[pt] Ataques e intrusões são uma ameaça constante para empresas e organizações interconectadas através de redes de pacotes e da Internet. Ferramentas tradicionais de detecção de ataques e intrusões dependem de conhecimento prévio sobre as técnicas de ataque não sendo capazes de detectar novas técnicas de ataques. Este trabalho investiga a aplicação de redes neurais artificiais no auxílio à detecção de intrusão em redes de pacotes TCP/IP. Utilizando a capacidade de generalização das redes neurais, espera-se que o sistema detecte novos ataques mantendo uma alta taxa de acertos. É empregado também técnica de comitê de redes neurais especialistas para obtenção de maior precisão e menor taxa alarmes falsos. / [en] Computer attacks and intrusions poses significant threats to companies and organizations interconnected through packet networks and the Internet. Most current approaches to intrusion detection rely on previous knowledge of attack patterns and are not capable of detecting new intrusion techniques. This work presents the application of artificial neural networks as a component of an intrusion detection system. Exploring neural networks generalization capabilities the system should be able to detect new attack patterns and sustain a high detection rate. Neural networks ensembles are also used in order to achieve higher accuracy and lower false-positive rates.

Many concrete problems may be cast in a multi-objective optimisation framework. The redundancy of existing methods for solving multi-objective programming problems susceptible to inconsistencies, coupled with the necessity for making in- herent assumptions before using a given method, make it hard for a nonspecialist to choose a method that ¯ts the situation at hand well. Moreover, using a method blindly, as suggested by the hammer principle (when you only have a hammer, you want everything in your hand to be a nail) is an awkward approach at best and a caricatural one at worst. This brings challenges to the design, development, implementation and deployment of a Decision Support System able to choose a method that is appropriate for a given problem and to apply the chosen method to solve the problem under consideration. The choice of method should be made according to the structure of the problem and the decision maker's opinion. The aim here is to embed a sample of methods representing the main multi-objective programming techniques and to help the decision maker find the most appropriate method for his problem. / Decisions Sciences / M. Sc. (Operations Research )

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-05Bitstream added on 2014-06-13T19:20:52Z : No. of bitstreams: 1 guimaraes_am_dr_botfca.pdf: 960847 bytes, checksum: a716ab7dc09b4f9f246b403c778558b1 (MD5) / Essa tese apresenta o desenvolvimento de um sistema de mineração de dados baseado na técnica de computação evolucionária denominada Algoritmos Genéticos. O sistema resultante, de nome MinAG, realiza a tarefa de classificação de dados contínuos e destina-se a minerar dados físico-químicos do solo e da água. Os padrões de comportamento dos atributos minerados são apresentados no formato SE-ENTÃO, facilitando a compreensão da informação descoberta. Foram definidos alguns requerimentos e restrições para o uso desse sistema relacionados às características do arquivo de dados possível de ser minerado. O MinAG adota o conceito de computação em grid, o que propicia para que mais e melhores resultados sejam obtidos. Os testes realizados permitiram concluir que o sistema executou as tarefas definidas para o mesmo e gerou resultados corretos ao minerar as bases de dados a que se propôs, atingindo, portanto os objetivos dessa tese. Foram realizados dois estudos de casos. No primeiro foi utilizada uma base de dados brasileira sobre dados físico-químicos do solo obtidos por equipamentos de agricultura de precisão na região de Campos Novos Paulista - SP. No segundo estudo de caso usou-se uma base de dados de qualidade de água do estado da Flórida - EUA. Em ambos os casos o sistema foi capaz de atingir seu objetivo encontrando padrões de comportamento nos dados. Pode-se concluir que o sistema MinAG apresenta-se como uma nova maneira de analisar a correlação entre os elementos físico-químicos do solo e da água. Esse sistema não deve ser entendido como um substituto de métodos de análise tradicionais, como a estatística. Sua função é servir como uma ferramenta adicional na geração de informações para auxílio à compreensão do comportamento existente nos dados. / This thesis presents the data mining system development based on an evolutionary computation technique named Genetic Algorithms. The MinAG system performs the continuous data classification task and mines water and soil physico-chemical datasets. The patterns discovered by mining the attributes are presented using the IF-THEN rule format. It makes it easier to understand the information discovered. Some requirements and restrictions related to the dataset features were defined in order to use the system. MinAG adopts the grid computing concept in order to produce more and better results. By the evaluation system, it was possible to conclude that it is able to perform the proposed tasks and produces correct results when mining the datasets. Therefore, the system reached the thesis goals. Two case studies were performed. In the first one, a Brazilian dataset related to soil physico-chemical properties was used. The data was obtained in Campos Novos Paulista - SP by Precision Agriculture equipment. In the second case study, a Florida - USA water quality dataset was utilized. The system discovered behavior patterns achieving the goals in both cases. The MinAG system presents a new way to analyse the correlation between the water and soil physico-chemical attributes. This system is not a substitute for traditional methods such as statistics. In fact, it is an auxiliary tool to generate information in order to help understand the behavior between data.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-05-19T18:15:12Z No. of bitstreams: 1 TesePLMA.pdf: 8101922 bytes, checksum: 456faa861edf6a27b2e7de9a7a271429 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-23T20:32:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePLMA.pdf: 8101922 bytes, checksum: 456faa861edf6a27b2e7de9a7a271429 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-23T20:33:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePLMA.pdf: 8101922 bytes, checksum: 456faa861edf6a27b2e7de9a7a271429 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-25T14:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePLMA.pdf: 8101922 bytes, checksum: 456faa861edf6a27b2e7de9a7a271429 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / This work deals with modeling applications, systematic and reliable optimization methodologies of global search, and other computational tools. It is expected that existing computational intelligence methods, encoded in an appropriate tool for the application of process engineering assisted by computer, can lead to useful numerical results for the modeling and optimization of different processes, including biotechnological processes (focus of this work). Thus, different types of methodologies suitable for computer applications, were studied here. The proposed methodologies were implemented and evaluated for the development and optimization of culture media for the fermentation process of Clostridium novyi type B, besides the fermentation process and enzymatic hydrolysis of bagasse associated with the production of bioethanol (1G and 2G). Thus, the potential application of these computational techniques was evaluated to biotechnological systems in different approaches. More specifically, it was performed: Classification of biotechnological systems ( "clustering") in kinetically similar regions to produce cellulosic ethanol (2G ethanol) using fuzzy logic; estimation by global search of kinetic parameters to an alcoholic fermentation model using Simmulated Annealing algorithm (SA) (Contributions to the thematic project FAPESP 2011 / 51902-9); formulation and optimization of economically viable culture media for Clostridium novyi type B using neuro-fuzzy data modeling followed by global search which maximize productivity, also utilizing SA algorithm as a search engine (this step of the project was conducted in partnership with the veterinary pharmaceutical company Vallée SA). The computational tools presented in this work were highly effective for modeling and optimization of the bioprocesses studied. / Este trabalho aborda aplicações de modelagem, metodologias sistemáticas e confiáveis de otimização por busca global, além de outras ferramentas computacionais. Espera-se que métodos de inteligência computacional existentes, codificados em uma ferramenta apropriada para a aplicação da engenharia de processos assistida por computador, resultem em resultados numéricos úteis para a modelagem e otimização de diferentes processos, incluindo-se os processos biotecnológicos (foco deste trabalho). Assim, diferentes tipos de metodologias, apropriadas para aplicações em computador, foram aqui estudadas. Os métodos propostos foram aplicados e avaliados ao desenvolvimento e otimização de meios de cultura para o processo fermentativo do microrganismo Clostridium novyi tipo B, além dos processos de fermentação alcoólica e hidrolise enzimática de bagaço de cana, associados à produção de bioetanol (1G e 2G). Desta forma, foi avaliado o potencial de aplicação destas técnicas computacionais aos sistemas biotecnológicos, em diversas abordagens. Mais especificamente, foram realizadas: classificação (“clustering”) de sistemas em regiões cineticamente semelhantes para a produção de etanol celulósico (Etanol 2G) utilizando lógica Fuzzy; estimação por busca global de parâmetros cinéticos do modelo para uma fermentação alcoólica utilizando o algoritmo Simmulated Annealing (SA) (Contribuições ao projeto temático FAPESP 2011/51902-9); formulação e otimização do meio de cultura economicamente viável para o Clostridium novyi tipo B utilizando a modelagem de dados por neuro-fuzzy seguido de busca global da composição de meio que maximize a produtividade utilizando também o algoritmo SA como ferramenta de busca global (esta etapa do projeto foi realizado em parceria com a empresa farmacêutica veterinária Vallée S.A). As ferramentas computacionais apresentadas neste trabalho se mostraram altamente efetivas para a modelagem e otimização dos bioprocessos estudados." / FAPESP: 2011/51902-9. / FAPESP: 2008/56246-0.

Orientadores: Fernando Jose Von Zuben, Leandro Nunes de Castro Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T14:08:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vargas_PatriciaAmancio_D.pdf: 4626705 bytes, checksum: b203a58e3f5f1c613db0787b3e396196 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho propõe uma classificação circunstancial para sistemas complexos, incluindo uma estrutura unificada de descrição a ser empregada na análise e síntese de sistemas computacionais bio-inspirados. Como um ramo dos sistemas complexos organizados, os sistemas computacionais bio-inspirados admitem uma sub-divisão em sistemas de inteligência computacional e sistemas homeostáticos artificiais. Com base neste formalismo, duas abordagens híbridas são concebidas e aplicadas em problemas de navegação autônoma de robôs. A primeira abordagem envolve sistemas classificadores com aprendizado e sistemas imunológicos artificiais, visando explorar conjuntamente conceitos intrínsecos a sistemas complexos, como auto-organização, evolução e cognição dinâmica. Fundamentada nas interações neuro-imuno-endócrinas do corpo humano, a segunda abordagem propõe um novo modelo de sistema homeostático artificial, explorando mudanças de contexto e efeitos do meio sobre o comportamento autônomo de um robô móvel. Embora preliminares, os resultados obtidos envolvem simulação computacional em ambientes virtuais e alguns experimentos com robôs reais, permitindo extrair conclusões relevantes acerca do potencial das abordagens propostas e abrindo perspectivas para a síntese de sistemas complexos adaptativos de interesse prático / Abstract: This work proposes a circumstantial classification for complex systems, including a unified description structure to be employed in the analysis and synthesis of biologically inspired computing metaphors. Considered as a branch of organized complex systems, these bio-inspired computing frameworks may be subdivided into computation intelligence systems and artificial homeostatic systems. Developed under this formalism, two novel hybrid systems are conceived and applied to robot autonomous navigation problems. The first approach involves learning classifier systems and artificial immune systems, in an attempt to investigate intrinsic concepts of complex systems as self-organization, evolution, and dynamic cognition. Drawn on the principles of the human nervous, immune and endocrine systems, the second approach envisages a new model of an artificial homeostatic system to explore context changes and environmental effects on the behaviour of an autonomous robotic agent. Though preliminary, the obtained results encompass computer simulation on virtual environments in addition to a number of real robot¿s experiments. Relevant conclusions can be invoked, mainly related to the potentiality of the proposed frameworks, thus opening attractive prospects for the synthesis of complex adaptive systems of practical interest / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Nos últimos anos, um dos principais desafios globais está relacionado com a eficiência energética, sendo o desperdício de energia um dos fatores a ser destacado. Tal desperdício pode ser superado com o uso do Sistema de Automação Residencial (SAR). Vale frisar que os SARs são fortemente dependentes da sua infraestrutura interna, visto que esta é a base de uma casa inteligente. A Rede de Sensores e Atuadores sem Fio (RSASF) é uma solução promissora e de fácil implantação para ser utilizada como infraestrutura em um SAR. Entretanto, o uso das RSASFs como infraestrutura para monitorar e atuar (isto é, processo de tomada de decisão) no contexto de um SAR traz um novo problema. Tal problema remete não apenas a falta de um método para realizar a decisão dentro do próprio nó da RSASF, mas também a ausência em investigar um trade-off entre a precisão nas tomadas de decisões e o consumo de energia dos nós da rede. Além disso, a falta de uma infraestrutura distribuída, com baixo overhead e que reduza a latência do serviço são algumas das novas problemáticas para serem exploradas. Com isso, tem-se como desafio embarcar uma maior inteligência em dispositivos com recursos escassos, característica presente em uma RSASF. Para superar tais limitações, esta tese apresenta duas soluções de decisões inteligentes para uma infraestrutura residencial, nomeadas como ResiDI e ImPeRIum. O ResiDI é baseado em uma rede neural para atuar no processo de tomada de decisão dentro da RSASF, bem como em um mecanismo de correlação temporal para maximizar a eficiência energética da infraestrutura de comunicação. Já o ImPeRIum é baseado em um conjunto heterogêneo de dispositivos inteligentes para formar um ambiente computacional de fog, o qual gerencia as aplicações da residência por meio de uma rede neural. As soluções foram avaliadas extensivamente em diferentes cenários e comparadas com um trabalho da literatura. Os resultados reais e simulados, avaliados mediante uma análise estatística paramétrica e não-paramétrica, mostrou atingir o objetivo desta tese, sendo quatro deles notáveis: (i) aumento da precisão nas tomadas de decisões; (ii) redução no consumo de energia dos nós da rede; (iii) redução no tempo de resposta da atuação com baixa sobrecarrega; e (iv) eficiência na disseminação das informações. / In recent years, energy efficiency has become a major global challenge, and energy waste is a factor that needs to be highlighted. Such waste can be overcome with the use of Home Automation System (HAS). It should be stressed that the HASs are strongly dependent on its internal network, since this is the basis of a smart home. Wireless Sensor and Actuator Networks (WSANs) provide a modern and ubiquitous infrastructure for a smart home. However, the use of WSANs to monitor and act (i.e. decision-making process) as a control infrastructure within the context of HAS poses a new problem. Such problem refers not only to the lack of a method to execute the decision-making process within the WSAN, but also to the lack of investigating a trade-off between the decision-making accuracy and the extension of the WSAN nodes life-time. In addition, the lack of a distributed infrastructure, with low overhead in processing and that reduces service latency are some of the new problems to be addressed in the literature. With this, one has as a challenge to embark on greater intelligence in devices with scarce resources, a feature present in a WSAN. To overcome such limitations, this thesis presents two intelligent decision-making solutions for residential infrastructures, named ResiDI and ImPeRIum. ResiDI was developed based on a neural network to act in the decision-making process within the network, as well as a temporal correlation mechanism to maximize the energy consumption in the networks nodes. ImPeRIum was based on a heterogeneous set of smart objects to form a fog computational environment, which manages the applications of the residence through a neural network. The solutions were evaluated extensively in different scenarios and compared with an approach in the literature. The real and simulated results, evaluated through parametric and non-parametric tests, show that solutions make four key contributions: (i) increased decisionmaking; (ii) reduction in node energy consumption; (iii) reduction in action response time with low overload; and (iv) efficiency in the transmission of information.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-02-24T15:10:56Z No. of bitstreams: 1 brunozonovellidasilva.pdf: 11306730 bytes, checksum: d7a7b13a1620f32d885d6b1e8852ae2b (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-02-24T15:40:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brunozonovellidasilva.pdf: 11306730 bytes, checksum: d7a7b13a1620f32d885d6b1e8852ae2b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-24T15:40:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brunozonovellidasilva.pdf: 11306730 bytes, checksum: d7a7b13a1620f32d885d6b1e8852ae2b (MD5) Previous issue date: 2013-06-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o crescente avanço das plataformas de sequenciamento genômico, surge a necessidade de modelos computacionais capazes de analisar, de forma eficaz, o grande volume de dados disponibilizados. Uma das muitas complexidades, variações e particularidades de um genoma são os polimorfismos de base única (single nucleotide polymorphisms - SNPs), que podem ser encontrados no genoma de indivíduos isoladamente ou em grupos de indivíduos de alguma população, sendo originados a partir de inserções, remoções ou substituições de bases. Alterações de um único nucleotídeo, como no caso de SNPs, podem modificar a produção de uma determinada proteína. O conjunto de tais alterações tende a provocar variações nas características dos indivíduos da espécie, que podem gerar alterações funcionais ou fenotípicas, que, por sua vez, implicam, geralmente, em consequências evolutivas nos indivíduos em que os SNPs se manifestam. Entre os vários desafios em bioinformática, encontram-se a descoberta e filtragem de SNPs em DNA genômico, etapas de relevância no pós-processamento da montagem de um genoma. Este trabalho propõe e desenvolve um método computacional capaz de filtrar SNPs em DNA genômico completo, utilizando genomas remontados a partir de sequências oriundas de plataformas de nova geração. O modelo computacional desenvolvido baseia-se em técnicas de aprendizado de máquina e inteligência computacional, com o objetivo de obter um filtro eficiente, capaz de classificar SNPs no genoma de um indivíduo, independente da plataforma de sequenciamento utilizada. / With the growing advances in genomic sequencing platforms, new developments on computational models are crucial to analyze, effectively, the large volume of data available. One of the main complexities, variations and peculiarities of a genome are single nucleotide polymorphisms (SNPs). The SNPs, which can be found in the genome of isolated individuals or groups of individuals of a specific population, are originated from inserts, removals or substitutions of bases. Single nucleotide variation, such as SNPs, can modify the production of a protein. Combination of all such modifications tend to determine variations on individuals characteristics of the specie. Thus, this phenomenon usually produces functional or phenotypic changes which, in turn, can result in evolutionary consequences for individuals with expressed SNPs. Among the numerous challenges in bioinformatics, the discovery and filtering of SNPs in genomic DNA is considered an important steps of the genome assembling post-processing. This dissertation has proposed and developed a computational method able to filtering SNPs in genome, using the genome assembled from sequences obtained by new generation platforms. The computational model presented is based on machine learning and computational intelligence techniques, aiming to obtain an efficient filter to sort SNPs in the genome of an individual, regardless of the sequencing platform adopted.

Artifi cial potential fi elds is a technique that use attractive and repelling forces to control e.g. robots, or non player characters in games. We show how this technique may be used in a controller for Super Mario in a way create a human-like playing style. By combining fi elds of progression, opponent avoidance and rewards, we get a controller that tries to collect the rewards and avoid the opponents at the same time as it is progressing towards the goal of the level. We use human test persons to improve the controller further by letting them make pair-wise comparisons with human play recordings, and use the feed-back to calibrate the bot for human-like play. / Student 1: Likith Poovanna Kelapanda Staish Mob: +46735542609 Student 2: Vinay Sudha Ethiraj Mob: +46736135683

The reactive power and voltage level control in distribution networks are routine in a power. The customer s voltage levels legislation, allows to the customers with voltage levels out of the limits stipulated by Brazilian Electricity Regulatory Agency receive financial compensation by inadequate service. The coordinated adjust of the equipment, capacitor banks and voltage regulators allocation along the feeders are usual actions to ensure proper voltage levels to the customers. In Brazil, distribution networks are usually large with numerous and long low-voltage circuits. Based on the networks geo-referenced registers, the proposed algorithm uses computational intelligence techniques to optimize voltage levels and reactive power, considering the primary and secondary network distribution. This work provides a tool that will allow the specialist obtain the most cost-effective to simultaneous capacitor banks and voltage regulators allocation, optimizing the primary and secondary voltage levels in distributions networks, minimizing operating costs and losses. / O controle do perfil de tensão nas redes de distribuição é uma tarefa rotineira em distribuidoras de energia. Com uma legislação rígida sobre os níveis de tensão, as unidades consumidoras que estão com o fornecimento fora dos padrões estipulados pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) recebem compensação financeira pelo serviço inadequado. O ajuste coordenado dos equipamentos e a alocação de banco de capacitores e reguladores de tensão ao longo dos alimentadores são ações práticas para garantir níveis de tensão adequados aos consumidores. No Brasil, as redes de distribuição são longas com inúmeros circuitos de baixa tensão igualmente extensos. Tendo como base o cadastro georeferenciado das redes, o algoritmo proposto neste trabalho utiliza técnicas de inteligência computacional para otimizar os níveis de tensão e reativos no sistema de distribuição, considerando as redes primárias e secundárias de distribuição. Este trabalho traz uma ferramenta que permitirá ao especialista obter a melhor relação custo-benefício na alocação simultânea de bancos de capacitores e reguladores de tensão, otimizando os níveis de tensão nas redes primárias e secundárias, minimizando custos operacionais e perdas.

Real-world optimisation problems often are of a dynamic nature. Recently, much research has been done to apply particle swarm optimisation (PSO) to dynamic environments (DE). However, these research efforts generally focused on optimising one variation of the PSO algorithm for one type of DE. The aim of this work is to develop a more comprehensive view of PSO for DEs. This thesis studies different schemes of characterising and taxonomising DEs, performance measures used to quantify the performance of optimisation algorithms applied to DEs, various adaptations of PSO to apply PSO to DEs, and the effectiveness of these approaches on different DE types. The standard PSO algorithm has shown limitations when applied to DEs. To overcome these limitations, the standard PSO can be modi ed using personal best reevaluation, change detection and response, diversity maintenance, or swarm sub-division and parallel tracking of optima. To investigate the strengths and weaknesses of these approaches, a representative sample of algorithms, namely, the standard PSO, re-evaluating PSO, reinitialising PSO, atomic PSO (APSO), quantum swarm optimisation (QSO), multi-swarm, and self-adapting multi-swarm (SAMS), are empirically analysed. These algorithms are analysed on a range of DE test cases, and their ability to detect and track optima are evaluated using performance measures designed for DEs. The experiments show that QSO, multi-swarm and reinitialising PSO provide the best results. However, the most effective approach to use depends on the dimensionality, modality and type of the DEs, as well as on the objective of the algorithm. A number of observations are also made regarding the behaviour of the swarms, and the influence of certain control parameters of the algorithms evaluated. Copyright / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2012. / Computer Science / unrestricted