Este trabalho trata do problema de alocação de estações rádio base (ERBs) para o sistema de telefonia celular de 4G, que no Brasil utiliza o protocolo LTE (Long Term Evolution). Tal problema consiste em dada uma determinada região geográfica, onde se encontram os possíveis clientes, dispor antenas de modo a cobrir a maior área possível da região em estudo, levando em consideração a capacidade de cada antena em atender os clientes com qualidade de serviço. O algoritmo apresentado calcula o raio de alcance da ERB, a quantidade mínima de ERBs necessárias para cobrir a região em estudo e a localização de cada ERB. Para que o algoritmo pudesse ser desenvolvido foi investigado o sistema de comunicação LTE, modelos de propagação de sinal além do algoritmo memético, visto que a alocação de ERBs é um problema NP-difícil. Para o raio de ação da célula foi considerado, além do modelo de propagação, o calculo de link budget, throughput e relação sinal ruído. Por fim, uma comparação entre o LTE operando nas faixas de frequências de 700 MHz e 2,5 GHz foi realizado. O algoritmo de alocação de ERBs se mostrou eficiente cobrindo mais de 80% da área de estudo em 29 dos 30 casos analisados. Com relação a frequência, o LTE se mostrou mais adequado operando em 700 MHz pois a quantidade de ERBs para cobertura da área de estudo é menor se comparado a frequências de 2,5 GHz. / This work deals with the issue of radio base stations (RBSs) allocation for the 4G cell phone system, which in Brazil uses the LTE (Long Term Evolution) protocol. Such problem consists in a certain geographical region, where potential customers might be found, having antennas to cover the largest possible area of the region under study, taking into account the capacity of each antenna to serve customers with quality of service. The presented algorithm calculates the range of the RBS station, the minimum amount of necessary RBS to cover the area under study and the location of each RBS. In order to the algorithm to be developed the LTE communication system was investigated, signal propagation models beyond memetic algorithm, since the RBS allocation is a NP-hard problem. For the cell’s range of action it was considered, besides the model of propagation, the link budget calculation, throughput and noise signal relation. Therefore, a comparison between LTE operating on 700 MHz and 2,5 GHz frequencies was made. The RBS allocation algorithm was efficient covering more than 80% of the study area in 29 from the 30 analyzed cases. In relation to the frequency, LTE was considered more adequate operating on 700 MHz, for the quantity of RBS to cover the study area is smaller, if compared to 2,5 GHz frequencies.

O problema de clusterização (agrupamento) consiste em, a partir de uma base de dados, agrupar os elementos de modo que os mais similares fiquem no mesmo cluster (grupo), e os elementos menos similares fiquem em clusters distintos. Há várias maneiras de se realizar esses agrupamentos. Uma das mais populares é a hierárquica, onde é criada uma hierarquia de relacionamentos entre os elementos. Há vários métodos de se analisar a similaridade entre elementos no problema de clusterização. O mais utilizado entre eles é o método single linkage, que agrupa os elementos que apresentarem menor distância entre si. Para se aplicar a técnica em questão, uma matriz de distâncias é a entrada utilizada. Esse processo de agrupamento gera ao final uma árvore invertida conhecida como dendrograma. O coeficiente de correlação cofenética (ccc), obtido após a construção do dendrograma, é utilizado para avaliar a consistência dos agrupamentos gerados e indica o quão fiel o dendrograma está em relação aos dados originais. Dessa forma, um dendrograma apresenta agrupamentos mais consistentes quando o ccc for o mais próximo de um (1) . O problema de clusterização em todas as suas vertentes, inclusive a clusterização hierárquica (objeto de estudo nesse trabalho), pertence a classe de problemas NP-Completo. Assim sendo, é comum o uso de heurísticas para obter soluções de modo eficiente para esse problema. Com o objetivo de gerar dendrogramas que resultem em melhores ccc, é proposto no presente trabalho um novo algoritmo que utiliza os conceitos da metaheurística GRASP. Também é objetivo deste trabalho implementar tal solução em computação paralela em um cluster computacional, permitindo assim trabalhar com matrizes de dimensões maiores. Testes foram realizados para comprovar o desempenho do algoritmo proposto, comparando os resultados obtidos com os gerados pelo software R. / The problem of clustering (grouping) consists of, from a database, group the elements so that more queries are in the same cluster (group) and less similar elements are different clusters. There are several ways to accomplish these groupings. One of the most popular is the hierarchical, where a hierarchical relationships between the elements is created. There are several methods of analyzing the similarity between elements in the clustering problem. The most common among them is the single linkage method, which brings together the elements that are experiencing less apart. To apply the technique in question, distance matrix is the input used. This grouping process generates the end an inverted tree known as dendrogram. The cophenetic correlation coefficient (ccc), obtained after the construction of the dendrogram is a measure used to evaluate the consistency of the clusters generated and indicates how faithful he is in relation to the original data. Thus, a dendrogram gives more consistent clusters when the ccc is closer to one (1). The clustering problem in all its aspects, including hierarchical clustering (object of study in this work), belongs to the class of NP-complete problems. Therefore, it is common to use heuristics for efficient solutions to this problem. In order to generate dendrograms that result in better ccc, it is proposed in this paper a new algorithm that uses the concepts of GRASP metaheuristic. It is also objective of this work to implement such a solution in parallel computing in a computer cluster, thus working with arrays larger. Tests were conducted to confirm the performance of the proposed algorithm, comparing the results with those generated by the software R.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TODOROV.pdf: 2505366 bytes, checksum: 70fea144a82f0db66f9a5ee795fc9c45 (MD5) Previous issue date: 2011-06-02 / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Esta tese apresenta contribuições para a teoria de controle robusto de sistemas lineares a tempo continuo sujeitos a variações abruptas em sua estrutura, modeladas através de um processo de Markov com espaço de estados discreto e, possivelmente, infinito contável. Esta classe é denominada sistemas lineares com saltos Markovianos na literatura especializada. Os principais resultados do trabalho se fundamentam em um estudo do raio de estabilidade dessa classe de sistemas, que inclui sua introdução para o caso de dimensão infinita, além da caracterização espectral de um limitante para o raio de estabilidade real. Adicionalmente, é feito um estudo detalhado do caso de sistemas escalares, e uma margem de robustez com respeito a perturbações na matriz de taxas de transição do processo de saltos é proposta. Outra contribuição introduzida na tese é a proposição de uma abordagem alternativa para o controle robusto, baseada em um operador adjunto, que parece nao ter antecedentes na literatura de sistemas lineares com saltos Markovianos. Através desse resultado prova-se que a abordagem usual para o controle robusto de sistemas lineares com saltos Markovianos, baseada no teorema do ganho pequeno e em análise H1, pode ser arbitrariamente conservadora em algumas situacoes. Também são tratados problemas variados envolvendo o controle H2 robusto e H2=H1, e a robustez de sistemas lineares com saltos Markovianos sujeitos a múltiplas perturbações. Alguns exemplos práticos, incluindo o controle de um manipulador robótico sub-atuado, o acoplamento de osciladores lineares, e o controle de um modelo macroeconômico, são tratados através dos algoritmos apresentados na tese. Os métodos computacionais aqui desenvolvidos se baseiam em programação convexa, com eficiência polinomial.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedroLira1.pdf: 7777403 bytes, checksum: 63ca803bf95e8b96d8dc56b913b3dab6 (MD5) Previous issue date: 2011-04-29 / Computed tomography and odontological X-ray images are important tools for medical diagnosis, postmortem identification, fracture treatment, growth analysis and other applications. The automatization of the image analysis, in special bones structures, has been studied as an alternative to improve the medical procedures. For tomography, in this work, is developed a metodology to evaluate computed tomography (CT) techniques as multislice (MSCT) and cone-beam (CBCT) providing an alignment between its slices. These techniques has been studied mainly about their performance in specific applications in radiology of the maxillo-facial region. In addition, this work describes a new automatic method to measure a region of interest used as a tool in the comparison of CT techniques. The main goal in the odontological X-ray image is the automatization of the measure process. To do this, are developed methods for acquire robust segmentations from the X-ray images. In this sense, are created four metodologies in the processing of X-ray odontological images. The techniques applied for segmentation are based on mathematical morphology, active contour and search methods. Following, it's inserted a step to correct the segmentation using classification and mathematical morphology to remove artifacts. The feature are extracted from the segmented teeth to help in the measurement procedure. In this dissertation, the measurement realized is the ratio CB/R, where CB is the crown-body's length and R the root's length. This work shows the main inovations of each metodology as well as the critical steps. / Imagens de tomografia computadorizada e raio-X são ferramentas de fundamental importância no auxílio a procedimentos médicos como diagnósticos, identificação de cadáveres, tratamento de fraturas, análise de crescimento corporal e outras aplicações. A automatização do processo de análise destas imagens, em particular das estruturas ósseas, vem sendo estudada como alternativa para melhorar a acurácia dos diagnósticos médicos. Para tomografia, nesta dissertação, é desenvolvida uma metodologia para a avaliação de duas tecnologias: \textit{cone-beam} e \textit{multislice}. O objetivo é a comparação destes dois métodos para aplicações específicas em radiologia da região maxilo-facial. Essa metodologia é constituída por uma técnica de segmentação através de entropia de Tsallis. A seguir, são calculados pontos correspondentes entre o par de imagem (\textit{cone-beam} e \textit{multislice}) para que seja realizado o registro. Por fim, são realizadas medidas automáticas ao longo da região de interesse utilizando a imagem registrada para comparação. Com relação a imagens odontológicas, o principal objetivo deste trabalho é automatizar o processo de medição dos dentes, a partir das imagens. Para isso, é necessário obter uma segmentação satisfatória dos dentes na imagem raio-X. Neste sentido, foram desenvolvidas 4 metodologias no processamento de imagens de raio-X odontológico. As técnicas desenvolvidas, para a segmentação, são baseadas morfologia matemática, modelos deformáveis e métodos de busca. A seguir é inserida uma etapa de correção da segmentação, onde são utilizadas métodos de classificação e morfologia matemática que visam eliminar objetos indesejáveis. A partir dos dentes segmentados são extraídas características para auxiliar no processo de medição. Nesta dissertação, a medição realizada é a razão CB/R, onde CB corresponde ao comprimento coroa-corpo e R, a raiz do dente. Este trabalho apresenta as principais inovações de cada metodologia, como também as etapas mais críticas.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Apresentacao.pdf: 115092 bytes, checksum: 8c6ec19160c941d82efcb1e4536bf57c (MD5) Previous issue date: 2006-08-04 / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / The past two decades showed a rapid growing of physically-based modeling of fluids for computer graphics applications. Techniques in the field of Computational Fluid Dynamics (CFD) have been applied for realistic fluid animation for virtual surgery simulators, computer games and visual effects. In this approach, since the equation is solved numerically the next step is the rendering. A majority of fluid animation methods in computer graphics rely on a top down viewpoint that uses 2D/3D mesh based approaches motivated by the Eulerian methods of Finite Element (FE) and Finite Difference (FD), in conjunction with Navier-Stokes equations of fluids. Recently mesh-free methods like Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) have been applied. On the other hand, cellular automata (CA) are discrete models based on point particles that move on a lattice, according to suitable and simple rules in order to mimic a fully molecular dynamics. Such bottom-up framework needs low computational resources for both the memory allocation and the computation itself. In this work, we study the theoretical and practice aspects for computational animation of fluids in computer graphics, using cellular automata and SPH. We propose two models for animation of two-phase systems (e.g. gas-liquid), one based on SPH and CA and another only on CA. Finally, we describe a software developed in the context of this thesis for animation of fluids by CA. / Nas últimas décadas, observou-se um interesse crescente por aplicações de técnicas de dinâmica de fluidos na geração de efeitos visuais para a indústria cinematográfica e de jogos eletrônicos. Estas aplicações fazem parte da chamada Animação Computacional de Fluidos; a qual é uma área multidisciplinar, envolvendo também conceitos e métodos em computação gráfica e visualização científica. Nesta área, uma vez resolvidas numericamente as equações de fluidos, passa-se à fase de rendering, onde técnicas de visualização são aplicadas sobre os campos gerados, com o objetivo de criar efeitos visuais, tais como transparência, imagens refletidas na superfície de um líquido, ou mesmo, efeitos especiais que incluem deformação de paisagens, incêndios, etc. O métodos de Diferenças Finitas é o mais tradicional em trabalhos de animação de fluidos em computação gráfica. Nos últimos anos, porém, métodos baseados em sistemas de partículas, e livres de malhas, tais como o Smoothed Particle Hydrodinamics (SPH), foram utilizados na tentativa de resolver limitações inerentes aos métodos baseados em malhas. Por outro lado, métodos baseados em uma classe de autômatos celulares (AC), cuja evolução imita um sistema de partículas, vêm sendo também estudados como uma alternativa ao uso de equações diferenciais parciais e métodos numéricos para simulação de fluidos. Nesta tese, são estudados os aspectos teóricos e práticos da animação computacional de fluidos para computação gráfica, utilizando autômatos celulares e SPH. São propostos dois modelos para animação de sistemas bifásicos (gás-líquido, por exemplo), um deles baseado em SPH e AC, e um segundo totalmente baseado em AC. Finalmente, descrevemos um aplicativo, desenvolvido no âmbito desta tese, para animação de fluidos via AC.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoGonzaloDanielMasoTalou.pdf: 25782678 bytes, checksum: 7917000443dd851a5dc65733e8ab56c4 (MD5) Previous issue date: 2013-03-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / The goal of the present work is to establish a strategy to perform the three-dimensional reconstruction of the coronary vessels in different moments of the cardiac cycle, taking as inputs the IVUS and the angiographic studies. In the conception of that methodology are prioritized the automation, the accuracy and the robustness of the involved methods. This problem of reconstruction is decomposed in three stages: filtering of the IVUS study, segmentation of the IVUS study and the 3D reconstruction of the vessel aided by angiographies. In the first stage, the oriented speckle reduced anisotropic diffusion (OSRAD) method is employed to remove the speckle noise on IVUS images. Furthermore, the identification and removal of the image artefacts are treated to reduce the complexity of the posterior segmentation. In the second stage, segmentation is driven by an active contours approach properly endowed with a variety of methodological extensions that allow us to deal with the poor quality encountered in ultrasound images. In addition, novel methods are presented to extract movement informations from IVUS frames influenced by the heart beat motion. This increases the segmentation robustness in this kind of frames and permits more accuracy in the vessel reconstruction during the systolic phase. In the final stage, a reconstruction process aided by not necessarily synchronized angiographies is presented, generalizing the classic approach which is restricted to the use of biplane angiographies. In this way, the methodology allows the use of more traditional equipments albeit quality of reconstruction can experience some decrease. In conclusion, the proposed approach integrates well-established solutions from the literature with novel methods towards maximizing the extraction of data from the given studies (IVUS and angiographies), relax the equipment requirements and obtain a more accurate reconstruction of the coronary vessels. / O objetivo deste trabalho é estabelecer uma metodologia que permita obter uma reconstrução no espaço tridimensional dos vasos coronários em diferentes instantes do ciclo cardíaco a partir de estudos angiográficos e de ultrassom intravascular, tomando como prioridades a automatização, precisão e robustez dos métodos envolvidos. Assume-se que o problema da reconstrução pode ser decomposto em três etapas: a filtragem do estudo IVUS, a segmentação do estudo IVUS e a reconstrução 3D do vaso assistido por angiografias. Na primeira etapa, é escolhida a utilização do método de redução de ruído por difusão anisotrópica denominado OSRAD. Também conforma parte desta etapa a identificação e remoção dos diferentes artefatos presentes nas imagens para facilitar a posterior segmentação. Na segunda etapa, emprega-se uma abordagem de contornos ativos adequadamente estendidos para resolver os problemas que surgem dos artefatos e ruídos que poluem as imagens do ultrassom. São desenvolvidos métodos para extrair informações sobre os quadros do estudo IVUS que apresentam movimentação por causa do batimento cardíaco. Isto último, permite uma segmentação mais robusta dos mesmos e a possibilidade de reconstruir com maior acurácia o vaso em instantes sistólicos. Na última etapa, desenvolve-se um processo de reconstrução assistido por angiografias levando em consideração que as mesmas podem não estar sincronizadas, generalizando o enfoque que classicamente restringe a reconstrução ao uso de angiografia biplanas. Isto permite a utilização da metodologia com equipamentos de menor custo com um compromisso na qualidade da reconstrução. Desta forma, a metodologia proposta integra métodos clássicos da literatura com novas estratégias para extrair uma maior quantidade de dados dos estudos utilizados (IVUS e angiografias), relaxar as restrições relativas ao equipamento e obter uma maior acurácia na reconstrução dos vasos coronários.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-11-25T17:21:07Z No. of bitstreams: 1 Tese-Gastao-LNCC.pdf: 33936271 bytes, checksum: 63b98a5aa6d7c3c834844f4b4af76687 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-11-25T17:21:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese-Gastao-LNCC.pdf: 33936271 bytes, checksum: 63b98a5aa6d7c3c834844f4b4af76687 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-25T17:21:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese-Gastao-LNCC.pdf: 33936271 bytes, checksum: 63b98a5aa6d7c3c834844f4b4af76687 (MD5) Previous issue date: 2015-07-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Manifold learning techniques have been used for dimensionality reduction in applications involving pattern recognition, data mining and computer vision. This thesis describes recent works that we have done in this area as well as perspectives for future works. First, we propose a methodology called Local Riemannian Manifold Learning (LRML), which recovers the topology and geometry of the manifold using local systems of normal coordinates computed through the exponential application. The LRML strategy has the advantage of reducing the accumulation of errors during the process of manifold learning. However, the obtained parameterization can not be used as an unambiguous representation space. Furthermore, the synthesis process needs domain triangulation in the parameter space to be efficiently performed. We address this drawback of LRML using a composition procedure to structure the neighborhoods of normal coordinates building a global representation space that locally preserves radial geodesic distances. Besides, we add a geometric structure based on triangulations obtaining an efficient methodology to the synthesis process. We also explored discrete geometry concepts for generation of piecewise linear manifolds for data analysis. In the computational experiments we verify the efficiency of the LRML combined with the composition process and discrete geometry framework for the synthesis and data mining. We explored the application of foliation theory for images of human faces with multiple facial expressions. We conclude that this approach is a promising one for the study of the geometry and topology of the space of human face images. / Técnicas em aprendizado de variedades vêm sendo utilizadas para redução de dimensionalidade em aplicações envolvendo reconhecimento de padrões, mineração de dados e visão computacional. Nesta tese serão descritos trabalhos recentes que fizemos nesta área bem como perspectivas para trabalhos futuros. Primeiramente, propomos uma metodologia denominada aprendizado local de variedades Riemannianas (LRML), a qual recupera a topologia e geometria da variedade utilizando sistemas locais de coordenadas normais computadas via aplicação exponencial. A estratégia local do LRML tem a vantagem de minimizar a acumulação de erros durante o processo de reconstrução da variedade. No entanto, a parametrização obtida não pode ser utilizada como um espaço de representação sem ambiguidades. Além disso, o processo de síntese precisa de triangulação do domínio no espaço de parâmetros para ser realizada de forma eficiente. Abordamos este inconveniente do LRML usando um procedimento de composição para estruturar as vizinhanças de coordenadas normais construindo um espaço de representação que preserva localmente distâncias geodésicas radiais. Adicionamos ainda uma estrutura geométrica baseada na triangulação obtendo uma metodologia eficiente para o processo de síntese. Exploramos também a geração de variedades lineares por partes para análise de dados. Nos experimentos computacionais verificamos a eficiência do LRML combinado com as estruturas de composição e triangulação para a síntese e exploração de dados. Exploramos a aplicação da teoria de folheação para imagens de faces humanas com múltiplas expressões faciais, tal abordagem se mostrou promissora para o estudo do espaço de imagens de faces com diversas expressões faciais distintas.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-08-02T16:44:43Z No. of bitstreams: 1 tese Marlon.pdf: 3479616 bytes, checksum: f60059a6220c6ab4e97a28df4efe523a (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-08-02T16:44:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese Marlon.pdf: 3479616 bytes, checksum: f60059a6220c6ab4e97a28df4efe523a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T16:45:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese Marlon.pdf: 3479616 bytes, checksum: f60059a6220c6ab4e97a28df4efe523a (MD5) Previous issue date: 2015-04-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The indiscriminate use of antibiotics or their incorrect administration has made over the years, these drugs are losing their effectiveness due to evolutionary mechanisms, which naturally confer resistance characteristics to bacterias. As example of this evolutionary mechanism, we can mention the recent reports polymyxins resistant bacteria, drugs used as a last resort in infection control by super resistant bacteria, such as bacteria of the species Klebsiella pneumoniae microarray. The ease of this bacterium in performing transfers of genetic material, together with other mechanisms of their own group, is also making it resistant to polymyxins. This bacterial resistance points to a serious epidemiological problem, causing deaths including in Brazil. This study, aimed to infer the possible metabolic pathways and genes active in gene regulation mechanism related to resistance to polymyxin B in the genome of the bacteria K. pneumoniae KP13 strain, which had its entire genome unraveled in 2013. This opportunistic pathogenic microorganism He was responsible for hospital infection outbreak in 2009 in the south of the country. The findings of this study were made from the RNA-Seq technique, which is a transcriptome analysis technique based on the next generation sequencing (NGS), which allows a review of gene expression on a large scale. The transcriptome study, among others gives us an overview of the set of messengers transcripts (mRNAs) in a cell, and this allows us to directly evaluate the expression of its genes in specific situations. The transcriptome of the study was examined body 6 under conditions with two biological replicates for each condition. For sequencing were used two sequencing platforms: Illumina HiSeq and Roche 454 which enabled a comparative analysis of the data. From the obtained result of gene expression, the first stage of the study was the pre-processing of RNA-Seq data, where it was developed a methodology that was the basis for this analysis prokaryotic organism, given that the vast majority of materials available aims to study eukaryotic organisms. In the second stage of labor, the alignments were generated and the following was made to quantify the expression for each gene of the bacteria under study. The next step was to examine differential expression of genes important step towards the elucidation of resistance targets of regulation. All the differential expression of genes procedure was done using the R platform and the EDGE R package, the most suitable for the size of data that would be analyzed. The inference of genes active in gene regulation mechanism related to resistance to polymyxin B in the genome of the bacteria K. pneumoniae KP13 was made based on the clustering technique k-means, which showed to be effective within the universe of data to be mined. For the data generated, we were obtained $ 150 $ groups from the set 70 % genes most differentially expressed in all study conditions and, of these, the most significant associated with drug resistance and their metabolic pathways were chosen were investigated. Groupings proved concise and technical shows stable for application tests with other bodies. / O uso indiscriminado de antibióticos ou sua incorreta administração fez com que no passar dos anos, essas drogas fossem perdendo sua eficiência, devido aos mecanismos evolutivos, que naturalmente conferem caracteristicas de resistência às bacterias.Como exemplo desse mecanismo evolutivo, podemos citar os recentes relatos de bactérias resistentes às polimixinas, medicamentos utilizados como última alternativa no controle de infecções por bactérias super resistentes, como é o caso das bactérias da espécie Klebsiella pneumoniae. A facilidade dessa bactéria em realizar transferências de material genético, aliada a outros mecanismos próprios de seu grupo, vem tornando-a resistente também às polimixinas. Essa resistência bacteriana aponta para um problema epidemiológico grave, causador de óbitos inclusive no Brasil. O presente trabalho, teve por objetivo inferir os possíveis genes e vias metabólicas atuantes no mecanismo de regulação gênica relacionados à resistência à polimixina B no genoma da bactéria K. pneumoniae estirpe KP13, a qual teve seu genoma completo desvendado em 2013. Este microorganismo patogênico oportunista foi o responsável pelo surto de infecção hospitalar em 2009, no sul do pais. As análises do presente estudo foram feitas a partir da técnica de RNA-Seq, que é uma técnica de análise de transcriptomas baseada no sequenciamento de nova geração (NGS), que permite uma avaliação de expressão genica em grande escala. O estudo do transcriptoma, dentre outros nos dá uma visão geral do conjunto de transcritos mensageiros (mRNAs) em uma célula, e isso nos permite avaliar diretamente a expressão de seus genes sob situações específicas. O transcriptoma do organismo de estudo foi analisado sob 6 condições, com duas réplicas biológicas para cada condição. Para o sequenciamento foram usadas duas plataformas de sequenciamento: Illumina HiSeq e Roche 454 o que possibilitou uma análise comparativa dos dados. A partir do resultado obtido da expressão gênica, a primeira etapa do trabalho foi realizar o pré-processamento dos dados do RNA-Seq, onde foi desenvolvido uma metodologia que serviu como base para análise desse organismo procarioto, haja vista que a grande maioria dos materiais disponíveis visa estudo de organismos eucariotos. Na segunda etapa do trabalho, foram gerados os alinhamentos e a seguir foi feita a quantificação da expressão para cada gene da bactéria em estudo. O passo seguinte foi analisar a expressão diferencial dos genes, passo importante para a elucidação dos alvos de regulação da resistência. Todo o procedimento de expressão diferencial de genes foi feito utilizando a plataforma R, e o pacote EDGE R, o mais indicado para a dimensão de dados que viria a ser analisada. A inferência dos genes atuante no mecanismo de regulação gênica relacionados à resistência à polimixina B no genoma da bactéria K. pneumoniae KP13 foi feita baseando-se na técnica de agrupamento k-means, a qual apresentou-se efetiva dentro do universo de dados a ser minerado. Para os dados gerados, foram obtidos 150 agrupamentos a partir do conjunto de $70\%$ dos genes mais diferencialmente expressos em todas as condições do estudo, e, desses, foram escolhidos os mais significantes associados com a resistência bacteriana e suas vias metabólicas foram investigadas. Os agrupamentos mostraram-se concisos e a técnica mostra-se estável para aplicação de testes com outros organismos.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-08-02T17:09:01Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_vinicius.pdf: 1188979 bytes, checksum: dfd0b027f7accd5d2614f8b2e5746393 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-08-02T17:09:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_vinicius.pdf: 1188979 bytes, checksum: dfd0b027f7accd5d2614f8b2e5746393 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T17:09:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_vinicius.pdf: 1188979 bytes, checksum: dfd0b027f7accd5d2614f8b2e5746393 (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) / The objective of structural optimization is to obtain economical structures which also satisfy specific performance requirements. It involves the search for optimal values for the design variables in order to minimize, or maximize, some measure of interest modeled via an objective function. Frequently, such problems involve constraints which must be satisfied so that a solution can be considered feasible. In addition, the objective function and/or constraints are often not available as explicit expressions of the design variables, and must be evaluated via a simulator. Hence, the choice of the optimization technique must take into account such features. Differential Evolution can be seen as an interesting choice, since it has been obtaining good results in problems in different fields of study. In this work, the results obtained by different variants of the original DE algorithm, when applied to problems of mass minimization of trusses subject to constraints on their natural vibration frequency, are analysed and compared to those reported in the literature. In view of the practical interest in limiting the number of different values found for the design variables in the final solution, it is also investigated the effect of this cardinality constraint (not addressed in the literature) on the structural mass obtained by the algorithm. / A otimização estrutural visa a obtenção de estruturas econômicas e que satisfaçam aos requisitos de desempenho aplicáveis ao caso. Ela envolve a busca de valores ótimos para as variáveis de projeto, que venham a minimizar, ou maximizar, algum critério de interesse modelado através de uma função objetivo. Frequentemente estes problemas apresentam restrições, as quais devem ser respeitadas para que uma solução seja considerada válida. Além disso, muitas vezes a função objetivo e/ou restrições não estão disponíveis como expressões explícitas das variáveis de projeto, sendo avaliadas através de um simulador. Assim, a escolha da técnica de otimização deve levar em conta tais características. A chamada Evolução Diferencial apresenta-se como uma escolha interessante, uma vez que vem obtendo bons resultados em problemas das mais diversas áreas. Neste trabalho os resultados obtidos por diferentes variantes do algoritmo original, quando aplicadas a problemas de minimização da massa de treliças sujeitas às restrições sobre as frequências naturais de vibração, são analisados e comparados àqueles reportados na literatura. Tendo em vista o interesse prático em limitar o número de diferentes valores encontrados para as variáveis de projeto na solução final, é então analisada a influência da introdução desta restrição de cardinalidade (ainda não reportada na literatura) sobre a massa da estrutura obtida pelo algoritmo ao final do processo.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-04T16:14:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leticia.pdf: 8187070 bytes, checksum: 9986568a293dff7d82ef96a704c5eeda (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-04T16:15:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leticia.pdf: 8187070 bytes, checksum: 9986568a293dff7d82ef96a704c5eeda (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T16:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leticia.pdf: 8187070 bytes, checksum: 9986568a293dff7d82ef96a704c5eeda (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Virtual Reality may be considered a computational tool often used to aid in medical training, specially in surgical training. That allows surgeons to gain dexterity and experience in surgery without risking real patient lifes, reducing the probability of medical errors to occur, henceforth providing a better quality of life to patients. Due to the fragility of the human eye, more than most other areas of medicine, ophthalmology can greatly benefit from surgical simulations. One of the most common surgeries in that field, cataract surgery is one of the most commonly performed. It increases the quality of life of the patient greatly, as it reestablishes their proper sight. This work introduces a cataract surgery simulator. The simulator uses a tactile device to increase its effectiveness.It provides the user with theoretic and practical knowledge. The simulator uses a serious game approach, containing four phases to be subdued. A set of interactive menus allow the user to control the procedure, which is actually performed through the tactile device (a Geomagic Touch). The user, henceforth, gains dexterity,which shall be useful in real life surgeries performed in the future. / A Realidade Virtual é uma ferramenta computacional utilizada para auxiliar na aprendizagem de procedimentos cirúrgicos na medicina, podendo minimizar erros cometidos pelos profissionais da área, e consequentemente, prover um melhor tratamento ao paciente. Devido à fragilidade do olho humano, dentre as áreas da medicina, a oftalmologia necessita da utilização da Realidade Virtual para treinar previamente um cirurgião inexperiente. Dentre as diversas cirurgias realizadas por oftalmologistas, o procedimento cirúrgico para o tratamento da acuidade visual denominada catarata, é considerado importante devido ao resultado positivo na qualidade de vida da população quando necessita ser realizada, além da incidência frequente da mesma na sociedade. Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador de cirurgia de catarata com a utilização do dispositivo háptico Geomagic Touch, a fim de auxiliar estudantes de oftalmologia no treinamento teórico e prático da cirurgia denominada facoemulsificação. Para isto, o fenômeno no mundo real foi observado e suas características e eventos principais foram selecionados. Para este primeiro protótipo, algumas abstrações foram feitas para que o fenômeno pudesse ser representado computacionalmente. Assim, um serious game foi desenvolvido e a partir de fases e menus interativos, o usuário pode aprimorar seu conhecimento e aperfeiçoar sua destreza na manipulação dos equipamentos cirúrgicos.