Nesta dissertação foram estudados alguns modelos vetoriais que pretendem modelar e descrever alguns aspectos de sistemas sociais e de sua organização cultural. Partimos do modelo de Axelrod, um processo estocástico definido em uma rede, e introduzimos uma pequena alteração no modelo que desencadeou mudanças qualitativas interessantes, especialmente o surgimento de uma tensão superficial, que leva ao aparecimento de estados metaestáveis e de regiões culturais mais fixamente localizadas no espaço. Através da ótica da mecânica estatística e de extensas simulações computacionais, exploramos alguns dos aspectos que julgamos mais importantes na caracterização desse rico modelo. / Axelrod\'s model for cultural dissemination is a discrete vector representation for modeling social and cultural systems. In this work we have studied it and other related models, and a subtle change in the model\'s rule was proposed. Our slight alterations to the model yielded significant qualitative changes, specifically the emergence of surface tension, driving the system to metastable states. Using concepts from statistical mechanics and extensive numerical simulations, we explored some of the aspects that better describe the rich model devised, such as its transient and stationary behaviour.

Os padrões espaciais das alterações da cobertura da terra podem ser analisados a partir de modelagens da sua dinâmica espacial. Essas modelagens são capazes de descrever possíveis fatores responsáveis pelas mudanças territoriais, bem como viabilizar a estimativa de impactos futuros sobre o ambiente simulado. Considerando as pressões do setor de infraestrutura portuária sobre as configurações da forma de uso e planejamento do espaço na região portuária da Baixada Santista, tais como o aporte por áreas de retroporto, o armazenamento e o transporte de cargas, este estudo buscou desenvolver modelos dinâmicos da paisagem e investigar a relação entre as alterações na cobertura da terra e a infraestrutura de transportes na região portuária da Baixada Santista. A partir de produtos de sensoriamento remoto e da metodologia de modelagem dinâmica espacial baseada em autômatos celulares, foram gerados mapas simulados e cenários de prognósticos, com e sem projetos de expansão portuária para o ano de 2024. Os mapas simulados do ano de 1995 e 2005 foram semelhantes aos mapeamentos temáticos de cobertura da terra reais e apresentaram boa avaliação. Importante ressaltar que, apenas o mapa simulado de 2013 não previu as novas instalações portuárias, mesmo com a simulação rodando com a variável de novos empreendimentos operacionais em curto intervalo de tempo. O modelo estacionário em 2024 mostrou a expansão de áreas construídas em substituição, sobretudo, às áreas de campo. Não houve expansão de novas manchas de áreas construídas e isso condiz com a tendência de expansão de áreas urbanas seguindo as áreas já consolidadas e com infraestrutura implantada. Com relação à geração de modelos com os projetos de expansão portuária, tem-se a implantação de diversos empreendimentos ocupando parte da margem esquerda do estuário e áreas de retroporto próximas do arco viário da Baixada Santista. / Spatial patterns of change in land cover can be analyzed with spatial dynamic models. This modeling can indicate the driving factors of territorial changes as well as assess future impacts over the simulated environment. Considering the pressures of the port infrastructure sector over the land use and physical planning in the region of Baixada Santista, such as the demand for backport areas as well as for loads storage and transport, this study aims to develop dynamic models of the landscape and investigate the relationship between land cover change and the transport infrastructure in the port area of Santos. With the aid of remote sensing products and cellular automata based models, simulated maps of past landscapes and maps of future landscape scenarios were generated, both considering and disregarding port expansion projects for the year 2024.The simulated landscape maps of 1995 and 2005 were similar to the real ones, and hence, presented high fitness indices. It is important to mention that only the simulated map of 2013, could not foresee the new port facilities, even when the runs took into account the variables associated with the new operational ventures in a short period of time. The stationary model showed an expansion of built-up areas, mainly replacing former field areas. There was no occurrence of new patches of built-up areas and this trend is consistent with the expansion of urban areas nearby the already consolidated and established areas disposing of infrastructure facilities. Regarding the generation of future simulated scenarios taking into account the port expansion projects, they could well reproduce the implementation of several projects along part of the left bank of the estuary and nearby areas of the road ring of Baixada Santista.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo da Silva Freitas.pdf: 462625 bytes, checksum: 0a15a8db6ef05a12c27f5668822ef98c (MD5) Previous issue date: 2010-08-12 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / Cellular automata have been studied as computer models in many different forms. Several of its properties have been widely explored, among which reversibility stands out. This property is able to provide a cellular automaton the possibility of having their temporal evolution regenerated backward in time, regardless of its initial configuration, through an inverse cellular automaton. Reversibility is such a well characterized concept that many fundamental results associated with it have been obtained, such as the development of algorithms to enumerate all reversible one-dimensional cellular automata and the undecidability of this property for cellular automata in dimensions larger than 1. The driving force for the present research is to introduce a new concept involving the reversibility ability of a cellular automaton, the concept of partial reversibility, which is analysed herein according to the pre-images of all initial configurations of a rule, up to a certain length. This new concept may be useful for evolutionary searches for reversible cellular automata, to allow the use of cellular automata in tasks related somehow to the reversibility degree of a rule, or in applications where reversible rules are demonstrably employed, such as in cryptography. To that end, some parameters presumably related to reversibility are studied and compared, and empirical measures (lexicographical and numerical) are addressed. The results involving these empirical measures, showed that is possible to refer to a more partially reversible rule than another, besides revealing properties, apparently unknown so far, involving the pre-images of elementary rules. / Os autômatos celulares têm sido estudados como modelos computacionais de diversas formas. Diversas de suas propriedades têm sido amplamente exploradas, entre elas destacando-se a reversibilidade. Esta propriedade é capaz de fornecer a um autômato celular a possibilidade de ter sua evolução temporal refeita para trás no tempo, independentemente de sua configuração inicial, através de um autômato celular inverso. A reversibilidade é um conceito tão bem caracterizado que muitos resultados fundamentais associados a ela têm sido obtidos, tais como o desenvolvimento de algoritmos para enumerar todos os autômatos celulares unidimensionais reversíveis e a indecidibilidade desta propriedade para autômatos celulares com dimensão maior que 1. A ideia principal deste trabalho é introduzir um novo conceito envolvendo a capacidade de reversibilidade de um autômato celular, o conceito de reversibilidade parcial, que é analisado com base nas pré- imagens de todas configurações iniciais de uma regra, até um determinado tamanho de reticulado. Este novo conceito pode ser útil em buscas evolutivas de autômatos celulares reversíveis, a fim de permitir a utilização de autômatos celulares em tarefas associadas de alguma forma ao grau de reversibilidade de uma regra, ou ainda, em aplicações onde as regras reversíveis são comprovadamente empregadas, tal como em criptografia. Para tanto, alguns parâmetros supostamente relacionados à reversibilidade são estudados e comparados, e medidas empíricas (lexicográficas e numéricas) são abordadas. Os resultados obtidos envolvendo essas medidas empíricas mostraram que é possível referir-se a uma regra mais parcialmente reversível do que outra, além de revelar propriedades, até então desconhecidas, envolvendo as pré-imagens das regras elementares.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mateus Interciso.pdf: 1720671 bytes, checksum: aa67cff2cc9f7abe5fb3b48bead6b38d (MD5) Previous issue date: 2011-08-23 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The search for cellular automata (CAs) rules capable of executing a determined task can be impossible to be achieve manually, given the huge size of the search space usually involved. A method for being able to find rules capable of executing the task at hand has been the usage of genetic algorithms (GAs) to evolve an initially random population, until the desired objective; each individual of those GAs are usually represented by a candidate transition rule. In problems formulated for the resolution by a binary cellular automaton, a recently used modification on the representation of the individuals was the usage of templates with the presence of an extra symbol, capable of representing every other valid symbol. Such schema of ternary representation is used on the present work, aiming for it s net effect on the search process on the GAs. This study is made for two classical tasks of binary unidimensional cellular automata, the density classification task and the parity problem, both traditional in the context of using GAs for searching transition rules with high performance. By comparing the results of the original GAs and their versions implemented with the ternary representation, it s shown that the ternary representation is able to improve the quality of the results. Particularly, it is analized the condition in which the usage of the ternary representation presents to be more effective, as well as some effects of the actual implementation. Possible future works are presented at the end. / A busca por regras de autômatos celulares que efetuem corretamente uma determinada tarefa pode ser impossível de ser efetuada manualmente, dado o enorme tamanho dos espaços de busca usualmente envolvidos. Uma forma para conseguir encontrar boas regras para a execução do problema em questão tem sido a utilização de algoritmos genéticos (AGs) para evoluir uma população inicialmente aleatória, até o objetivo desejado; nesses AGs cada indivíduo é normalmente representado como uma regra de transição candidata. Em problemas formulados para resolução por um autômato celular binário, uma alteração recentemente estudada na literatura para a representação dos indivíduos foi a utilização de templates (moldes) com a presença de um símbolo extra, capaz de representar os demais símbolos. Tal esquema de representação ternária é utilizada no presente trabalho, visando avaliar seu efeito no processo de busca realizado por AGs. O estudo é feito para duas tarefas clássicas de autômatos celulares unidimensionais binários, a tarefa de classificação da densidade e o problema da paridade, ambas tradicionais no contexto da utilização de AGs para encontrar regras de transição com alta performance. Ao comparar os resultados de AGs originais encontrados na literatura com suas versões implementadas com representação ternária, mostra-se que a representação ternária é capaz de melhorar a qualidade dos resultados. Em particular, analisam-se condições em que o uso da representação ternária se mostra mais efetivo, bem como apontam-se efeitos de alguns aspectos de implementação. Possíveis trabalhos futuros pertinentes ao estudo são discutidos ao final.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mateus Interciso.pdf: 1732926 bytes, checksum: f29787f421b0b5f1d6dedd2c1eb4e0fc (MD5) Previous issue date: 2011-09-23 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The search for cellular automata (CAs) rules capable of executing a determined task can be impossible to be achieve manually, given the huge size of the search space usually involved. A method for being able to find rules capable of executing the task at hand has been the usage of genetic algorithms (GAs) to evolve an initially random population, until the desired objective; each individual of those GAs are usually represented by a candidate transition rule. In problems formulated for the resolution by a binary cellular automaton, a recently used modification on the representation of the individuals was the usage of templates with the presence of an extra symbol, capable of representing every other valid symbol. Such schema of ternary representation is used on the present work, aiming for it s net effect on the search process on the GAs. This study is made for two classical tasks of binary unidimensional cellular automata, the density classification task and the parity problem, both traditional in the context of using GAs for searching transition rules with high performance. By comparing the results of the original GAs and their versions implemented with the ternary representation, it s shown that the ternary representation is able to improve the quality of the results. Particularly, it is analized the condition in which the usage of the ternary representation presents to be more effective, as well as some effects of the actual implementation. Possible future works are presented at the end. / A busca por regras de autômatos celulares que efetuem corretamente uma determinada tarefa pode ser impossível de ser efetuada manualmente, dado o enorme tamanho dos espaços de busca usualmente envolvidos. Uma forma para conseguir encontrar boas regras para a execução do problema em questão tem sido a utilização de algoritmos genéticos(AGs) para evoluir uma população inicialmente aleatória, até o objetivo desejado; nesses AGs cada indivíduo é normalmente representado como uma regra de transição candidata. Em problemas formulados para resolução por um autômato celular binário, uma alteração recentemente estudada na literatura para a representação dos indivíduos foi a utilização de templates (moldes) com a presença de um símbolo extra, capaz de representar os demais símbolos. Tal esquema de representação ternária é utilizada no presente trabalho, visando avaliar seu efeito no processo de busca realizado por AGs. O estudo é feito para duas tarefas clássicas de autômatos celulares unidimensionais binários, a tarefa de classificação da densidade e o problema da paridade, ambas tradicionais no contexto da utilização de AGs para encontrar regras de transição com alta performance. Ao comparar os resultados de AGs originais encontrados na literatura com suas versões implementadas com representação ternária, mostra-se que a representação ternária é capaz de melhorar a qualidade dos resultados. Em particular, analisam-se condições em que o uso da representação ternária se mostra mais efetivo, bem como apontam-se efeitos de alguns aspectos de implementação. Possíveis trabalhos futuros pertinentes ao estudo são discutidos ao final.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CARLOS EDUARDO PROFETA DE CARVALHO.pdf: 1714302 bytes, checksum: 9f543bb164424f04ade23ddc5bedeb07 (MD5) Previous issue date: 2015-03-04 / Cellular automata are discrete complex systems and also fully distributed computational systems, with arbitrarily simple local processing. One of computations that can be made with cellular automata is sorting of numerical sequences. Sorting is a quite relevant topic and widely used in computing, as one of its fundamental processes. This research aimed at the development of sorting algorithms based on one-dimensional cellular automata. Two new versions with range 1 and 3 have been proposed, inspired by the characteristics of existing studies in the literature. In the analysis carried out, the proposed cellular automata have advantages over the approaches that originated them. / Autômatos celulares são sistemas complexos discretos e também sistemas computacionais totalmente distribuídos, com processamento local arbitrariamente simples. Uma das computações que se pode realizar com autômatos celulares é a ordenação de sequências numéricas. A ordenação é um tema bastante relevante e utilizado amplamente na computação, como um de seus processos fundamentais. A presente pesquisa visou o desenvolvimento de algoritmos de ordenação baseados em autômatos celulares unidimensionais. Foram propostas duas novas versões, de raios 1 e 3, inspirados por características de trabalhos existentes na literatura. Em análise realizada, os autômatos celulares propostos apresentam vantagens com relação às abordagens que lhes deram origem.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:31:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rubens de Almeida Zimbres.pdf: 953627 bytes, checksum: 788a11f034cfb7d55e50c105894ec1f3 (MD5) Previous issue date: 2009-06-02 / Wolfram Research, Inc. / The main goal of this thesis was to verify the influence of clients and providers role clarity in quality perception of esthetic services. Starting from a dyadic perspective, we studied how interactions during service cycle clarify roles of its participants, generating cognitive and emotional involvement, thus influencing quality perception and behavioral intentions. We did a quali-quantitative research, and had developed a scale for measuring the constructs. We evaluated psychometric properties of the scale and results suggest that relationships proposed and the scale for measuring constructs are valid. Results also show that there are perception discrepancies related to quality criteria among clients and providers. The use of control variables allowed to understand better clients and providers idiosyncrasies. After data analysis, we developed an artificial society based in cellular automata concept. Simulation results allowed to understand information diffusion in the social network and may be useful for service cycle management and development of Marketing strategies based in market segmentation. / A presente tese teve como objetivo verificar a influência da clareza do papel de clientes e provedores de serviços estéticos na percepção de qualidade dos mesmos. Partindo de uma perspectiva diádica, estudou-se como as interações durante o ciclo de serviço esclarecem os papéis dos participantes do mesmo, gerando envolvimento cognitivo e emocional, e influenciando assim a percepção de qualidade de serviço e as intenções comportamentais. Foi realizada uma pesquisa quali-quantitativa longitudinal, onde foram desenvolvidas escalas para mensuração dos construtos estudados. Foram avaliadas as propriedades psicométricas da escala desenvolvida e os resultados sugerem que as relações propostas e a escala desenvolvida apresentam validade. Os resultados também mostram que existem discrepâncias de percepção com relação aos critérios de qualidade entre clientes e provedores e o uso de variáveis de controle permitiu aprofundar o conhecimento das idiossincrasias de clientes e provedores. Após a análise dos dados, procedeu-se à construção de uma sociedade artificial baseada no conceito de autômatos celulares. Os resultados da simulação permitiram entender melhor a dinâmica de evolução de opiniões na rede social estudada, podendo ser úteis para gestão do ciclo de serviço e desenvolvimento de estratégias de Marketing baseadas em segmentação de mercado.

Este trabalho aborda a utilização do método de Lattice Boltzmann como ferramenta de simulação para a área de dinâmica de fluidos. Além disso, apresenta o programa LBSim desenvolvido durante o período de pesquisa, construído para ser flexível e extensível (através do emprego de técnicas de orientação a objetos) e com uma interface gráfica mais amigável do que outros projetos semelhantes. Como resultado deste trabalho, o software LBSim implementa uma série de módulos diferentes que utilizam o método de Lattice Boltzmann como base, permitindo a simulação de casos monofásico, multifásico, multicomponente, com suporte à gravidade, meios porosos, difusão, transferência de calor e paredes deslizantes. / This work approaches the use of the Lattice Boltzmann method as a simulation tool for the fluid dynamics area. Beyond that, it presents the LBSim software, developed during the period of the research and built to be flexible and extensible (through the application of techniques of the object oriented paradigm) and with a graphical interface more friendly than other similar projects. As a result of this work, the LBSim software implements a series of different modules that uses the Lattice Boltzmann method as a base, allowing the simulations of the following cases: monophase, multiphase, multicomponent, with support of gravity, porous media, diffusion, heat transfer and moving walls.

L’intégration du monde physique et des systèmes d’information est l’un des faits majeurs de la récente décennie. Cette intégration est rendue possible par les systèmes de communication, en particulier les systèmes sans fil, et par les recherches à l’interface physique dans le domaine des capteurs.L’usage de cette interface peut se concevoir de manière locale, par exemple le contrôle d’un objet, ou une aide dirigée vers une personne. Cette interface peut aussi exister au niveau distribué, en permettant la synthèse d’informations éparses et des prises de décisions concernant par exemple des économies de ressources : éteindre l’éclairage d’une rue, guider vers une place de parking libre.Les réseaux de capteurs sans fil contribuent à cette seconde catégorie et cette thèse s’est consacrée à la simulation de la propagation d’informations sonores en milieu urbain, avec une caractérisation distribuée.Le support décisif pour cette simulation est la représentation cellulaire de la ville et de ses zones : rues, jardins, rocades, bâtiments, rivières. Cette représentation cellulaire est produite par l’analyse d’imagesgéo-localisées et peut être complétée par la consultation de bases de données, pour l’élévation, par exemple. La représentation cellulaire est ensuite transformée en systèmes de processus interconnectés, à même de reproduire quantité de comportements collectifs, physiques ou numériques. / Physical world and information systems unification is a major achievement during this last decade. Communication systems, especially wireless technology, and research in physical sensors field have taken a major part in this integration.The interface between the physical word and a computer can be used in two ways. First, from a local perspective, where such a system can control for instance a single object or provide a personal assistance.Moreover, in a distributed system, this interface collects and analyses sparse data to make decisions, for instance about resource savings: to turn off streetlights, to guide to a parking spot.Wireless sensor networks are part of this second category. Thus, this thesis is focused on sound propagation simulation in urban environment, in a distributed manner.The key point of this work is a cellular representation of the city in order to model streets, gardens, ring roads, buildings, and rivers. Georeferenced image analysis, complemented by database consultation, for example to retrieve elevation data, generates this cellular model. Then, this model is converted into a system made of interconnected processes, that can reproduce many collective behaviors, whether physical or digital.We have developed a cellular automata that models sound propagation, including reflection and refraction, working on a graphics accelerator. Finally, we have produced a coupling method between observation systems by sensor networks and physical systems.

Electroacoustic music is often regarded as not being sufficiently accessible to the general public because of its sound-based abstract quality and the complexity of its language. Live electronic music introduces the figure of the performer as a gestural bodily agent that re-enables our multimodal perception of sound and seems to alleviate the accessibility dilemma. However, live electronic music generally lacks the level of detail found in studio-based fixed media works, and it can hardly be transferred outside the concert hall situation (e.g. as a video recording) without losing most of its fresh, dynamic and unpredictable nature. Recent developments in 3D simulation environments and game audio technologies suggest that alternative approaches to music composition and distribution are possible, presenting an opportunity to address some of these issues. In particular, this Portfolio of Compositions proposes the use of real and virtual space as a new medium for the creation and organisation of sound events via computer-simulated audio-sources. In such a context, the role of the performer is sometimes assumed by the listener itself, through the operation of an interactive-adaptive system, or it is otherwise replaced by a set of automated but flexible procedures. Although all of these works are sonic centric in nature, they often present a visual component that reinforces the multimodal perception of meaningful musical structures, either as real space locations for sonic navigation (locative audio), or live visualisations of physically-informed gestural agents in 3D virtual environments. Consequently, this thesis draws on general game-audio concepts and terminology, such as procedural sound, non-linearity, and generative music; but it also embraces game development tools (game engines) as a new methodological and technological approach to electroacoustic music composition. In such context, space and the real-time generation, control, and manipulation of assets combine to play an important role in broadening the routes of musical expression and the accessibility of the musical language. The portfolio consists of six original compositions. Three of these works–Swirls, Alice - Elegy to the Memory of an Unfortunate Lady, and Alcazabilla–are interactive in nature and they required the creation of custom software solutions (e.g. SonicMaps) in order to deal with open-form musical structures. The last three pieces–Singularity, Apollonian Gasket, and Boids–are based on fractal or emergent behaviour models and algorithms, and they propose a non-interactive linear organisation of sound materials via real-time manipulation of non-conventional 3D virtual instruments. These original instrumental models exhibit strong spatial and kinematic qualities with an abstract and minimal visual representation, resulting in an extremely efficient way to build spatialisation patterns, texture, and musical gesture, while preserving the sonic-centric essence of the pieces.