The present work investigates the applicability of Genetic Algorithms (GA) to the problem of signal propagation in Native Neuronal Networks (NNNs). These networks are comprised of neurons, some of which receive input signals. The signals propagate though the network by transmission between neurons. The research focuses on the regeneration of the output signal of the network without knowing the original input signal. The computational complexity of the problem is prohibitive for the exact computation. We propose to use a heuristic approach called Genetic Algorithm. Three algorithms are developed, based on the GA technique. The developed algorithms are tested on two different networks with varying input signals. The results obtained from the testing indicate significantly better performance of the developed algorithms compared to the Uniform Random Search (URS) technique, which is used as a control group. The importance of the research is in the demonstration of the ability of GA-based algorithms to successfully solve the problem at hand.

The present work investigates the applicability of Genetic Algorithms (GA) to the problem of signal propagation in Native Neuronal Networks (NNNs). These networks are comprised of neurons, some of which receive input signals. The signals propagate though the network by transmission between neurons. The research focuses on the regeneration of the output signal of the network without knowing the original input signal. The computational complexity of the problem is prohibitive for the exact computation. We propose to use a heuristic approach called Genetic Algorithm. Three algorithms are developed, based on the GA technique. The developed algorithms are tested on two different networks with varying input signals. The results obtained from the testing indicate significantly better performance of the developed algorithms compared to the Uniform Random Search (URS) technique, which is used as a control group. The importance of the research is in the demonstration of the ability of GA-based algorithms to successfully solve the problem at hand.

This master's thesis is focused on evolutionary algorithms. The goal of this thesis is to chooche a proper algorithm which will solve a chosen problem. In this case the chosen algorithm is the genetic algorithm and the chosen problem is the travelling salesman problem. The result of this thesis will be implementation of the algorithm, finding the proper setup and lastly the measurment of the results for various input data.

Šio darbo tikslas yra realizuoti ir ištirti funkcinių vėlinimo testų generavimo algoritmus. Gaminant programuojamuosius įrenginius visada atsiranda galimybė jog gali atsirasti vėlinimo klaidų ( įėjimo signalas dėl kažkokių priežasčių išeina vėliau nei yra numatyta ). Šiuo metu lustai naudojami civilinėje bei karinėje pramonėje įvairiems gamybos procesams valdyti, pvz: medicinoje. Vėlinimo gedimų testavimai yra labai reikšmingi tiek sistemų saugumo užtikrinime, tiek sistemos patikimumo atžvilgiu. Šiais laikais tokie reikalavimai yra keliami vis didesni, nes žmogaus saugumas yra visų svarbiausia. Realizuojamas funkcinis vėlinimo testo sudarymo algoritmas pagal pokyčius išėjimuose, kuris remiasi tik programinio prototipo pirminių įėjimų ir pirminių išėjimų reikšmėmis. Sukūrus sistemą, buvo atliktas eksperimentinis jos tyrimas. Gauti panaudoto algoritmo rezultatai yra patenkinami, kurie yra pateikti šio dokumento priede. Eksperimento metu atliekami testinių rinkinių generavimai 24 loginėms schemoms. Darbe yra 42 panaudoti paveikslėliai, 27 lentel��s bei santrumpų žodynas. Medžiaga surinkta iš penkiolikos literatūros šaltinių. / The object of this work is to research functional test generation methods for delay faults. Manufacturing of programmable chips always has possibility that in those systems will be delay faults that means: input signal for some reasons appear in the output after longer time than the time was definite. In our days, programmable chips are used in the industry for the management of various civil and military manufacturing processes, for instance medicine. Delay fault testing is very important part for the system safety and trustiness. Today those requests become higher and higher, because human safety is common importance. Created test generation algorithm of the functional test that is based solely on the primary input values and the primary output values of the programming prototype. System was tested by simple step by step model,(which is presented in the fourth part of this document). The obtained results are useful and acceptable. All results are presented in the appendix of this document. The experiment contains 24 logic schemas processed test generation algorithm. The work includes of 42 pictures, 27 tables and conceptual dictionary. 15 bibliographical sources have been used.

Darbo tikslas yra išanalizuoti keliaujančio pirklio algoritmo realizacijos galimybes egzistuojančiose navigacinėse sistemose, bei išanalizavus pasirinktus algoritmus keliaujančio pirklio problemai spręsti, parinkti tinkamiausią algoritmą pagal turimus atminties ir skaičiavimo resursus bei problemos sudėtingumą. Tyrimo rezultatai parodė, jog nėra tinkamiausio algoritmo visiems atvejams, nes skirtingose situacijose skirtingi algoritmai rodo geriausius rezultatus. / The investigation had a list of objectives: analyze the capabilities and resources of a range of chosen GPS navigation devices; analyze the needs and requirements of traveling salesman related GPS navigator functions for regular users; analyze what types of TSP algorithms are used in existing navigation software products; analyze the capabilities of various TSP algorithms with regard to used resources and speed of calculations; determine which algorithms are optimal for a range of specific situations. Research of different algorithms led to a conclusion that there is no single algorithm that is always better than the rest. Under different circumstances, different algorithms showed different results. Some were clearly optimal in some situations, while others competed with each other in other situations. The key element to success of an algorithm was how much time it got to do it's calculations. The amount of the input data changed the duration of the calculations but the algorithm function declination rate remained mostly the same with different sets of input data.

Orientadores: Rubens Maciel Filho, Paulo Jorge da Silva Bártolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T08:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rezende_RodrigoAlvarenga_D.pdf: 29746268 bytes, checksum: 24e72154795e591bf70b4fc339cf0127 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A busca por soluções que resgatem a saúde e a dignidade de vítimas de acidentes ou com problemas de saúde, como perda ou danos de órgãos, tem motivado uma evolução acelerada da biofabricação. Novos materiais e técnicas de fabricação vêm sendo desenvolvidos rapidamente com o apoio dos recursos computacionais, que se torna parte imprescindível deste processo. O objeto de estudo desta tese vem ao encontro do desenvolvimento de ferramentas computacionais e procedimentos para a biofabricação, o que requer a utilização de um material biocompatível. O material em questão é o alginato, um hidrogel proveniente de algas pardas marinhas e que tem sido amplamente utilizado em diversos setores por mais de cinquenta anos. Uma caracterização mecânica do alginato é realizada, com auxílio de um reômetro de pratos e de um analisador dinâmico mecânico (DMA), bem como uma caracterização do comportamento químico, tal como o seu poder de inchamento (swelling) e o seu processo de reticulação (gelação), a fim de servirem como dados de alimentação para as aplicações das ferramentas computacionais, nomeadamente, o Ansys e a técnica de otimização dos algoritmos genéticos. O Ansys é utilizado na simulação do comportamento de escoamento do alginato puro. Já os algoritmos genéticos, como ferramentas de otimização de propriedades físicas de estruturas em alginato. / Resumo: A busca por soluções que resgatem a saúde e a dignidade de vítimas de acidentes ou com problemas de saúde, como perda ou danos de órgãos, tem motivado uma evolução acelerada da biofabricação. Novos materiais e técnicas de fabricação vêm sendo desenvolvidos rapidamente com o apoio dos recursos computacionais, que se torna parte imprescindível deste processo. O objeto de estudo desta tese vem ao encontro do desenvolvimento de ferramentas computacionais e procedimentos para a biofabricação, o que requer a utilização de um material biocompatível. O material em questão é o alginato, um hidrogel proveniente de algas pardas marinhas e que tem sido amplamente utilizado em diversos setores por mais de cinquenta anos. Uma caracterização mecânica do alginato é realizada, com auxílio de um reômetro de pratos e de um analisador dinâmico mecânico (DMA), bem como uma caracterização do comportamento químico, tal como o seu poder de inchamento (swelling) e o seu processo de reticulação (gelação), a fim de servirem como dados de alimentação para as aplicações das ferramentas computacionais, nomeadamente, o Ansys e a técnica de otimização dos algoritmos genéticos. O Ansys é utilizado na simulação do comportamento de escoamento do alginato puro. Já os algoritmos genéticos, como ferramentas de otimização de propriedades físicas de estruturas em alginato. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Akebo Yamakami, Luiza Amalia Pinto Cantão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T00:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RicardoCoelho_M.pdf: 524540 bytes, checksum: f7f63ffea96b8bbf8897b3c3f27fc427 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos alguns métodos iterativos e algoritmos meta-heurísticos, adaptados de modelos clássicos, que solucionam problemas de programação não-linear com parâmetros fuzzy na função objetivo e no conjunto de restrições. Apresentamos aqui uma relação entre alguns destes métodos iterativos e uma abordagem diferenciada das restrições de igualdade com parâmetros fuzzy. Comprovamos a eficiência dos algoritmos propostos comparando os seus resultados com os encontrados na literatura / Abstract: In this work we develop some iterative methods and meta-heuristic algorithms that solve the nonlinear programming problems with uncertainties in the objective function and in the set of constraints. We derive a relation among some of this iterative methods and introduce a novel approach to the equality constraints with uncertainties. Selected examples from the literature are presented to validate the efficiency of the methods and algorithms addressed. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Esta dissertação de mestrado aborda a Composição de Web services baseada em atributos de Qualidade de Serviço (CWSbQ). Foi selecionado o domínio de sistemas de e-commerce, por se tratar de uma área em franca expansão, tanto no cenário nacional como internacional. Além disso, os sistemas de e-commerce podem se beneficiar da CWSbQ devido à sua interoperabilidade e atendimento aos requisitos de qualidade de serviço de seus clientes. Foram implementados dez algoritmos para resolver esse problema, usando várias técnicas diferentes, sendo elas: busca aleatória, busca exaustiva, busca heurística, busca meta-heurística e um algoritmo híbrido. Foram realizados experimentos de avaliação de desempenho, considerando tamanhos de espaço de busca diferentes e dois deadlines estabelecidos. As principais contribuições deste trabalho foram o desenvolvimento de três novos algoritmos: Heurística Gulosa (HG), Heurística Gulosa 2 (HG2) e Algoritmo Genético Duplamente Híbrido (AGDH); o uso de planejamento de experimentos e avaliação de desempenho para aperfeiçoar Algoritmos Genéticos (AGs) usados no problema de CWSbQ; e o estudo de adequação dos algoritmos de CWSbQ para diferentes situações / This MSc dissertation addresses the QoS-aware Web services composition (QWSC) problem. The field of e-commerce systems was selected because it comprises an area in wide expansion, both in national and international scenarios. Furthermore, e-commerce systems can benefit from QWSC due to its interoperability and compliance to the requirements of quality of service of the customers. Ten algorithms were implemented to solve this problem by using several different techniques, namely: random search, exhaustive search, heuristic search, meta-heuristic and a hybrid algorithm. Performance evaluation was made considering different search space sizes for two different established deadlines. The main contributions of this work were the development of three new algorithms: Greedy Heuristic (GH), Greedy Heuristic 2 (GH2) and Doubly Hybrid Genetic Algorithm (DHGA); the use of planning of experiments and performance evaluation to improve the genetic algorithms (GAs) used in QWSC problem; and a suitability study of QWSC algorithms for different situations

In robotic rehabilitation therapies, knowledge of human joint torques is important for patient safety, to provide a reliable data for clinical assessment and to increase control performance of the device, nevertheless, its measurement can be complex or have a highcost implementation. The most of techniques for torque estimation have been developed for upper limb robotic rehabilitation devices, in addition, they typically require detailed anthropometric and musculoskeletal models. In this dissertation is presented the ankle torque estimation for the Anklebot robot, the estimation uses an ankle/Anklebot dynamic model that consider the ankle joint angular displacement and velocity measurement, its mechanical impedance parameters are obtained through a second-order modeled mechanical impedance of the ankle and an identification of frictional and gravitational torques. Three approaches for the ankle torque estimation were proposed to be implemented in the Anklebot robot, the Generalized Momentum, the Kalman filter and finally a combination of both the above mentioned approaches. The validation of such approaches was developed first on a physical mockup configured to reproduce the human ankle joint movement, by assessing its performances, the Kalman filter approach was selected to be implemented on a voluntary subject. A set of experiments were performed considering the physical activity that the subject may realize when interacting with the Anklebot, the developed ankle torque estimation proved to be successful for passive torque and in most of the proposed scenarios where active torque is performed. / Em terapias de reabilitação robótica, o conhecimento dos torques da articulação humana é importante para a segurança do paciente, para fornecer dados confiáveis na avaliação clínica e aumentar o desempenho de controle do dispositivo, no entanto, sua medição pode ser complexa ou costoso de implementar. A maioria das técnicas de estimativa de torque tem sido desenvolvidas para dispositivos de reabilitação robótica de membros superiores, além disso, eles normalmente requerem modelos antropométricos e musculoesqueléticos detalhados. Nesta dissertação é apresentada a estimativa do torque do tornozelo no robô Anklebot, a estimação utiliza um modelo dinâmico tornozelo + Anklebot o qual considera a medição da posição e velocidade angular do tornozelo, os parametros de impedancia mecânica do tornozelo são obtidos por meio de um modelo simples de segunda ordem e são identificados os torques gravitacionais e de atrito. Três abordagens para a estimativa de torque de tornozelo foram propostas para serem implementadas, o momento generalizado, o filtro de Kalman e, finalmente, uma abordagem que combina tanto o momento generalizado e o filtro de Kalman. A validação de tais abordagens foi desenvolvida primeiro em um mock-up físico configurado para reproduzir o movimento articular do tornozelo humano, avaliando seus desempenhos. A segunda abordagem proposta foi selecionada para ser implementada em um usuário voluntário. Um conjunto de experimentos foi realizado considerando a atividade física que o sujeito pode realizar ao interagir com o Anklebot, a estimativa desenvolvida de torque de tornozelo demostrou ser bem sucedida para o torque passivo e na maioria dos cenários propostos onde o torque ativo é realizado.

Ces dernières décennies, la spectroscopie moléculaire a bénéficié du progrès des spectromètres, notamment en terme de sélectivité et sensibilité, et de méthodes d'analyse et de calculs de chimie quantique toujours plus avancés. Désormais, la spectroscopie rotationnelle s'oriente vers l'analyse de systèmes moléculaires plus complexes caractérisés spectralement par une forte densité de raies. La congestion spectrale des espèces étudiées dans ma thèse s'explique non seulement par de faibles constantes rotationnelles mais aussi par la présence d'états vibrationnels excités à température ambiante, une forte richesse isotopique, un haut degré de splittings dus aux mouvements de grande amplitude ou encore par un paysage conformationnel complexe. Cette thèse illustre ainsi divers scénarii à travers les études du chlorure de thionyle, des nitrotoluènes et des méthoxyphénols. Les spectres rovibrationnels des bandes v2 et v5 des isotopologues du chlorure de thionyle ont été mesurés dans l'infrarouge lointain au synchroton SOLEIL et analysés en utilisant une approche semi-automatique basée sur des algorithmes évolutionnaires. Les isomères du nitrotoluène ont été ciblés pour leur intérêt défense comme traceurs d'explosif (TNT), les spectres de rotation pure ont été mesurés dans les régions micro-ondes en jet moléculaire et millimétrique à température ambiante. Le spectre millimétrique du 3-nitrotoluène était particulièrement faible et congestionné avec des splittings dus à la rotation interne très importants (jusqu'à plusieurs GHz) en raison d'une barrière de rotation très faible ( Vз=6.7659(24)cmˉ ¹). La limite de détection a été estimée et une liste de raies établie. Les spectres millimétriques des 2-nitrotoluène et 4-nitrotoluène ont également été partiellement analysés. Enfin, les méthoxyphénols émis lors de feux de biomasse ont également étudiés comme précurseurs d'aérosols organiques secondaires pour leur détection atmosphérique future. Associée à des calculs de chimie quantique, l'analyse du spectre millimétrique du 3-méthoxyphénol mesuré à température ambiante dans la région millimétrique a permis de déterminer la stabilité relative de quatre conformères. / In recent decades, molecular spectroscopy has benefited from the progress of spectrometers, particularly in terms of selectivity and sensitivity, and from the continuous advancement of the analysis methods and quantum chemistry calculations. Today, rational spectroscopy is moving towards the analysis of more complex molecular systems spectrally characterized by a high density of lines. The spectral congestion of the species studied in this thesis is not only explained by low rotational constants, but also by the presence of vibrational states excited at room temperature, a high isotopic richness, a high degree of line splitting due to large amplitude motions or by a complex conformational landscape. This thesis thus illustrates various scenarios through the studies of thionyl chloride, nitrotoluenes and methoxyphenols. The rovibrational spectra of the v2 and v5 bands of the isotopologues of thionyl chloride were measured in far-infrared at the SOLEIL synchroton and analyzed using a semi-automatic approach based on evolutionary algorithms. The isomers of nitrotoluene have been targeted for military application as explosive taggants (TNT), the pure rotation spectra were measured in the microwave region in molecular jet and in the millimeter-wave region at room temperature. The millimeter-wave spectrum of 3-nitrotoluene was especially weak and congested with very large internal rotation splittings (up to several GHz) due to a very weak rotational barrier (V3=6.7659(24)cmˉ ¹). The detection limit was estimated and a linelist established. The 2-nitrotoluene and 4-nitrotoluene millimeter-wave spectra have been also partially analyzed. Finally, methoxyphenols emitted during biomass fires have also been studied as they are secondary organic aerosol precursors for their future atmospheric detection. Combined with quantum chemistry calculations, the analysis of the millimeter-wave spectrum of the 3-methoxyphenol measured at room temperature permitted the relative stability of four conformers to be determined.