de forme et de guérison commandées par la lumière. La réalisation d’un tel matériau est aussi une tâche difficile en raison de l'incompatibilité structurelle entre les SMPs et SHPs, puisque la structure de réseau réticulé nécessaire pour le mémoire de forme réduit généralement la mobilité de chaînes requise pour la guérison. Grâce aux connaissances générées par nos recherches, nous avons proposé un design de matériau consistant à réticuler chimiquement un polymère cristallin (PEO) chargé d’une petite quantité d’AuNPs. Notre étude a montré que ce matériau polymère acquise l’effet de mémoire de forme contrôlable par la lumière et la guérison optique rapide dus au même effet de chauffage localisé induit par un laser. En effet, l'effet photothermique peut activer le processus de récupération de la forme du matériau en élevant sa température au-dessus de la T[indice inférieur m] de la phase cristalline et, dans le même temps, permet la cicatrisation de fissures par l'intermédiaire de fusion des chaînes cristallisées sous exposition au laser et la cristallisation ultérieure lors du refroidissement après l’éteinte du laser. De plus, nous avons démontré que ces deux fonctions peuvent être exécutées de manière séquentielle sur le même matériau, sans interférence entre elles. La mise en œuvre simultanée des deux fonctions distinctes dans un seul matériau peut élargir les applications possibles de SMPs et SHPs. Par la suite, nous avons appliqué la stratégie établie avec des polymères cristallins aux hydrogels polymères. Il est connu depuis longtemps qu’il est très difficile d’obtenir des hydrogels mécaniquement robustes pouvant être réparés par effets de stimuli. Nous avons conçu et préparé un hydrogel hybride en chargeant une petite quantité d’AuNPs dans un hydrogel formé par copolymérisation du N, N-diméthylacrylamide (DMA), de l'acrylate de stéaryle (SA) et du N, N'- méthylène bisacrylamide (MBA). La force mécanique de cet hydrogel est donnée par une réticulation chimique qui coexiste avec une réticulation physique due aux chaînes latérales d’alkyles hydrophobes cristallisées. Encore une fois, par le contrôle de la transition de phase de « fusion-cristallisation » des chaînes SA à l'aide d'un laser, l'hydrogel hybride montre à la fois la fonction de mémoire de forme contrôlé par la lumière et la fonction de guérison optique efficace. Une grande contrainte à la rupture supérieure à 2 MPa a été obtenue pour un hydrogel coupé en deux et puis réparé par la lumièr. La dernière, mais non la moindre, contribution portée par l’étude dans cette thèse est une découverte que nous avons faite sur les SHPs. Nous avons observé que l’hydrogel de PVA physiquement réticulé, étant préparé par la méthode de congélation/décongélation, peut s’auto-guérir à la température ambiante sans l’utilisation d’un stimulus ou d'un agent de guérison. Cette découverte est importante étant donné que cet hydrogel est biocompatible et un matériau largement utilisé pour des applications. Notre étude a montré que la clé pour obtenir une guérison autonome efficace de l'hydrogel de PVA ayant une force mécanique relativement élevée est d'avoir une quantité suffisante de groupements hydroxyle libres sur les chaînes de PVA pour ponts-hydrogène et une bonne mobilité de chaîne assurant la diffusion du polymère à travers les surfaces de coupe.

<p>Closely related populations or species often occupy ecologically disparate habitats. Adaptation to new habitats can maintain genetic variation within a species or eventually lead to speciation. Local adaptation to different environments has been repeatedly demonstrated in plants and animals, however the traits and genes that underlie this adaptation are poorly understood. This is because many traits differ between divergent populations and species. One way to solve this problem is to separate a trait from its genetic background through genetic manipulation and look for differences in fitness between genetically manipulated individuals. </p><p>My dissertation focuses on investigating the traits and genes that allow two species of Monkey flower, Mimulus laciniatus and Mimulus filicifolius, to survive in a unique habitat. Most closely related Mimulus species, such as M. guttatus, occur in streams and seeps, but M. laciniatus and M. filicifolius have each colonized a harsh granite outcrop environment. Another unique characteristic that both these species share is a lobed leaf shape. Because of the physiological properties of lobed leaves they should be adaptive in a dry, exposed granite outcrop. M. laciniatus also flowers earlier than nearby M. guttatus and is a small flowered self-fertilizing species while M. guttatus has large flowers and is highly outcrossing. Early flowering allows plants to escape the onset of seasonal drought while a self-fertilizing mating system and small flower size is often correlated with the occupation of harsh habitats. </p><p>In chapter one I describe a new granite outcrop endemic species of Mimulus, M. filicifolius based on morphological divergence from M. laciniatus. M. filicifolius was previously categorized as M. laciniatus but it is geographically disjunct and its leaves are more finely dissected (Sexton, Ferris, and Schoenig 2013). In the second chapter I explore whether M. filicifolius is genetically divergent and reproductively isolated from M. laciniatus using genetic sequence, microsattelite, and hybrid fertility data from four members of the M. guttatus species complex with highly overlapping geographic ranges: M. guttatus, M. nasutus, M. lacinaitus, and M. filicifolius. In the third chapter I investigate the genetic basis of leaf shape differences in three members of the M. guttatus species complex, M. laciniatus, M. nudatus, and M. guttatus using bulk segregant analysis to map quantitative trait loci. In the fourth and final chapter I examine the genetic basis of flowering time, floral size, and leaf shape divergence between sympatric M. guttatus and M. laciniatus populations in a common garden using quantitative trait locus (QTL) mapping, phenotypic selection on flowering time, flower size, and leaf shape in M. laciniatus x M. guttatus hybrids in a reciprocal transplant experiment in the field, and whether QTL's from my common garden experiment overlap fitness QTL's in the field by genotyping hybrid individuals that survived to flower in the field.</p> / Dissertation

This study investigates possible connections between shapes, colour, lines, contrast and perceived traits of game characters from their appearance. The study is based on nine pictures of game characters where the characters were interpreted using formal analysis based on theories of shapes, lines and colour components such as hue, value and saturation. A survey was also conducted with 73 respondents who specified each character’s traits with three words. The study shows that there is a larger connection between shapes and characteristics than colour, where the descriptions of the characters were more scattered. Lines, contrast and warm and cool colours generally do not have any noticeable effect on the result. / I denna studie undersöks eventuella samband mellan former, färg, linjer, kontrast och egenskaper som uppfattas kring spelkaraktärer utifrån sitt utseende. Studien utgår ifrån nio bilder av spelkaraktärer där karaktärerna tolkats i en formell analys utifrån teorier om form, linjer och färgens beståndsdelar så som nyans, ljusstyrka och mättnad. En undersökning utfördes även på 73 respondenter som fick specificera varje karaktärs egenskaper med tre ord. Studien visar att det finns ett större samband mellan former och karaktärsdrag, än färger där beskrivningen av karaktärerna var mer splittrad. Linjer, kontrast och varma och kalla färger har i allmänhet inte haft någon större inverkan på resultatet.

The purpose of this research is to determine the feasibility of creating an affordable and durable neutron detector for usage in the field surveys, site inspections, and transportation hub monitoring. Currently, organic scintillating detectors are an established method of detecting neutrons but are either costly, fragile solids like stilbene, or flammable liquids like benzene. In this work, several scintillation mixtures were tested with a PuBe source, which emits both neutrons and gamma rays. The pulse shape discrimination method was utilized to separate the signal pulses created from the mixed radiation field of the PuBe source. Two candidate mixtures were selected for solidification with elastomers for their verified neutron detection capabilities. The solid detectors measured high energy neutrons and gamma rays from the PuBe source. The solidified detectors have a Figure of Merit for separating neutrons of 0.859 ±0.419 and cost $0.13 per gram, while commercially available stilbene separates neutrons from gammas with a Figure of Merit of 4.70 and costs $64.36 per gram. This research shows that it is feasible to create affordable solid organic scintillators sensitive to high energy neutrons.