Na natureza e na ciência, dados e informações que desviam significativamente da média frequentemente possuem grande relevância. Esses dados são usualmente denominados na literatura como outliers. A identificação de outliers é importante em muitas aplicações reais, tais como detecção de fraudes, diagnóstico de falhas, e monitoramento de condições médicas. Nos últimos anos tem-se testemunhado um grande interesse na área de Redes Complexas. Redes complexas são grafos de grande escala que possuem padrões de conexão não trivial, mostrando-se uma poderosa maneira de representação e abstração de dados. Embora um grande montante de resultados tenham sido reportados nesta área de pesquisa, pouco tem sido explorado acerca de detecção de outliers em redes complexas. Considerando-se a dinâmica de uma caminhada aleatória, foram propostos neste trabalho uma medida de distância e um método de ranqueamento de outliers. Através desta técnica, é possível detectar como outlier não somente nós periféricos, mas também nós centrais (hubs), depedendo da estrutura da rede. Também foi identificado que existem características bem definidas entre os nós outliers, relacionadas a funcionalidade dos mesmos para a rede. Além disso, foi descoberto que nós outliers têm papel importante para a rotulação a priori na tarefa de detecção de comunidades semi-supervisionada. Isto porque os nós centrais são bons difusores de informação e os nós periféricos encontram-se em regiões de borda de comunidade. Baseado nessa observação, foi proposto um método de detecção de comunidades semi-supervisionado. Os resultados de simulações mostram que essa abordagem é promissora / In nature and science, information and data that deviate significantly from the average value often have great relevance. These data are often called in literature as outliers. Outlier identification is important in many real applications, such as fraud detection, fault diagnosis, monitoring of medical conditions. In recent years, it has been witnessed a great interest in the area of Complex Networks. Complex networks are large-scale graphs with non-trivial connection patterns, proving to be a powerful way of data representation and abstraction. Although a large amount of results have been reported in this research area, little has been explored about the outlier detection in complex networks. Considering the dynamics of a random walk, we proposed in this paper a distance measure and a outlier ranking method. By using this technique, we can detect not only peripheral nodes, but also central nodes (hubs) as outliers, depending on the network structure. We also identified that there are well defined relationship between the outlier nodes and the functionality of the same nodes for the network. Furthermore, we found that outliers play an important role to label a priori nodes in the task of semi-supervised community detection. This is because the hubs are good information disseminators and peripheral nodes are usually localized in the regions of community edges. Based on this observation, we proposed a method of semi-supervised community detection. The simulation results show that this approach is promising

No curso de sua missão, um veículo espacial é submetido a ambientes severos de vibrações e ruído. É portanto imperativo que um conjunto de meios de ensaio simule no solo as condições ambientais ligadas à vida do veículo. Durante a realização de ensaios mecânicos de cargas úteis espaciais, a resposta de numerosos sensores, na sua maioria acelerômetros, extensômetros e microfones, é analisada através de sistemas de aquisição e processamento que garantem o condicionamento e a amostragem dos sinais, e o tratamento dos dados. A aquisição e o tratamento dos dados de ensaios mecânicos realizados no Instituto de Aeronáutica e Espaço têm sido efetuados pelo sistema General Radio modelo 2515, que é um sistema antigo e que não vem proporcionando plena satisfação. Isto motivou a elaboração deste trabalho que reúne os resultados do estudo sobre a especificação do novo sistema de aquisição e processamento de dados que será utilizado nos ensaios de vibração mecânica especificados pela norma MIL-STD-810 e ensaios de análise modal realizados no Instituto.

Uma série temporal é uma sequência ordenada pelo tempo de valores reais. Dado que inúmeros fenômenos do dia-a-dia podem ser representados por séries temporais, há grande interesse na mineração de dados temporais, em especial na tarefa de classificação. Recentemente foi introduzida uma nova primitiva de séries temporais chamada shapelet, que é uma subsequência que permite a classificação de séries temporais de acordo com padrões locais. Na transformada shapelet estas subsequências se tornam atributos em uma matriz de distância que mede a dissimilaridade entre os atributos e as séries temporais. Para obter a transformada é preciso escolher alguns shapelets dos inúmeros possíveis, seja pelo efeito de evitar overfitting ou pelo fato de que é computacionalmente caro obter todos. Sendo assim, foram elaboradas medidas de qualidade para os shapelets. Tradicionalmente tem se utilizado a medida de ganho de informação, porém recentemente foi proposto o uso da f-statistic, e nós propomos neste trabalho uma nova denominada in-class transitions. Em nossos experimentos demonstramos que a inclass transitions costuma obter a melhor acurácia, especialmente quando poucos atributos são utilizados. Além disso, propomos o uso de amostragem aleatória nos shapelets para reduzir o espaço de busca e acelerar o processo de obtenção da transformada. Contrastamos a abordagem de amostragem aleatória contra uma em que só são exploradas shapelets de determinados tamanhos. Nossos experimentos mostraram que a amostragem aleatória é mais rápida e requer a computação de um menor número de shapelets. De fato, obtemos os melhores resultados ao amostrarmos 5% dos shapelets, mas mesmo a uma amostragem de 0,05% não foi possível notar uma degradação significante da acurácia. / A time series is a time ordered sequence of real values. Given that numerous daily phenomena that can be described by time series, there is a great interest on its data mining, specially on the task of classification. Recently it was introduced a new time series primitive called shapelets, that is a subsequence that allows the classification of time series by local patterns. On the shapelet transformation these subsequences turn into attributes in a distance matrix that measures the dissimilarity between these attributes and the time series. To obtain the shapelet transformation it is required to choose some shapelets among all of the possible ones, be it to avoid overfitting or because it is too computationally expensive to obtain everyone. Thus, some shapelet quality measurements were created. Traditionally the information gain has been used as the default measurement, however, recently it was proposed to use the f-statistic instead, and in this work we propose a new one called in-class transitions. On our experiments it is shown that usually the in-class transitions achieves the best accuracy, specially when few attributes are used. Moreover, we propose the use of random sampling of shapelets as a way to reduce the search space and to speed up the process of obtaining the shapelet transformation. We contrast this approach with one that explores only shapelets that have a specific length. Our experiments show that random sampling is faster and requires fewer shapelets to be computed. In fact, we got the best results when we sampled 5% of the shapelets, but even at a rate of 0.05% it was not possible to detect a significant degradation of the accuracy.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Ribaski Borges.pdf: 2504879 bytes, checksum: b87dbb16266c955866bfc47eef34de30 (MD5) Previous issue date: 2013-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The extreme value theory is a branch of statistics and probability. It deals with the asymptotic distributions of extreme values (maximum or minimum) temporal series. The events which takes the average values removed are classified as extreme events. Examples include natural disasters such as goods, earthquakes or an event that causes a strong impact on society. Considering the scenario of complex networks, some examples of extreme events are congestion in networks of roads, power outages in power transmission networks and web servers congested. Thus, understanding the mechanisms that occur in such events is of great interest, because the prediction of these occurrences can minimize its efects, or even avoid them. Thus, the objectives of this study were: 1) to describe the asymptotic behavior of exceedances of a threshold specified by the generalized extreme value distribution, 2) extend the study to the probability of extreme events in complex networks with random topology, small world and scale free. This work was carried out by simulations of random walk pattern and shorter paths. The results shows that for the nodes, also called vertices or sites with low connectivity (lesser degree) in the networks analyzed, the distribution of excesses is not of exponential type. This implies that this distribution is bounded above. The results for the nodes with higher degree were similar, but only for the scale-free network this behavior does not occur. This is due to the fact that the number of exceedances observed in this case is signicantly smaller than the other. It was checked analytically and numerically simulated by random walk pattern, the probability of extreme event is larger and the average time between them is smaller for nodes with lower degree when compared with nodes with higher degree. The spectrum of eigenvalues of the adjacency matrix of the network, which describes the links between nodes, provides conditions for a good agreement between the analytical results and the simulations. For simulations of random walk for shorter paths it was found that nodes with lower betweenness centralities are more likely to have extreme events. / A teoria de valores extremos é um ramo da estatística e probabilidade. Ela trata das distribuições assintóticas de valores extremos (máximos ou mínimos) de séries temporais. Os eventos que assumem valores afastados da média são classificados como eventos extremos. Alguns exemplos são desastres naturais, tais como enchentes, terremotos ou um evento que cause um forte impacto na sociedade. Considerando o cenário de redes complexas, alguns exemplos de eventos extremos são congestionamentos em redes de rodovias, quedas de energia em redes de transmissão e servidores de internet congestionados. Assim, a compreensão dos mecanismos que regem tais eventos é de grande interesse, pois com a previsão de ocorrências destes pode-se minimizar seus efeitos ou até mesmo evitá-los. Com isso, os objetivos deste trabalho foram: 1) descrever o comportamento assintótico das excedências de um valor limite especicado por meio da distribuição de valores extremos generalizada; 2) estender o estudo para a probabilidade de eventos extremos em redes complexas com topologia aleatória, mundo pequeno e escala livre. Este trabalho foi realizado por meio de simulações de caminhada aleatória padrão e por menores caminhos. Os resultados obtidos mostram que para os nós, também denominados vértices ou sítios, com menor conectividade (menor grau) nas redes analisadas, a distribuição dos excessos não é do tipo exponencial. Isto implica que esta distribuição é limitada superiormente. Os resultados para os nós com maior grau foram semelhantes, porém, somente para a rede de escala livre este comportamento não ocorre. Isto se deve ao fato de que o número de excedências observadas neste caso são menores do que nos demais. Foi vericado analiticamente e numericamente por meio de simulações de caminhada aleatória padrão, que a probabilidade de evento extremo é maior e que o tempo médio entre eles é menor para os nós com grau menor, quando comparados com nós com grau maior. O espectro de autovalores da matriz adjacência da rede, a qual descreve as ligações entre os nós, fornece condições para uma boa concordância entre os resultados analíticos e das simulações.Para simulações de caminhada aleatória por menores caminhos verificou-se que os nós com menores centralidades de intermediação são mais propensos a ter eventos extremos.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-29T20:28:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_UsoModeloRegressao.pdf: 570492 bytes, checksum: 6f008f169319432ea5ac9a416ccde8c9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-31T12:59:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_UsoModeloRegressao.pdf: 570492 bytes, checksum: 6f008f169319432ea5ac9a416ccde8c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-31T12:59:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_UsoModeloRegressao.pdf: 570492 bytes, checksum: 6f008f169319432ea5ac9a416ccde8c9 (MD5) Previous issue date: 2006 / Dados referentes a 1.719 controles de produção de leite de 357 fêmeas predominantemente da raça Murrah, filhas de 110 reprodutores, com partos distribuídos entre os anos de 1974 e 2004, obtidos do Programa de Melhoramento Genético de Bubalinos (PROMEBUL) com adição de registros do rebanho pertencente à EMBRAPA Amazônia Oriental - EAO, localizada em Belém, Pará. Os registros foram usados para comparar modelos de regressão aleatória na estimação de componentes de variância e predição de valores genéticos dos reprodutores utilizando a. função polinomial de Legendre, variando de segunda à quarta ordem. O modelo de regressão aleatória incluiu os efeitos de rebanho-ano, mês de parto, coeficientes de regressão para idade da fêmea (para descrever a parte fixa da curva de lactação) e coeficientes de regressão relacionados ao efeito genético direto e de ambiente permanente. A comparação entre modelos foram realizadas por meio do Critério de Informação de Akaike. O modelo de regressão aleatória que utilizou a terceira ordem de polinômio de Legendre, com quatro classes de resíduo para o ambiente temporário, foi o que melhor descreveu a variação genética aditiva da produção de leite. A herdabilidade estimada variou entre 0,08 a 0,40. A correlação genética entre produções mais próximas foram próximas da unidade, mas em idades mais distantes a correlação foi baixa. A correlação de Spearman e de Pearson entre os valores genéticos preditos em todas as situações foram próximas da unidade. / Data comprising 1,719 milk yield controls of 357 females predominantly Murrah breed, daughters of 110 sires, whose birth had occurred between the years of 1974 and 2004, obtained from the Programa de Melhoramento Genético de Bubalinos (PROMEBUL) with the addition of records proceeding from the herd of the EMBRAPA Amazônia Oriental - EAO, located in Belém, Pará, State, were used to compare random regression models, for estimating variance components and predicting breeding values of the sires... The data of milk yield were analyzed by different random regression models using the Legendre’s orthogonal polynomials functions of second, third and fourth order . The random regression models included the effects herd-year, month of parity date of the control, regression coefficients for age of females (in order to describe the fixed part of the lactation curve) and random regression coefficients related to the direct genetic effects and the permanent environment. The comparisons among the models were based in the Akaike Criteria Infromation. The random regression model which used the third order Legendre’s polynomials and four class of the environmental effect was the model which better described the additive genetic variation of the milk yield The heritability estimates obtained varied from 0.08 to 0.40.. The genetic correlations between milk yield in ages more near, were close to unit, but in ages less close, the correlations were low. The Pearson and Spearman’s correlations between the predicted breeding values of sires in all situations were close to the unit.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study was carried out to estimate genetic parameters for scrotal circumference (SC) and weights (W) taken at different ages in Nelore male participants of a breeding program sponsored by National Association of Breeders and Researchers. In the first paper there were estimated genetic parameters for the characteristics of the SC and W at 210, 280, 365, and 450 days of age (SC210, SC280, SC365, SC450, W210, W280, W365 and W450 respectively). The components of (co)variances were estimated by Restricted Maximum Likelihood method under an animal model in multi-trait analysis. The heritability estimates for direct effect were: 0,45±0,05 (SC210); 0,34±0,02 (SC280), 0,35±0,02 (SC365); 0,45±0,02 (SC450); 0,39±0,05 (W210); 0,31±0,03 (W280); 0,23±0,02 (W365), and 0,20±0,02 (W450), while estimates of heritability for the maternal effect for the weights were 0,08±0,02; 0,05±0,01; 0,05±0,01, and 0,03±0,01, respectively, for W210, W280, W365, and W450. These results suggest that the use of the measure of the SC as a selection criterion may contribute to reproductive genetic gain. The genetic correlations between SC were positive and medium to high magnitude, as between the SC and W were positive and showed a smaller magnitude compared to the estimated between measures of SC at differents ages. These genetic correlations indicate that only one measurement of SC can be effective for selection, and older age for this evaluation is recommended at 450 days of age. In the second article, it was analyzed 29,691 SC measures taken between 134 and 495 days of age, by random regression models under uni-trait analysis. To model the mean population curve, was used a third order fixed regression on Legendre polynomials. There were considered three random effects and differents orders of polynomial fit. Residual variances were considered homogeneous or heterogeneous. The model chosen was the one with homogeneous residual variance (M45_1). The heritability estimates obtained from the 360 days were greater than 0.42, indicating that the selection in this period should provide better response. High and positive genetic correlations were estimated between measures of SC, being higher for the measurements at closer ages. Because of the genetic correlation estimates between the SC measured at different ages were positive and with high magnitudes, the selection can be done in only one age. The best age for the measurement of SC indicated by the less parameterized model is after 360 days, and the closer to 495 days, the higher estimates. In the third article the data were analyzed using a random regression model in bi-traits analysis to estimate genetic parameters for SC and W. The mean population curve was modeled using third order fixed regression using Legendre polynomials. The analysis model considered the residual effect as constant throughout the period of age evaluated. The highest estimate of SC heritability was found close to 495 days of age (0.52), while the maximum value for W (0.35) was observed at 290 and 495 days of age. These values suggest that selection for both traits should promote genetic gain. The values of genetic correlations between SC and W ranged from -0.22 to 0.59 over the period studied. These values suggest a correlated response of different magnitudes, depending on the selected characteristic and also the age at which the selection was performed. The measurement of scrotal circumference at 450 days can be used as selection criteria in the studied population. / O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de estimar parâmetros genéticos para perímetro escrotal (PE) e pesos (P) tomados em diferentes idades em bovinos machos da raça Nelore participantes do programa de melhoramento genético da Associação Nacional de Criadores e Pesquisadores. No primeiro artigo foram estimados parâmetros genéticos para as características de PE e P medidos aos 210, 280, 365 e 450 dias de idade (PE210, PE280, PE365, PE450, P210, P280, P365 e P450, respectivamente). Os componentes de (co)variâncias foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal, em análises multi-características. As estimativas de herdabilidade para o efeito direto foram: 0,45±0,05 (PE210); 0,34±0,02 (PE280), 0,35±0,02 (PE365); 0,45±0,02 (PE450); 0,39±0,05 (P210); 0,31±0,03 (P280); 0,23±0,02 (P365) e 0,20±0,02 (P450), enquanto que as estimativas de herdabilidade para o efeito materno para os pesos foram 0,08±0,02; 0,05±0,01; 0,05±0,01 e 0,03±0,01, respectivamente, para P210, P280, P365 e P450. Esses resultados sugerem que a utilização da medida do PE como critério de seleção pode contribuir para o ganho genético reprodutivo dos animais. As correlações genéticas estimadas entre os PE foram todas positivas e de médias a altas magnitudes, já entre PE e P se apresentaram positivas e de menor magnitude em relação às estimadas entre as medidas de PE em diferentes idades. Essas correlações genéticas indicam que apenas uma mensuração de PE pode ser eficiente para seleção e a idade mais recomendada para essa avaliação é aos 450 dias de idade. No segundo artigo, foram analisadas 29.691 medidas de PE tomadas entre os 134 e os 495 dias de idade, através de modelos de regressão aleatória (RA) sob análise uni-característica. Para modelar a curva média populacional, foi utilizada uma regressão fixa de terceira ordem sob polinômios de Legendre. Foram considerados três efeitos aleatórios e diferentes ordens de ajuste de polinômios. As variâncias residuais foram consideradas homogêneas ou heterogêneas. O modelo escolhido foi o que apresentou variância residual homogênea (M45_1). As estimativas de herdabilidade obtidas a partir dos 360 dias foram maiores que 0,42, indicando que a seleção dos animais nesse período deverá fornecer melhor resposta a seleção. Valores altos e positivos de correlações genéticas foram estimados entre as diferentes medidas de PE, sendo maiores para as medidas em idades mais próximas. Devido as correlações genéticas estimadas entre os PEs medidos nas diferentes idades serem positivas e de altas magnitudes, pode se utilizar a medida tomada em apenas uma idade para a seleção. A melhor idade para a mensuração do PE indicada pelo modelo menos parametrizado é após os 360 dias, sendo que quanto mais próximo aos 495 dias, maiores são as estimativas. No terceiro artigo os dados foram analisados através de um modelo de RA sob análise bi-característica para estimar os parâmetros genéticos para PE e P. A curva média populacional, foi modelada utilizando regressão fixa de terceira ordem com o uso de polinômios de Legendre. O modelo de análise considerou o efeito residual como constante durante todo período de idade avaliado. A maior estimativa de herdabilidade para PE ocorreu próximo aos 495 dias de idade (0,52), enquanto que para P o valor máximo (0,35) foi observado aos 290 e aos 495 dias de idade. Estes valores sugerem que a seleção para ambas as características deve promover ganho genético. As correlações genéticas entre PE e P apresentaram valores variando de -0,22 a 0,59 ao longo do período avaliado. Estes valores sugerem resposta correlacionada de diferentes magnitudes, dependendo da característica selecionada e, também, da idade em que a seleção foi procedida. A medida do perímetro escrotal aos 450 dias pode ser utilizada como critério de seleção na população estudada.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-20Bitstream added on 2014-06-13T18:29:29Z : No. of bitstreams: 1 venturini_gc_me_jabo.pdf: 314438 bytes, checksum: 32a3f00b923881d721cf605c82c08d7c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivou-se estimar parâmetros genéticos e fenotípicos da produção de ovos total e parcial em aves de postura por meio de modelos de dimensão finita e infinita, visando à seleção das aves para a característica produção de ovos. Utilizou-se dados de fêmeas, nascidas a partir de três incubações, provenientes de uma geração de uma linhagem de poedeiras, desenvolvida pela EMBRAPA Suínos e Aves em Concórdia, SC. A produção de ovos foi avaliada individualmente por meio do número de ovos, a partir de 20 até 70 semanas de idade. As produções foram divididas em períodos, sendo que cada período consistiu em três semanas de produção. As características estudadas foram os registros parciais nos períodos e o registro total da produção de ovos (PTOTAL). Para análise em modelo animal uni e bicaracterística, utilizou-se o programa computacional MTDFREML. Maior herdabilidade foi estimada para o período de 20 a 22 semanas de idade (P1) e PTOTAL (0,33 ± 0,07 e 0,23 ± 0,06). Correlações genéticas entre os períodos parciais e PTOTAL variaram de 0,42 ± 0,15 (PTOTAL com P2, de 20 a 22 semanas de idade) até 1,00 (PTOTAL com P9 e P11, de 44 a 46 e 50 a 52 semanas de idade, respectivamente). A correlação de Spearman entre as ordens dos 43 galos quanto aos valores genéticos para produção de P9, P10 (de 47 a 49 semanas de idade) e de P11 com PTOTAL foi significativa (p<0,001) para P9 e P11, igual a 1,00 e para P10 (p<0,0028), igual a 0,99. Concluiu-se que o registro parcial de ovos para os períodos P9, P10 e P11 poderiam ser considerados no processo de seleção visando à produção total de ovos. Porém, devido os mesmos apresentarem baixas estimativas de herdabilidade (0,06; 0,12 e 0,10, respectivamente para P9, P10 e P11) a seleção seria mais eficiente considerando o PTOTAL. Portanto, seria recomendada a seleção baseada na produção total de ovos, pois a mesma... / The aim was to estimate genetic and phenotypic parameters for total and partial records of egg production of laying hens using finite and infinite-dimension models, with a view to selecting birds for egg production. Data on females born from three incubations, from a generation of an egg-laying strain developed by EMBRAPA Suínos e Aves, Concórdia, SC, were used. Egg production was evaluated individually as the number of eggs produced between the ages of 20 and 70 weeks. The production was divided into three-week periods. The traits studied were the partial records for each period (P1 to P17) and the total recorded egg production (PTOTAL). For analysis in one and two-trait animal models, the MTDFREML software was used. Higher heritabilities were estimated for the periods of 20 to 22 weeks of age (P1) (0.33 ± 0.07) and PTOTAL (0.23 ± 0.06). The genetic correlations between the partial periods and PTOTAL ranged from 0.42 ± 0.15 (P1) to 1.00 (for P9 and P11, representing 44-46 and 50-52 weeks of age, respectively). Spearman’s correlation between the ranks of the 43 sires, regarding the genetic values for production in P9, P10 (47-49 weeks of age) and P11 in relation to PTOTAL, was significant and equal to 1.00 (P<0.001) for P9 and P11 and equal to 0.99 (P<0.0028) for P10. Although highly correlated with PTOTAL, these periods had low heritability estimates in two-trait analysis (0.06, 0.12 and 0.10, respectively for P9, P10 and P11). Thus, selection based on these partial periods would be inefficient and basing it on total egg production would be recommended, since this presented higher heritability estimates. To estimate the covariance functions using random regression models, the DXMRR option in the DFREML statistical software was used. The most appropriate model regarding goodness-of-fit of the egg production data in these laying hens was the one composed of third-order... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5424847 bytes, checksum: cd6fd3b0108aa360c842209f90fe91d5 (MD5) Previous issue date: 2007-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / There is much current interest in understanding the dynamic principles that generate patterns in space and time. In biology, the complexity of self-organized patterns are seen from colonies of bacterias, of social insects to the human society. Among these, animal foraging patterns associated to the strategies of systematic search for food sources are included. In this dissertation we propose a model for the foraging of underground termites; such model consists of termites that build tunnels in a infinite two-dimensional space subject to a fixed density of food distributed at random. Each tunnel advances for successive segments of unitary length, with directions deviating from that of it predecessor for an aleatory angle evenly distributed between . -&#945; and &#945; . Each termite is characterized by a gain factor gk, and an activity A(t) that evolves in time according to expression: Ak(t + 1) = tanh(Ak(t)gk). If this activity reaches a minimum value, the termite returns to the nest, restoring your activity to the maximum (A=1). Each tunnel is characterized by quantity of pheromone trail that increases when a termite finds food or enters in that tunnel. However, the quantity of pheromone in a tunnel is reduced at a given rate after each time step, that is, after the progress of all tunnels. After tl time steps, new termites penetrate in tunnels; the choice in which of them to enter is proportional to the amount of pheromone. Finally a tunnel can bifurcate, creating a new one, if the amount of termites in it overcome a fixed value. In addition to the structure of the foraging tunnels, we modeled the social facilitation in termites inside a tunnel of size L. In this model, a termite will be inactive if your activity reach a minimum value Amin. If two termites encounter, their activities are restored to the maximum. The foraging efficiency associated to the tunnels is characterized as a function of the maximum deviation angle &#945; , the pheromone decay rate and the number of termites inside of a tunnel necessary for the creation of a new one. For the process of social facilitation we presented the evolution in time of density of active termites. The spatio-temporal patterns for tunnels formation and social facilitation process are also presented. / Há um grande interesse no entendimento dos princípios dinâmicos que dão origem aos padrões espaço-temporais gerados por organismos vivos. Padrões auto-organizados complexos são vistos desde colônias de bactérias, de insetos sociais até a sociedade humana. Entre eles encontram-se os padrões de forrageamento animal associados a estratégias de busca sistemática por fontes de alimento. Nesta dissertação propomos um modelo para o forrageamento de cupins subterrâneos; tal modelo consiste de cupins que constroem túneis em um plano bidimensional infinito sujeito a uma densidade fixa de alimento distribuída aleatoriamente. Cada túnel avança por sucessivos segmentos lineares de comprimento unitário cujas direções desviam-se das dos seus antecessores por um ângulo aleatório distribuído uniformemente entre. -&#945; e &#945;. Cada cupim é caracterizado por um fator de ganho gk e uma atividade A(t) que evolui no tempo de acordo com a expressão: Ak (t+1) = tanh (Ak(t) gk). Se essa atividade atingir um valor mínimo, o cupim volta para o ninho, restaurando sua atividade ao máximo (A=1). Cada túnel é caracterizado por uma quantidade de feromônio de trilha que aumenta quando um cupim encontra comida ou entra nesse túnel. Porém, a quantidade de feromônio no túnel é reduzida em uma dada taxa depois de cada passo de tempo, isto é, após ser feito o avanço de todos os túneis. A cada tl passos de tempo, novos cupins penetram nos túneis; a escolha em qual deles entrar é proporcional à quantidade de feromônio. Finalmente um túnel poderá bifurcar, dando origem a um novo túnel, se a quantidade de cupins neste superar um valor fixado. Além da estrutura dos túneis de forrageamento, modelamos a facilitação social em cupins dentro de um túnel de tamanho L. Nesse modelo um cupim ficará inativo se sua atividade atingir um valor mínimo Amin. Caso dois cupins se encontrem, suas atividades são restauradas ao máximo. A eficiência do forrageamento por meio de túneis é caracterizada em função do ângulo máximo de desvio &#945; , da taxa de decaimento de feromônio e do número de cupins dentro de um túnel necessários para a criação de um novo túnel. Para o processo de facilitação social apresentamos como a densidade de cupins ativos variam no tempo. Os padrões espaço-temporais tanto para a formação de túneis quanto para o processo de facilitação social também são apresentados.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:54:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 884532 bytes, checksum: 039c5605e340fbcbeb537d2740cb30f3 (MD5) Previous issue date: 2009-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Data comprising 27,000 test-day milk yield (TDMY) records of 3,362 first lactations of Gyr cows calving between 1990 and 2007 were used to compare random regression models for biweekly TDMY and to evaluate persistency of lactation milk yield (PS) measures. Records were analyzed by random regression models (RRM). Random trajectories were fitted by Wilmink s (W) or Ali & Schaeffer s (AS) parametric functions. The models included the fixed effects of contemporary group (herd-year-month of test), age of cow at calving as covariate (linear and quadratic effects) and the average trend of population. Residual variances (RV) were fitted by 1, 4, 6, or 10 classes. Models were compared by Akaike s (AIC) and Schwarz s Bayesian (BIC) information criteria. The AS function used for modeling the additive genetic and permanent environmental effects with heterogeneous RV adjusted with four classes was the best fitted model. RV estimates for W were higher than RV estimates for AS. TDMY heritability estimates ranged from 0.12 to 0.32 for AS function and from 0.09 to 0.33 for W function and were larger in the first half of the lactation period. Genetic correlations decreased from near unity between adjacent TDMY to negative values between early and late lactation. The AS function used for modeling the additive genetic and permanent environmental effects with heterogeneous RV adjusted four classes (AS4) would be parsimonious to fit TDMY of Gyr cows in Brazil. The AS4 model was used to evaluate nine PS measures. Heritability estimates for persistency measures ranged from 0.09 to 0.40. Genetic correlations between persistency and 297-day milk yield (Y297) ranged from - 0.59 to -0.11. At high PS and Y297 selection intensities there were a few animals in common. A larger percentage of animals in common was selected, as the selection intensity for both traits decreased. The average predicted breeding values for Y297 by the year of birth of cows showed substantial annual increase in the Y297, supporting the effectiveness of Gyr cattle national breeding program. However, no improvement in the genetic average of persistence of lactation yield was observed. The results allow to conclude that the selection for total milk yield does not provide sires and cows that are genetically superior for persistency of lactation yield. / Com o objetivo de avaliar modelos de regressão aleatória para a produção de leite no dia do controle (PLDC) e comparar medidas de persistência da produção de leite (PS), foram utilizados 27.000 registros de PLDC de 3.362 primeiras lactações de vacas Gir Leiteiro paridas entre 1990 e 2007. As PLDC foram agrupadas em vinte classes quinzenais e analisadas por modelos de regressão aleatória (MRA), cujos efeitos aleatórios, genético-aditivo e de ambiente permanente, foram modelados utilizando-se as funções de Wilmink (W) ou Ali & Schaeffer (AS). O modelo incluiu os efeitos fixos de grupo contemporâneo (rebanho-ano-mês de controle), idade da vaca ao parto como covariável (efeitos linear e quadrático) e a curva média de lactação da população. A modelagem da variância residual (VR) foi feita por meio de 1, 4, 6 ou 10 classes. As VR estimadas para o MRA utilizando a função W foram superiores àquelas estimadas pelo MRA empregando a função AS. Os modelos foram comparados pelos critérios de informação de Akaike (AIC) e Bayesiano de Schwarz (BIC). O teste BIC indicou o modelo com quatro classes de VR utilizando a função AS como o de melhor ajuste aos dados. As estimativas de herdabilidade variaram de 0,12 a 0,32 para a função AS e de 0,09 a 0,33 para a função W, sendo maiores ao início da lactação. As correlações entre as PLDC decresceram de valores próximos à unidade entre controles adjacentes para valores negativos entre as PLDC da primeira e duas últimas quinzenas da lactação. O MRA empregando a função AS com quatro classes de VR (AS4), dentre os modelos estudados, é uma opção parcimoniosa para o ajuste das PLDC de vacas Gir Leiteiro no Brasil. Utilizando o modelo AS4, nove medidas de PS foram avaliadas. As correlações genéticas entre as medidas de PS e a produção de leite até 297 dias (P297) variaram entre -0,59 e -0,11. Sob altas intensidades de seleção para PS e P297, poucos animais em comum foram selecionados. À medida que a intensidade de seleção para ambas as características diminuiu, uma maior percentagem de animais em comum foi selecionada. As médias dos valores genéticos preditos para P297, de acordo com o ano de nascimento das vacas, demonstraram substancial incremento genético anual na P297, confirmando a efetividade do programa de melhoramento genético nacional da raça. Em contrapartida, não se observou melhoria na média genética da persistência da produção de leite. Os resultados permitem concluir que a seleção para produção de leite total na lactação não identifica touros e vacas geneticamente superiores para persistência da produção de leite.

Uma série temporal é uma sequência ordenada pelo tempo de valores reais. Dado que inúmeros fenômenos do dia-a-dia podem ser representados por séries temporais, há grande interesse na mineração de dados temporais, em especial na tarefa de classificação. Recentemente foi introduzida uma nova primitiva de séries temporais chamada shapelet, que é uma subsequência que permite a classificação de séries temporais de acordo com padrões locais. Na transformada shapelet estas subsequências se tornam atributos em uma matriz de distância que mede a dissimilaridade entre os atributos e as séries temporais. Para obter a transformada é preciso escolher alguns shapelets dos inúmeros possíveis, seja pelo efeito de evitar overfitting ou pelo fato de que é computacionalmente caro obter todos. Sendo assim, foram elaboradas medidas de qualidade para os shapelets. Tradicionalmente tem se utilizado a medida de ganho de informação, porém recentemente foi proposto o uso da f-statistic, e nós propomos neste trabalho uma nova denominada in-class transitions. Em nossos experimentos demonstramos que a inclass transitions costuma obter a melhor acurácia, especialmente quando poucos atributos são utilizados. Além disso, propomos o uso de amostragem aleatória nos shapelets para reduzir o espaço de busca e acelerar o processo de obtenção da transformada. Contrastamos a abordagem de amostragem aleatória contra uma em que só são exploradas shapelets de determinados tamanhos. Nossos experimentos mostraram que a amostragem aleatória é mais rápida e requer a computação de um menor número de shapelets. De fato, obtemos os melhores resultados ao amostrarmos 5% dos shapelets, mas mesmo a uma amostragem de 0,05% não foi possível notar uma degradação significante da acurácia. / A time series is a time ordered sequence of real values. Given that numerous daily phenomena that can be described by time series, there is a great interest on its data mining, specially on the task of classification. Recently it was introduced a new time series primitive called shapelets, that is a subsequence that allows the classification of time series by local patterns. On the shapelet transformation these subsequences turn into attributes in a distance matrix that measures the dissimilarity between these attributes and the time series. To obtain the shapelet transformation it is required to choose some shapelets among all of the possible ones, be it to avoid overfitting or because it is too computationally expensive to obtain everyone. Thus, some shapelet quality measurements were created. Traditionally the information gain has been used as the default measurement, however, recently it was proposed to use the f-statistic instead, and in this work we propose a new one called in-class transitions. On our experiments it is shown that usually the in-class transitions achieves the best accuracy, specially when few attributes are used. Moreover, we propose the use of random sampling of shapelets as a way to reduce the search space and to speed up the process of obtaining the shapelet transformation. We contrast this approach with one that explores only shapelets that have a specific length. Our experiments show that random sampling is faster and requires fewer shapelets to be computed. In fact, we got the best results when we sampled 5% of the shapelets, but even at a rate of 0.05% it was not possible to detect a significant degradation of the accuracy.