[pt] O objetivo deste trabalho é estender a aplicação do Método Analítico de avaliação de interferências envolvendo redes de satélites não geoestacionários a situações onde as parcelas de interferência dos diversos satélites de uma dada constelação são modeladas como variáveis aleatórias estatisticamente independentes. A análise deste tipo de situação requer o cálculo de um número muito grande de convoluções. Depois de mostrar que o cálculo direto da convolução é computacionalmente viável e que o uso de simulação de Monte Carlo requer um tempo de computação proibitivo para garantir a precisão necessária, o estudo identifica duas alternativas: utilização indireta do teorema do limite central, e integração numérica utilizando a Regra de Quadratura de Gauss. Por último, o presente trabalho apresenta dois exemplos numéricos de aplicação do Método Analítico, onde é possível observar melhorias na precisão dos resultados obtidos, em relação aos obtidos com outros métodos. / [en] The objective of this work is to extend the use of the Analytical Method for assessing the interference involving non-geostationary satellite networks to situations where the interference entries from the various satellites in a given Constellations are modeled as statistically independent random variables. The analysis of this type of situation requires a large number of convolution computations. After showing that the direct approach to numerically compute convolutions is not feasible and that the use of Monte Carlo simulation techniques require a prohibitive computer time to guarantee the necessary accuracy, the study identifies two alternatives: the indirect use of the Central Limit theorem, and numerical integration using Gauss Quadrature Rules. Finally, the present work presents two numerical example applications of the Analytical Method. The obtained results show an accuracy improvement when compared to those obtained using other methods.

[pt] Este trabalho investiga a utilização de Redes Neurais Artificiais (RNAs) na inferência sobre as propriedades de derivados de petróleo. A inferência de propriedades visa fornecer uma boa estimativa de propriedades de derivados de petróleo (p.ex: ponto final de ebulição, pressão de vapor, etc.). Essas propriedades podem ser determinadas pro analisadores de processo ou análises de laboratório. Contudo, esses sistemas nem sempre apresentam resultados satisfatórios ou na freqüência necessária para permitir o controle. Porém, se o valor estimado de uma determinada propriedade estiver disponível, o mesmo pode ser utilizado para permitir o controle ou a otimização do processo produtivo. Este trabalho subdivide-se em quatro partes principais: (1) um estudo sobre a inferência de propriedades em torres de destilação; (2) um estudo sobre os principais métodos de inferência e de análise de dados, com ênfase nas RNAs; (3) uma sistemática para a obtenção e testes de modelos; e (4) o estudo de casos. No estudo sobre os a inferência de propriedades, foram analisadas as técnicas utilizadas para a estimação de propriedades em torres de destilação, enfatizando os aspectos da estrutura da modelagem, os problemas, os problemas da influência cruzada entre as entradas do modelo, e a determinação das variáveis principais a serem utilizadas na modelagem. O estudo sobre os principais métodos de inferência abrangeu um levantamento bibliográfico sobre as técnicas de regressão linear MLR ( Multiple Linear Regression), PCR (Principal Component Regression) e PLS (Partial Least Squares), a Modelagem Semi-empírica e as RNAs. Apesar do objetivo principal deste trabalho ser avaliar o desempenho das RNAs, o estudo dos outros métodos foi importante para a comparação dos resultados. Além dos diferentes métodos de modelagem, foram também estudadas algumas técnicas de análise do conjunto de dados, entre elas o PCA (Principal Component Analysis). Na sistemática para a obtenção e testes de modelos, são apresentados os diversos problemas encontrados e a abordagem utilizada, na obtenção e avaliação dos modelos. É também apresentado o ambiente de testes e avaliação, que foi desenvolvido visando fornecer uma plataforma para a obtenção e avaliação de modelos inferenciais. Neste ambiente, pode-se obter modelos com todos os métodos estudados, inclusive alterando alguns parâmetros importantes. No ambiente foram utilizadas as facilidades do pacote MATLAB. Para o estudo de casos, foram utilizados dados reais de refinarias de petróleo do sistema Petrobrás. Foram analisados 3 casos distintos: o primeiro corresponde à modelagem da destilação ASTM do Querosene; o segundo abrangendo a destilação ASTM do Óleo Diesel e o terceiro sobre o Intemperismo do GLP. Para todos os casos, analisou- se a influência de cada entrada sobre a variável a ser modelada, utilizando principalmente a técnica PCA . Foram avaliadas várias arquiteturas de RNAs, comparando-as com as outras técnicas estudadas. Os modelos obtidos com as RNAs foram plenamente satisfatórios, fornecendo resultados superiores aos métodos estatísticos. Também constatou-se a influência do pré-processamento e da análise estatística dos dados no sucesso da modelagem. Na indústria química e petroquímica, as RNAs têm sido aplicadas em diversas áreas. Na área de inferência de propriedades, as RNAs permitem a obtenção de modelos de inferência abrangentes e precisos, podendo ser utilizadas no controle em tempo real, nos arranjos de controle em malha simples, ou em arquiteturas de controle multivariável. / [en] This work investigates the use of Artificial Neural Networks (ANN) on the inferential modelling of properties of petroleum products. Inferential modelling aims to provide a good estimation of chemical properties of petroleum products (i.e: final boiling point, vapour pressure). These properties can be determined by on-line process analysers or laboratory analysis. However, these systems provide neither systematically good results nor the necessary frequency to allow control of the process in real time. However if a good estimation of a property of interest is available, it can be used to achieve the control or the optimisation of production process. This work is subdivided in four main sections: (1) a study about the inference of properties of products in a distillation column; (2) a study about the main methods used on inferential modellind and data analysis, with emphasis on ANN; (3) a systematic about development and testing of inference models; (4) and a case study. In the study about principal methods used on inferential modelling involved a bibliographic reserch about the linear regression techniques Multiple Linear Regression (MLR), Principal Component Regression (PCR) and Partial Least Squares (PLS), a semi empirical model and ANNs. Although the main objective of this work was to evaluate the ANNs perfonmance, the study of other methods was important to compare the results. In addition to the many modelling techniques, some other techniques of data analysis were studied, like Principal Component Analysis (PCA). In the systematic about the development and testing of models, the various problems encontered and the approach used to develop and test the model were presented. An environment of development and testing was also implemented in order to provide a platform to produce and test inferential models. The environment can work with all models studied, and some important settings of the models can also be modified. Many capabilities fo MATLAB software were used on the environment. For the development of the case studies, real data gathered from refineries of Petrobras group were used. Three distinct cases were analysed: the first and second cases are models of kerosene (jet fuel) and diesel ASTM distillation; the third is a model of the Liquefied Petroleum Gas (LPG) 95% boil-off point. In all cases, the influence of each input over the modelled variable was analysed, using mainly the PCA technique. Many ANN arquitetures were tested, comparing them with other studied techniques. The developed ANN models achieved good performance, with better results than the statistical methods. It was also verified the influence of pre- processing and statistical analysis on the success of the modeling. Chemical and Petrochemical process industries have used ANNs in many areas. In the field of inferential modelling of properties, the ANNs allow the accomplished of inferential models in a broad and accurate way. It may be used either for control in real time in single control loops or as part of a multivariable controller.

[pt] Ler com vista a alcançar a compreensão ainda é uma dificuldade a ser superada por muitos alunos. A compreensão leitora e, mais especificamente, as inferências precisam se tornar objeto de ensino, cujo propósito seja formar leitores capazes de produzir sentido para o que leem. Assim, se as inferências demandam um ensino sistematizado, nosso objetivo com esta pesquisa foi analisar e descrever o conhecimento dos professores de quarto e quinto ano do ensino fundamental sobre o ensino de inferências. Participaram do presente estudo 67 professores que atuam ou já atuaram no quarto e/ou quinto ano em escolas do Rio de Janeiro. Esses professores responderam um formulário eletrônico contendo os instrumentos: 1) questionário sobre tipos de perguntas inferenciais e não inferenciais; 2) Escala de Estratégias para Ensino de Inferências (EEEI); 3) questionário de perfil dos docentes. Os achados receberam um tratamento quantitativo, e se estruturou a análise dos dados em duas etapas: análise fatorial exploratória e análise das frequências de respostas. Os resultados foram discutidos à luz da teoria cognitiva da leitura. De uma maneira geral, os resultados referentes às perguntas inferenciais e não inferenciais, bem como às estratégias de compreensão leitora apontaram que os professores conhecem tanto perguntas adequáveis ao ensino de inferências quanto estratégias de compreensão que possuem relevância em tal ensino. À vista desse conhecimento dos professores, uma perspectiva de ensino de compreensão que entende a leitura como uma atividade de produção de sentido se sobressaiu. Sobre a realização de perguntas, os professores declararam conhecer perguntas de processo e de produto, não se restringindo às perguntas literais. A importância dos conhecimentos prévios do leitor para o ensino de inferências parece integrar o conhecimento dos professores. Por meio desta pesquisa, foi possível ressaltar e discutir a importância da produção de inferências para a formação de leitores proficientes e autônomos, bem como dispor estratégias de compreensão leitora e refletir sobre elas como caminhos favoráveis para ensinar os alunos a estabelecerem inferências autorizadas pelo texto. Por fim, através do que os professores declararam conhecer a respeito de ensino de inferências, conseguimos analisar como questões relacionadas à compreensão leitora e, mais especificamente, à inferência são concebidas pelos docentes. / [en] Reading with a view to achieving comprehension is still a difficulty to be overcome by many students. Reading comprehension and, more specifically, inferences need to become an object of teaching, whose purpose is to form readers capable of producing meaning for what they read. Thus, if inferences demand a systematized teaching, our objective with this research was to analyze and describe 4th and 5th grade teachers knowledge about the teaching of inferences. In this study, 67 teachers who work or have worked in the 4th and/or 5th grade in schools of Rio de Janeiro participated. These teachers answered an electronic form containing the following instruments: 1) a questionnaire about the types of inferential and non-inference questions; 2) the Inferential Teaching Strategies Scale (EEEI); 3) a questionnaire about the teachers profile. The findings received a quantitative treatment, and the data analysis was structured in two stages: exploratory factor analysis and analysis of the frequency of responses. The results were discussed in the light of the cognitive theory of reading. In general, the results concerning inferential and non-inference questions, as well as reading comprehension strategies, indicated that teachers know both questions suitable for teaching inferences and comprehension strategies that have relevance in such teaching. In view of this teachers knowledge, a comprehension teaching perspective that understands reading as a meaning-making activity stood out. Regarding questioning, the teachers stated that they were familiar with process and product questions, not restricted to literal questions. The importance of the reader s prior knowledge to teach inferences seems to be part of the teachers knowledge. Through this research, it was possible to highlight and discuss the importance of the production of inferences for the formation of proficient and autonomous readers, as well as to have reading comprehension strategies and reflect on them as favorable ways to teach students to establish inferences authorized by the text. Finally, through what the teachers declared they knew about the teaching of inferences, we were able to analyze how issues related to reading comprehension and, more specifically, to inference are conceived by the teachers.

[pt] O crescimento da Internet das Coisas (IoT) nos trouxe a oportunidade de criar aplicações em diversas áreas com o uso de sensores e atuadores. Um dos problemas encontrados em sistemas de IoT é a dificuldade de adicionar relações semânticas aos dados brutos produzidos por estes sensores e conseguir inferir novos fatos a partir destas relações. Além disso, devido à natureza destes sistemas, os dados produzidos por eles, conhecidos como streams, precisam ser analisados em tempo real. Streams são uma sequência de elementos de dados com variação de tempo e que não devem ser tratados como dados a serem armazenados para sempre e consultados sob demanda. Os dados em streaming precisam ser consumidos rapidamente por meio de consultas contínuas que analisam e produzem novos dados relevantes. A capacidade de inferir novas relações semânticas sobre dados em streaming é chamada de inferência sobre streams. Nesta pesquisa, propomos um modo semântico e um mecanismo para processamento e inferência sobre streams em tempo real baseados em Processamento de Eventos Complexos (CEP), RDF (Resource Description Framework) e OWL (Web Ontology Language). Apresentamos um middleware que suporta uma inferência contínua sobre dados produzidores por sensores. As principais vantagens de nossa abodagem são: (a) considerar o tempo como uma relação-chave entre a informação; (b) processamento de fluxo por ser implementado usando o CEP; (c) é geral o suficiente para ser aplicado a qualquer sistema de gerenciamento de fluxo de dados (DSMS). Foi desenvolvido no Laboratório de Colaboração Avançada (LAC) utlizando e um estudo de caso no domínio da detecção de incêndio é conduzido e implementado, elucidando o uso de inferência em tempo real sobre streams. / [en] The growth of the Internet of Things (IoT) has brought the opportunity to create applications in several areas, with the use of sensors and actuators. One of the problems encountered in IoT systems is the difficulty of adding semantic relations to the raw data produced by the sensors and being able to infer new facts from these relations. Moreover, due to the fact that many IoT applications are online and need to react instantly on sensor data collected by them, they need to be analyzed in real-time. Streams are a sequence of time-varying data elements that should not be stored forever and queried on demand. Streaming data needs to be consumed quickly through ongoing queries that continue to analyze and produce new relevant data, i.e. stream of output/result events. The ability to infer new semantic relationships over streaming data is called Stream Reasoning. We propose a semantic model and a mechanism for real-time data stream processing and reasoning based on Complex Event Processing (CEP), RDF (resource description structure) and OWL (Web Ontology Language). This work presents a middleware service that supports continuous reasoning on data produced by sensors. The main advantages of our approach are: (a) to consider time as a key relationship between information; (b) flow processing can be implemented using CEP; (c) is general enough to be applied to any data flow management system (DSMS). It was developed in the Advanced Collaboration Laboratory (LAC) and a case study in the field of fire detection is conducted and implemented, elucidating the use of real-time inference on streams.

[pt] A computação ubíqua prevê a integração de sistemas computacionais ao nosso dia-a-dia para prover informações e funcionalidades em qualquer momento e lugar. Sistemas desse tipo englobam diferentes tipos de sensores e dispositivos móveis interconectados através de uma combinação de várias tecnologias de rede sem fio. Uma tendência particular nessa área é explorar o paradigma dos Ambientes Inteligentes (AmI), o qual visa à integração de tecnologias inovativas para criar ambientes mediados por computador que, através de serviços específicos, auxiliam os usuários em suas atividades com mínima intervenção. Em sistemas de AmI, mecanismos de inferência são fundamentais para disparar ações ou adaptações de acordo com situações que podem ser significativas e relevantes para aplicações. Muitos sistemas adotam uma abordagem centralizada para seus mecanismos de inferência. Em AmI, entretanto, essas operações podem ter que avaliar dados de contexto coletados de fontes distribuídas e armazenados em diferentes dispositivos, uma vez que geralmente nem todo dado de contexto está prontamente disponível para os serviços de inferência. O objetivo desta tese é propor uma abordagem descentralizada para executar inferência de contexto baseada em regras. Para isso, definimos um modelo de contexto assumindo que os dados de contexto são distribuídos em dois lados, o lado do usuário, representado pelos usuários e seus dispositivos móveis, e o lado do ambiente, representado pela infrastrutura computacional fixa e os serviços do ambiente. Formalizamos a operação de inferência cooperativa - na qual duas entidades cooperam para executar a inferência descentralizada baseada em regras - e definimos um processo completo para realizar esta operação. Finalmente, para mostrar que essa abordagem é possível, projetamos, implementamos e avaliamos o protótipo de um serviço de middleware que executa inferência baseada no processo de inferência cooperativa. / [en] Ubiquitous computing features the seamless integration of computer systems into the everyday lives of users to provide information and functionalities anytime and anywhere. Such systems encompass different kinds of sensors and mobile devices interconnected through a combination of several wireless network technologies. A particular trend in this area is exploring the Ambient Intelligence (AmI) paradigm, which aims at the integration of innovative technologies to create computer-mediated environments that support user activities through specific services, with minimal user intervention. In AmI systems, reasoning is fundamental for triggering actions or adaptations according to specific situations that may be meaningful and relevant to some applications. Most middleware systems adopt a centralized approach for their reasoning mechanisms. In AmI environments, however, these reasoning operations may need to evaluate context data collected from distributed sources and stored in different devices, as usually not all context data is readily available to the reasoners within a ubiquitous system. The goal of this thesis is to propose a decentralized reasoning approach for performing rule-based reasoning about context data targeting AmI systems. For this sake, we defined a context model assuming that in AmI environments context data is distributed over two sides, the user side, represented by the users and their mobile devices, and the ambient side, represented by the fixed computational infrastructure and ambient services. We formalized the cooperative reasoning operation - in which two entities cooperate to perform decentralized rule-based reasoning - and defined a complete process to perform this operation. Finally, to show the feasibility of this approach, we designed, implemented and evaluated a middleware service supporting decentralized reasoning based cooperative reasoning process.

[pt] O problema de sobrecarga de informação é um dos mais sérios enfrentados atualmente. Para tentar resolver esse problema, áreas distintas como Gestão do Conhecimento, Web Semântica e Modelagem de Aplicações Hipermídia têm utilizado soluções parecidas que consistem basicamente na estruturação semântica da informação, para que ela seja mais facilmente acessada. Esta dissertação propõe uma infra-estrutura baseada em técnicas e algoritmos clássicos da área de Inteligência Artificial, que aproveita a crescente disponibilidade de modelos relativos a um domínio para permitir que as aplicações onde os mesmos estão definidos realizem inferências sobre o domínio em questão. Isso possibilita a introdução de diversas novas funcionalidades nessas aplicações. Foram propostas e desenvolvidas quatro novas funcionalidades, a principal sendo a busca semântica. As novas funcionalidades foram testadas com grande sucesso em duas aplicações: o site do Departamento de Informática da PUC-Rio e o Portal do Conhecimento a respeito da obra do grande pintor brasileiro Candido Portinari. / [en] The information overload problem is one of the most challenging problems being faced today. In order to solve this problem, different areas such as Knowledge Management, Semantic Web and Hypermedia Applications Modeling have used similar solutions that consist basically of semantically structuring the information so it can be better accessed. This dissertation proposes an infrastructure based on classic algorithms and techniques of Artificial Intelligence that utilizes the increase in the availability of domain specific models to enable the applications where they are defined to make inferences about these particular domains. These inferences enable the creation of new functionalities in these applications. Four new functionalities were proposed and implemented, the most important being a semantic search. The new functionalities presented were successfully tested in two existing applications: the website of the Computer Science Department of PUC-Rio and the Portinari Knowledge Portal that presents all the work of the famous brazilian painter Candido Portinari.

[pt] Esta tese tem como tema a especificidade do Déficit Específico da Linguagem de ordem Pragmática (DEL-Prag), termo cunhado por Naama Friedmann e Rama Novogrodsky em uma classificação de subtipos de DEL, utilizado em referência ao que, tradicionalmente, denomina-se Déficit Pragmático da Linguagem (DPL). Busca-se avaliar: (i) em que medida o termo específico pode remeter a um distúrbio na Interface Gramática-Pragmática (IGP), no que concerne à expressão morfológica do que é tomado como relevante pelo falante de um ponto de vista pragmático, e ao reconhecimento de informação pragmaticamente relevante com base em contrastes gramaticais pelo ouvinte e (ii) em que medida haveria um déficit seletivo restrito a esta interface. A IGP é aqui caracterizada com base no Modelo Integrado da Computação On-line (MINC), de base minimalista, o qual incorpora, nesta investigação, o conceito de ostensão oriundo da Teoria da Relevância (TR) - teoria pragmática de base cognitiva. A identificação de crianças com diagnóstico de DEL-Prag é, contudo, difícil, dada a carência de um instrumental teoricamente embasado para a avaliação das habilidades linguísticas pertinentes a esta interface. Neste estudo, a identificação de crianças que possam vir a receber um diagnóstico de DEL-Prag foi feita a partir do compartilhamento de sintomas entre DEL-Prag e Dificuldades de Aprendizagem (DAp). O desempenho de crianças com DAp foi contrastado com o de crianças controle com bom desempenho escolar e desempenho igual ou acima da média em testes de habilidades linguísticas de natureza sintática mais características do DEL. As crianças com DAp foram igualmente avaliadas quanto às suas habilidades sintáticas. Uma série de cinco experimentos voltados para a IGP foi conduzida: dois de produção da referência definida/indefinida e três de compreensão com base em inferências dependentes de contrastes gramaticais pertinentes a categorias funcionais, tais como: definitude, aspecto e modo. Adicionalmente, foram conduzidos: um experimento com uma tarefa de Teoria da Mente (reportada como comprometida no caso do DPL/DEL-Prag) e um de compreensão de inferências baseadas em expressões idiomáticas não dependentes de contrastes situados na IGP. O desempenho do grupo com DAp foi significativamente inferior ao do grupo controle em todas as tarefas, demonstrando particular dificuldade em tirar proveito de informação morfológica e prosódica ostensiva. Os presentes resultados sugerem que uma possível causa de dificuldades de aprendizagem decorra de um comprometimento na IGP. Dificuldades de ordem sintática e de ordem pragmática podem ser dissociadas, na medida em que há crianças com bom desempenho nas tarefas de ordem sintática e pragmática e desempenho abaixo da média em tarefas dependentes da IGP e viceversa. Quanto à possibilidade de um déficit pragmático exclusivo desta interface, os resultados, ainda que não conclusivos, não descartam esta possibilidade, dado que houve crianças cujo comprometimento na IGP parece ser seletivo. A articulação MINC mais TR, até então não explorada, apresenta-se como uma base conceitual promissora para o estudo de distúrbios na IGP e as tarefas aqui propostas contribuem para a criação de uma ferramenta teoricamente embasada para o estudo do DEL, assim como para a avaliação de problemas de linguagem nas práticas clínica e pedagógica.