[pt] Redes veiculares (VANETs — Vehicle Ad Hoc NETworks) constituem um caso especial de redes ad hoc em que os nós são veículos equipados com uma interface de comunicação sem fio. Esses veículos podem se mover a velocidades elevadas, e a transmissão de dados em cenários urbanos pode ser facilmente bloqueada por prédios ou outros obstáculos. Tais fatores contribuem para tornar a comunicação inter-veicular intermitente, e dificultar o roteamento de pacotes. Um dos principais desafios dos protocolos de roteamento em VANETs é evitar as ruas onde o volume de tráfego esteja baixo, uma vez que a escassez de veículos nessas ruas tende a impossibilitar a propagação de pacotes através delas. Por esse motivo, a informação sobre o volume de tráfego em cada rua é fundamental para se determinar a melhor rota entre dois veículos. Especificamente em cenários urbanos, a mudança de estado dos semáforos provoca uma flutuação do tráfego de veículos ao longo do tempo. Em vista disso, esta tese propõe o TLAR (Traffic Light Aided Routing), um novo algoritmo de roteamento para VANETs que explora a variação de estado dos semáforos para inferir quais ruas oferecerão uma maior probabilidade de sucesso de propagação de pacotes. Resultados de simulação mostram que o algoritmo apresenta um bom desempenho comparado ao de propostas existentes. / [en] VANETs (Vehicle Ad Hoc NETworks) are a special case of mobile ad hoc networks where vehicles are equiped with wireless communication interfaces. These vehicles may move at high speeds and data transmission in urban scenarios may easily be blocked by buildings and other sort of obstacles. Such factors contribute to make inter-vehicle communication intermitent and packet routing more difficult. One of the main challenges faced by routing protocols is avoiding low-traffic streets, where the lack of vehicles tend to make packet forwarding impossible. For this reason, traffic information on each street is essential for the computation of the best route between any given two vehicles. Specifically in urban scenarios, traffic light transitions cause significant fluctuations on traffic flow over time. Given this fact, this thesis proposes TLAR (Traffic Light Aided Routing), a new routing algorithm for VANETs that exploits traffic light transition timings in order to determine which streets will offer the greatest probabilities for successful packet forwarding. Simulation results indicate a good performance of this algorithm compared to existing approaches.

[pt] O objetivo deste trabalho é o de estudar propriedades geométricas de curvas poligonais genéricas. Inicialmente abordamos resultados clássicos para curvas quanto à sua curvatura total no caso discreto e discutimos aqueles pertinentes a nós poligonais. Também é feito o estudo do Grafo de Maxwel para poligonais. No caso, temos uma interessante relação entre a natureza do grafo quanto ao seu número de componentes e à condição de a poligonal ser ou não convexa. / [en] The aim of this work is to study geometrical properties of generic polygonal lines. We begin with some classical results for curves with respect to total curvature, in the discrete case, and discuss results related to polygonal knots. Maxwell graphs are also considered for polygonal lines: We study the relation between the number of components of the graph and the convexity of the polygonal line.

[pt] A montagem de fragmentos de sequências biológicas é um problema fundamental na bioinformática. Na montagem de tipo De Novo, onde não existe um genoma de referência, é usada a estrutura de dados do grafo de Bruijn para auxiliar com o processamento computacional. Em particular, é necessário considerar um conjunto grande de k-mers, substrings das sequências biológicas. No entanto, a construção deste grafo tem grande custo computacional, especialmente muito consumo de memoria principal, tornando-se inviável no caso da montagem de grandes conjuntos de k-mers. Há soluções na literatura que utilizam o modelo de memória externa para conseguir executar o procedimento. Porém, todas envolvem alta redundância nos cálculos envolvendo os k-mers, aumentando consideravelmente o número de operações de E/S. Esta tese propõe uma nova abordagem para a construção do grafo de Bruijn que torna desnecessária a geração de todos os k-mer. A solução permite uma redução dos requisitos computacionais e a viabilidade da execução, o que é confirmado com os resultados experimentais. / [en] Fragment assembly is a current fundamental problem in bioinformatics. In the absence of a reference genome sequence that could guide the whole process, a de Bruijn Graph data structure has been considered to improve the computational processing. Notably, we need to count on a broad set of k-mers, biological sequences substrings. However, the construction of de Bruijn Graphs has a high computational cost, primarily due to main memory consumption. Some approaches use external memory processing to achieve feasibility. These solutions generate all k-mers with high redundancy, increasing the number of managed data and, consequently, the number of I/O operations. This thesis proposes a new approach for de Bruijn Graph construction that does not need to generate all k-mers. The solution enables to reduce computational requirements and execution feasibility, which is confirmed with the experimental results.

[pt] Em cenários de tomada de decisão, quando um agente, humano ou máquina, necessita de mais conhecimento para decidir devido a uma lacuna de conhecimento, surge uma necessidade de informação. Os usuários podem conscientemente tomar a iniciativa de adquirir conhecimento para preencher essa lacuna através de tarefas de buscas por informação. As consultas do usuário podem ser incompletas, imprecisas e ambíguas. Isso ocorre porque parte da informação necessária está implícita ou porque o usuário não compreende totalmente o domínio ou a tarefa que motiva a busca. Esta condição está prevista nas abordagens de busca exploratória. Embora os Grafos de Conhecimento (KG) sejam reconhecidos como fontes de informação com grande potencial para integração de dados e busca exploratória, eles são incompletos por natureza. Além disso, KGs Crowdsourced, ou KGs construídos pela integração de diversas fontes de informação de qualidade variável, precisam de uma Camada de Confiança para serem eficazes no suporte a processos de tomada de decisão. A avaliação da veracidade do conhecimento depende dos contextos das alegações e das tarefas a serem realizadas ou pretendidas (propósito). Esta pesquisa tem como objetivo preparar e consultar KGs para apoiar a exploração ciente de contexto em cenários de tomada de decisão. As contribuições incluem uma arquitetura para sistemas de apoio à decisão, composta por uma Camada de Decisão, uma Camada de Confiança e uma Camada de Conhecimento que opera sob a hipótese de Mundo Aberto Dual. A Camada de Conhecimento é composta por um Grafo de Conhecimento enriquecido de Contexto (CoaKG) e uma Máquina de Consulta baseada em CoaKG. CoaKG estende um KG padrão com mapeamentos de contexto para identificar o contexto explicitamente representado e regras para inferir o contexto implícito. A máquina de Consulta baseada em CoaKG foi projetada como uma abordagem de resposta a consultas que recupera todas as respostas contextualizadas (possíveis). A Wikidata é objeto de uma Prova de Conceito para avaliar a eficácia da Camada de Conhecimento. / [en] In decision-making scenarios, an information need arises when an agent, human, or machine needs more knowledge to decide due to a knowledge gap. Users can consciously take the initiative to acquire knowledge to fill this gap through information search tasks. User queries can be incomplete, inaccurate, and ambiguous. It occurs because part of the information needed is implicit or because the user does not fully understand the domain or the task that motivates the search. This condition is foreseen within the exploratory search approaches. Although Knowledge Graphs (KG) are recognized as information sources with great potential for data integration and exploratory search, they are incomplete by nature. Besides, Crowdsourced KGs, or KGs constructed by integrating several different information sources of varying quality, need a Trust Layer to be effective. The evaluation of knowledge truthfulness depends upon the contexts of claims and tasks being carried out or intended (purpose). This research aims to prepare and query KGs to support context-aware exploration in decision-making scenarios. The contributions include a framework for Context Augmented Knowledge Graphs-based Decision Support Systems composed of a Decision Layer, a Trust Layer, and a Knowledge Layer that operates under a Dual Open World Assumption. The Knowledge Layer comprises a Context Augmented KG (CoaKG) and a CoaKG Query Engine. CoaKG contains contextual mappings to identify explicit context and rules to infer implicit context. CoaKG Query Engine is designed as a query-answering approach that retrieves all contextualized (possible answers) from the CoaKG. Wikidata is the object of a Proof of Concept to evaluate the effectiveness of the Knowledge Layer.

[pt] Este trabalho tem por objetivo a modelagem do comportamento dinâmico do motor de CC shunt, através da metodologia dos grafos de ligação. Primeiro será feito um levantamento de todos os parâmetros mecânicos, elétricos e magnéticos da máquina. O segundo passo será a obtenção de um grafo de ligação do motor e de suas respectivas equações de estado representativas. Através destas equações e dos parâmetros obtidos em laboratório será montado um modelo de simulação computacional pelo Matlab para verificação do comportamento da máquina desde a partida até o regime permanente, comprovando a veracidade do modelo. / [en] This work has the goal of modeling the dynamic behavior of a CC shunt motor, through the methodology of bond graphs. First all the mechanical, eletrical and magnetic parameters of the machine are measured. The second step will be the development of the motor bond graph and of its respective state equations. Using these equations and the measured parameters a Matlab simulation is set up to verify the transient behavior of yhe machine, checking the truthfulness of the model.

[pt] Neste trabalho é desenvolvido um procedimento para a geração por inspeção das equações de estado e funções de transferência associadas a um grafo de ligação por meio de análises literal e numérica. O procedimento consiste na identificação de caminhos causais e a determinação de suas contribuições para as equações. É analisada a formulação matemática e discutida a implementação do procedimento em um código computacional. A aplicação do procedimento é ilustrada com exemplos, descreve-se detalhadamente as rotinas de entrada de dados, variáveis auxiliares, identificação dos caminhos e malhas causais, assim como a forma de apresentação dos resultados. / [en] In this work a procedure for the computer generation by inspection of the state equations and transfer functions, both in literal and numerical form, associated to a bond graph is discussed. The procedure consists of the identification of causal paths and the determination of its contributions for the equations. The mathematical background and the implementation of the procedure in a computational code are, also, presented. The application of the procedure is illustrated with examples; the routines for data entry, causal path and mesh identification and the used variables are described, as well as the form of presentation of the results.

[pt] A otimização do desempenho dos modelos de aprendizado de máquina supervisionados representa um desafio constante, especialmente em contextos com conjuntos de dados de alta dimensionalidade ou com numerosos atributos correlacionados. Neste estudo, é proposto um método para o enriquecimento de conjuntos de dados tabulares, fundamentado na utilização de estatísticas provenientes de um grafo construído a partir da similaridade entre as instâncias presentes neste conjunto de dados, buscando capturar correlações estruturais entre esses dados. As instâncias assumem o papel de vértices no grafo, enquanto as conexões entre elas refletem sua similaridade. O conjunto de características originais (FO) é enriquecido com as estatísticas extraídas do grafo (FG) na busca pela melhora do poder preditivo dos modelos de aprendizado de máquina. O método foi avaliado em dez conjuntos de dados públicos de distintas áreas de conhecimento, em dois cenários distintos, sobre sete modelos de aprendizado de máquina, comparando a predição sobre o conjunto de dados inicial (FO) com o conjunto de dados enriquecido com as estatísticas extraídas do seu grafo (FO+FG). Os resultados revelaram melhorias significativas na métrica de acurácia, com um aprimoramento médio de aproximadamente 4,9 por cento. Além de sua flexibilidade para integração com outras técnicas de enriquecimento existentes, o método se apresenta como uma alternativa eficaz, sobretudo em situações em que os conjuntos de dados originais carecem das características necessárias para as abordagens tradicionais de enriquecimento com a utilização de grafo. / [en] The optimization of supervised machine learning models performancerepresents a constant challenge, especially in contexts with high-dimensionaldatasets or numerous correlated attributes. In this study, we propose a methodfor enriching tabular datasets, based on the use of statistics derived from agraph constructed from the similarity between instances in the dataset, aimingto capture structural correlations among the data. Instances take on the role ofvertices in the graph, while connections between them reflect their similarity.The original feature set (FO) is enriched with statistics extracted from thegraph (FG) to enhance the predictive power of machine learning models. Themethod was evaluated on ten public datasets from different domains, in twodistinct scenarios, across seven machine learning models, comparing predictionon the initial dataset (FO) with the dataset enriched with statistics extractedfrom its graph (FO+FG). The results revealed significant improvements inaccuracy metrics, with an average enhancement of approximately 4.9 percent. Inaddition to its flexibility for integration with existing enrichment techniques,the method presents itself as a effective alternative, particularly in situationswhere original datasets lack the necessary characteristics for traditional graph-based enrichment approaches.

[pt] Neste trabalho descreve-se um procedimento para o desenvolvimento de modelos reduzidos de sistemas mecânicos lineares baseado na técnica dos Grafos de Ligação. A partir da análise da estrutura topológica dos principais modelos mecânicos descritos por esta técnica estabeleceu- se uma nova formulação que possibilita a obtenção de variadas formas de representação matemática e definiu-se um grafo genérico, formado por hipercampos armazenadores e dissipadores de energia, onde se encontram as matrizes que caracterizam a dinâmica do sistema. Sobre o grafo genérico, com algumas restrições, foi aplicada uma metodologia de normalização e desacoplamento dos campos armazenadores, com base nos seus modos locais, o que permitiu a criação de um grafo particionado, acoplado através do campo dissipador. A análise dos coeficientes do campo de acoplamento leva ao grafo de Ligação Reduzido do sistema. Comprova-se a validade do procedimento através de exemplos de fácil compreensão. / [en] It is described in this work a Bond Graph based procedure to the development of linear mechanical systems reduced order models. From the analysis of the topological structure of the main mechanical models represented by this technique it was established a new formulation that permits to obtain several mathematical representation forms and it was defined a generic graph, formed by energy storage and dissipative hiperfields, where the matrices that characterizes the system dynamics are included. On the generic graph, with some constraints, it was applied a methodology for the normalization and decoupling of the energy storage fields, based on its local modes, that permits to develop a partioned graph, couplec through the dissipative field. The analysis of the coupling field coefficients permits to define the system Reduced Bond Graph. The procedure was comproved by easy comprehensive examples.

[pt] O crescente uso de veículos aéreos não tripulados (VANTs) em diversos setores da sociedade é fruto de avanços da tecnologia. Por sua vez, a ampliação de aplicações de VANTs traz consigo a necessidade de aumento de robustez destes sistemas, especialmente em ambientes compartilhados com o ser humano. A presente dissertação aborda o desenvolvimento de uma plataforma para testes de veículos multicópteros, com o objetivo de contribuir para o processo de desenvolvimento e implementação de drones, permitindo sua movimentação em torno dos seus graus de liberdade de rotação e realizando medições de atitude e força geradas pelo sistema, sem colocar o veículo ou seu operador em risco. Todos os dados adquiridos pela plataforma são transmitidos para um computador, onde foi desenvolvida uma interface virtual para sua visualização em tempo real, além de permitir armazenamento para pós-processamento e análises futuras. Também apresenta-se e discute-se o desenvolvimento do simulador de trajetórias proposto, que mostra o deslocamento do veículo em função da sequência de comandos fornecida, com base nos dados adquiridos pela plataforma. No intuito de se propiciar um melhor entendimento do funcionamento do sistema aqui desenvolvido, é apresentado um estudo detalhado dos subsistemas que compõem um multicóptero, bem como do processo de modelagem dinâmica de um veículo quadricóptero, por meio da técnica de grafos de ligação. A modelagem do veículo é complementada com a identificação de parâmetros fundamentais para a implementação do modelo, sendo discutidos métodos para identificação de parâmetros inerciais do veículo e parâmetros dinâmicos do sistema motopropulsor. / [en] The growing use of unmanned aerial vehicles (UAVs) in various sectors of society is a result of advances in technology. In turn, the expansion of UAV applications brings with it the need to increase the robustness of these systems, especially in environments shared with humans. and comes together with the need for increased robustness due to its use in shared environments with humans. This dissertation approaches the development of a platform for testing multicopter vehicles aiming at assisting the process of developing and implementing drones, allowing movements around their rotational degrees of freedom and making measurements of attitude and forces generated by the system, without putting the vehicle or its operator at risk. All data acquired by the platform is transmitted to a computer, where a virtual interface was developed to provide real time visualization, in addition to allowing data storage for post-processing and future analysis. The development of the proposed trajectory simulator is also presented and discussed, that shows the displacement of the vehicle as a function of the sequence of commands provided, based on the acquired data. Aiming at allowing a better understanding of the functioning of the developed system, a detailed study of the subsystems that compose a multicopter is presented, as well as the process of dynamic modeling of a quadcopter vehicle, by using bond graph technique. The modeling of the vehicle is complemented with the identification of fundamental parameters for the model implementation, such as methods for the identification of inertial parameters of the vehicle and dynamics of the powertrain system.

[pt] Este trabalho é uma elaboração, com exemplos, e evolução do Algoritmo de Compressão Horizontal (HC) apresentado e seu Conjunto de Regras de Compressão. Este trabalho apresenta uma prova, feita no Provador Interativo de Teoremas Lean, de que o algoritmo HC pode obter uma Derivação Comprimida, representada por um Grafo Acíclico Dirigido, a partir de qualquer Derivação Tipo-Árvore em Dedução Natural para a Lógica Minimal Puramente Implicacional. Finalmente, a partir da Cobertura e Corretude do algoritmo HC, pode-se argumentar que NP = PSPACE. / [en] This work is an elaboration, with examples, and evolution of the presented Horizontal Compression Algorithm (HC) and its set of Compression Rules. This work argues a proof, done in the Lean Interactive Theorem Prover, that the HC algorithm can obtain a Compressed Derivation, represented by a Directed Acyclic Graph, from any Tree-Like Natural Deduction Derivation in Minimal Purely Implicational Logic. Finally, from the Coverage and Soundness of the HC algorithm, one can argue that NP = PSPACE.