Made available in DSpace on 2016-04-29T14:22:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabricio Mario Maia Fava.pdf: 17540766 bytes, checksum: dbdc481a71a11cbb7c042f4b6f5eee16 (MD5) Previous issue date: 2010-09-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Evaluating the quality of interaction with digital games has been a hard task. This is due mainly to the unawareness of proper tools and criteria or to its inappropriate application. The usability methods, for instance, are often used for the analysis of applications aiming productivity. Nevertheless, they are not established regarding the evaluation of interaction with videogames, which are developed to help players to have fun. Another tool adopted to measure the quality of interaction with other digital games is the playability. However, the unawareness of its evaluation criteria makes this method even less explored. So, we propose on this work to discuss the relations between playability and usability in digital games, trying to identify characteristics and concerns in every technique regarding design and evaluation of videogames. To cover up such questions, we weaved dialogues with game researchers as Jesper Juul, Katie Salen and Erick Zimmerman; scholars of topics related to fun and entertainment, as Nicole Lazzaro, Donald Norman and Mihaly Csikszentmihalyi; besides researchers in the field of playability, as Carlo Fabricattore and Aki Jarvinen; and of the usability, like Katherine Isbister, Noah Schaffer and Sauli Laitinen. The knowledge of the topics discussed by these authors led us to adopt the application of usability and playability heuristics as research methodology, with the first person shooting games for computers as gender and study platform. Through this approach it was possible tot identify the observation needs concerning kinds of interaction problems before choosing the evaluation method (playability and usability) that will be used. By doing so, the measurement of the interaction quality will be more accurate and will contribute to the project of games able to keep players emotionally evolved. Considering the few literature about playability and usability in digital games, it is expected that this work help professionals and researchers in the designing and evaluating processes of videogames / Avaliar a qualidade da interação com os jogos digitais tem sido uma tarefa complexa. Isso se deve principalmente ao desconhecimento de ferramentas e critérios adequados ou à sua aplicação de forma inapropriada. Os métodos de usabilidade, por exemplo, são bastante utilizados para a análise de aplicações com Rns de produtividade. No entanto, não estão estabelecidos quanto à avaliação da interação com os videogames, que são desenvolvidos pensando em ajudar os jogadores a terem diversão. Outra ferramenta adotada para mensurar a qualidade da interação com os jogos digitais é a jogabilidade. Todavia, o desconhecimento de seus critérios de avaliação torna esse método ainda pouco explorado. Nesse sentido, propomos com este trabalho discutir as relações entre jogabilidade e usabilidade em jogos digitais, buscando identificar as características e preocupações de cada técnica no que diz respeito ao design e avaliação de videogames. Para dar conta dessas questões, traçamos diálogos com pesquisadores de jogos como Jesper Juul, Katie Salen e Erick Zimmerman; estudiosos das questões relacionadas à diversão e ao entretenimento, como Nicole Lazzaro, Donald Norman e Mihaly Csikszentmihalyi; além de pesquisadores do campo da jogabilidade, como Carlo Fabricattore e Aki Jarvinen; e da usabilidade, como Katherine Isbister, Noah Schaffer e Sauli Laitinen. O conhecimento das questões discutidas por esses autores nos conduziu a adotar a aplicação de heuristicas de jogabilidade e usabilidade como metodologia de pesquisa, tendo os jogos de tiro em primeira pessoa para computador como gênero e plataforma de estudo. Com essa abordagem, foi possivel identificar a necessidade da observação dos tipos de problemas de interação antes da escolha do método de avaliação (jogabilidade e usabilidade) que será utilizado. Dessa forma, a mensuração da qualidade da interação será mais precisa e contribuirá no projeto de jogos capazes de manter os jogadores envolvidos emocionalmente. Considerando a pouca literatura pertinente à jogabilidade e usabilidade nos jogos digitais, espera-se que esse trabalho auxilie profissionais e pesquisadores no processo de design e avaliação de videogames

Wide debates over the last 15 years have questioned the impact of global initiatives like the Paris Declaration on Aid Effectiveness 2005 and more recently the Grand Bargain 2017 on any real improvements to the development effectiveness agenda. Many also ask to what extent do the initiatives consider the concerns and views of practitioners as stakeholders who implement the objectives and who have valuable experience, contextual insights, specific skill-sets and innovative ideas on how to address complex problems (Sjöstedt 2013). The breadth of literature surrounding the initiatives seems to reflect this, collectively calling for improvements in four common theme areas; greater collaboration, partnership and coordination between actors; instilled mutual accountability and shared responsibility; simplified administrative requirements for implementers; and greater participation and inclusion of stakeholder voices throughout processes. Questions that ask ‘who are the actors and decision-makers?’, and ‘who ought they be?’ can highlight gaps between an ideal situation and the reality, and is characteristic of a Critical Systems Heuristics (CSH) approach to analysing sources of influence in a typical system, or in this case, global initiative. Therefore, this paper analyses the voices of aid and development practitioners who are actively working in the sector, and compares their responses to the four themes from the literature. The research was conducted over three (3) months from May to July 2018 and interviewed nineteen (19) participants from a wide variety of development and humanitarian backgrounds and levels. The main findings of the research are summed as follows: Definitions of ‘effectiveness’ vary and depend on underlying political influences  Global initiatives like the Paris Declaration and Grand Bargain have had minimal visible impact on changing systems at the implementation level The role of global initiatives is however still important as forums for promoting discussion, defining boundaries and unifying debates Power imbalances and hierarchies within the development sector are structurally embedded and addressing this is crucial to improving effectiveness Real improvements to the effectiveness agenda require both innovative, participative and evidence-based learning, and systems to accept and address the concerns of implementers

Column generation has during the last years been popular in vehicle scheduling as it for larger problems can find an optimum faster than using an ordinary mixed-integer programming (MIP) model. We study the problem of finding optimal schedules for electric buses by means of column generation. The motive for this approach is that when the size of the problem becomes very large in terms of variables and different solutions, solving it with a mixed- integer programming model can take a lot time. The purpose of this work is to investigate how the best found integral solution and the solution time vary between different column generation methods and how these methods perform compared to a MIP. This has been done by implementing these methods on a test problem for scheduling of electric buses. The results indicate that column generation methods can be very efficient in terms of time and best found integral solution for larger problems. A modified column generation method has been created in order to accelerate the generation of columns, which is better than standard column generation in terms of solution time and best found integral solution.

O ambiente produtivo denominado job shop representa empresas manufatureiras com características como: alta variedade de produtos, volume baixo de produção e uma fábrica dividida em áreas funcionais. O problema abordado neste trabalho trata da determinação do programa de produção (scheduling) de cada lote de produtos no ambiente job shop, com a premissa de que cada produto a ser elaborado surge através de um pedido realizado pelo cliente com especificações e particularidades próprias. O objetivo do trabalho é apresentar e examinar de forma detalhada as formulações matemáticas do tipo linear inteira mista (PLIM), encontradas na literatura para o ambiente que consideram a função objetivo do makespan. Além disso, se estabelece uma nova formulação matemática que auxilia a simulação do ambiente. Todas as formulações foram comparadas através de suas dimensões e testes computacionais. Adicionalmente são apresentadas três diferentes estratégias de resolução que permitem a exploração de soluções obtidas através de diferentes metodologias. A primeira estratégia estabelece para cada instância uma solução inicial que promove uma redução do número de combinações a serem avaliadas pelo software, a segunda estratégia combina duas formulações tornando uma formulação unificada, e a terceira estratégia, estabelece um processo que utiliza duas formulações de forma consecutiva compondo um procedimento sistemático. Experimentos computacionais indicam que a formulação com melhor desempenho para o problema de job shop é a formulação de Manne (1960) por obter o melhor limitante superior (upper bound). A formulação proposta apresenta o melhor limitante inferior (lower bound). Todas as formulações melhoram seus resultados através do uso das estratégias propostas. / The operational job shop environment, represents manufacturing companies with high product variety, low volume production and an organization divided into functional areas. The problem addressed in this work determines the production schedule of each batch production, with the premise that each product results from a request made by the client with specifications and its own particularities. The main objective here is to present and to examine in detail the mathematical integer - linear program formulations (MILP) from the literature for the job shop classic environment, which considers the makespan objective. Furthermore, a new mathematical formulation is provided to help with the simulation of the environment. All the formulations were compared by mathematical dimensions and computational tests. In addition, three different strategies are presented to promote the exploration of solutions obtained from new methodologies. The first strategy defines an initial solution for each problem and promotes a reduction of the combination number to be evaluated by the software. The second strategy considers the combination of two mathematical formulations under one objective function. The third strategy establishes a procedure in which two mathematical formulations are used consecutively, creating a systematic procedure. Computational experiments demonstrate that the best formulation for the job shop problem is the Manne (1960) formulation, since it obtains the best upper bound. The proposal formulation obtains the best lower bound. All of the formulations improve their results through the use of the proposed strategies.

Este trabalho discute o papel do pensamento analógico e da afetividade na atribuição de significados e compreensão de conceitos no processo de ensino e aprendizagem em Matemática sob a perspectiva teórica. O uso de analogia em educação coloca em evidência relações estruturais entre elementos similares de domínios diferentes, enriquecendo o entendimento dos conteúdos abordados. Neste contexto, estudou-se a Heurística e em particular o caráter heurístico da analogia em resolução de problemas, o que releva ainda a relação entre tal forma de raciocínio e o conceito de similaridade em atribuição de significados no universo educacional matemático. Por fim, o presente trabalho teorizou o tema afetividade a partir de três constructos, a saber, crenças, atitudes e emoção, visando auxiliar ações que propiciem apreensão e compreensão dos objetos matemáticos. / This research discusses the role of analogical thinking and affectivity on attribution of meaning and understanding of concepts in the teaching/learning process of mathematics from the theoretical perspective. The use of analogy in education evinces structural relations between similar elements of different domains, enriching the understanding of concepts approached in such a situation. In this context, it considers Heuristics and, in particular, heuristic features of analogies on problem solving, which also brings out the relationship between such a reasoning and the concept of similarity in attributing meanings in mathematics education contexts. Eventually, this study theorized the subject affection from three constructs, namely, beliefs, attitudes and emotion in order to support actions that encorage apprehension and understanding of mathematical objects.

Apesar de serem utilizados com sucesso em problemas de roteirização clássicos como o do caixeiro-viajante e o de roteirização de veículos com janelas de tempo, os algoritmos genéticos não apresentavam bons resultados nos problemas de roteirização de veículos sem janelas de tempo. Utilizando-se de uma tendência recente de hibridização de algoritmos genéticos, Prins (2004) elaborou um algoritmo para o problema de roteirização de veículos sem janelas de tempo, monoperíodo, e que obrigatoriamente atenda a todos os clientes cujos resultados, quando aplicado a instâncias de Christofides et al. (1979) e de Golden et al. (1998), são comparáveis aos melhores códigos elaborados com base na busca tabu. Diferentemente da maioria dos algoritmos genéticos apresentados para solução de problemas de roteirização de veículos, no método desenvolvido por Prins (2004) o cromossomo é composto apenas pelos pontos a serem atendidos, não contendo delimitadores de rotas. Estas são definidas a partir de um método de particionamento do cromossomo. Este trabalho implementa o algoritmo descrito por Prins (2004) e propõe a este melhorias em diversas de suas etapas, como inicialização, operação de crossover, operação de mutação, reinicialização e particionamento do cromossomo. As alterações implantadas são aplicadas às instâncias de Christofides et al. (1979) e comparadas com o algoritmo inicial em termos de qualidade de solução e tempo de processamento. Finalmente, é elaborado um algoritmo genético que contempla as alterações que obtiveram resultados positivos. / In the Vehicle Routing Problem (VRP) we seek for a set of minimum-cost vehicle routes for a fleet of identical vehicles, each starting and ending at a depot, such that each customer is visited exactly once and the total demand of any route does not exceed the vehicle capacity. Several families of heuristics have been proposed for the VRP. They can be broadly classified into two main classes: classical heuristics developed between 1960 and 1990, and, more recently, metaheuristics. Among them, tabu search plays an key role, being acknowledged by most authors as the most successful approach for the VRP. In the literature some successful implementations of metaheuristic Genetic Algorithm (GA) can be found for classic routing problems such as the traveling salesman and vehicle routing problems with time windows. However, until recently, the same did not apply for the VRP. In this thesis we develop a genetic algorithm without trip delimiters, and hybridized with a local search procedure, for the solving the VRP, which is based on the work of Prins (2004). At any time, a chromosome can be converted into an optimal VRP solution (subject to chromosome sequence) by means of a splitting procedure, in which the chromosome sequence, representing a giant tour, is partitioned into feasible routes in terms of vehicle capacities. Starting with the procedure originally proposed Prins (2004), we then introduce new improvements in terms of the different components of the GA, aiming to obtain improved solutions. These include how we determine the initial population, different partitioning approaches, alternative reproduction (crossover) processes, a granular tabu mechanism similar to the one proposed by Toth and Vigo (2003 and, finally, in changes in the reinitialization process, aiming to reestablish diversity. Computational experiments are presented, based on the 14 classical Christofides instances for the VRP. The results show that the proposed improved versions of the GA allow us to obtain better solutions when compared to the original approach by Prins (2004).

Ao encontrar o conteúdo de probabilidade e estatística no ensino médio no Brasil, o aluno se depara com uma abordagem matemática da teoria, fruto de uma tradição escolar onde a matemática sempre foi ensinada de forma determinística, fornecendo resultados e resoluções de problemas como se fossem exatos dentro de diversos contextos. É o que verificamos em um referencial dos livros didáticos utilizados pelos professores nas escolas, em que encontramos um destaque para uma abordagem permeada por formalismos e excessivas fórmulas com notações da teoria dos conjuntos, com pouca ou por vezes ausência total de discussões que permitam uma visão consistente da teoria referente às disciplinas de probabilidade e estatística. Diante de tal cenário, muitos vieses de raciocínio são encontrados e citados frequentemente em trabalhos voltados para a formação de professores com foco na educação estatística, como erros e dificuldades na concepção de conceitos de probabilidade e estatística. Vamos abordar o trabalho de alguns autores sobre o raciocínio humano no que se refere a erros, vieses e falácias em uma variedade de padrões mentais. Os padrões são identificados como heurísticas utilizadas pelas pessoas ao julgar sob incerteza, em que elas se apoiam em um número limitado de princípios que reduzem o trabalho complexo mental de fornecer probabilidade e predizer valores por simples julgamentos de forma sistemática. Utilizaremos estes próprios princípios heurísticos em uma sondagem destes possíveis modelos mentais para, em seguida, serem aplicadas na forma de ações em sala de aula. A finalidade é tentar ampliar o espectro do raciocínio do aluno para que ele tenha mais embasamento ao fazer estimativas e previsões em diferentes contextos. Finalmente, estas atividades foram testadas para verificarmos sua efetividade diante de modelos mentais que podem persistir, como apontam as referências, mesmo em estudantes e profissionais suficientemente treinados em estatística. / To find the contents of probability and statistics in high school in Brazil, the student is faced with a mathematical approach to the theory, the result of a school tradition in which mathematics has always been taught in a deterministic way, providing results and troubleshooting as if they were accurate within different contexts. It is what we see in a reference textbooks used by teachers in schools, where we find a highlight for permeated approach formalities and excessive formulas with notations of set theory, with little or sometimes total lack of discussions to enable a consistent view theory related to the disciplines of probability and statistics. Faced with such a scenario, many reasoning biases are found and often cited in studies related to teacher education with a focus on statistics education, such as errors and difficulties in designing concepts of probability and statistics. We will address the work of some authors on human reasoning which concentrates errors, biases and fallacies in a variety of mental patterns. The patterns are identified as heuristics that people use in judging under uncertainty, where they rely on a limited number of principles that reduce complex mental work to provide probability and predict values for simple trials systematically. We will use these very principles heuristic in a survey of these possible mental models to then be applied, in a second step, actions in the classroom. The purpose is to try to broaden the spectrum of student reasoning so that it has more basis to make estimates and forecasts in different contexts. Finally, these activities were tested in order to verify its effectiveness before mental models that may persist, as shown by the references, even for students and sufficiently trained in statistical professionals.

A crescente necessidade de buscar operações mais eficientes, com menor custo e mais sustentáveis tem feito com que empresas passassem a procurar oportunidades pelas quais estes objetivos pudessem ser atingidos. Na área de transportes encontrou-se na colaboração uma oportunidade para tal. Este trabalho trata o problema de cobertura rotas com cardinalidade restrita (PCRCR), onde empresas que realizam viagens de carga cheia se unem com o objetivo de reduzir o deslocamento vazio de veículos através da formação de ciclos. É chamado de problema de cardinalidade restrita uma vez que limitamos o número de máximo de viagens no ciclo, o que torna este problema NP-Hard. Existem na literatura duas heurísticas (construtivas) e um modelo por programação linear inteira para a solução deste problema. Este trabalho apresenta uma heurística baseada em um método de busca local que reduziu em média 3,19% os melhores resultados apresentados na literatura. Também são apresentados os tempos de execução de cada um dos algoritmos e a importância de escolher de uma boa solução inicial quando se deseja implantar uma Heurística com Busca Local. / The growing need to seek more efficient, lower cost and more sustainable operations has caused industries to seek opportunities in which these objectives could be achieved. In the area of transportation, collaboration is an opportunity for that. This work deals with the cardinality constrained lane covering problem (CCLCP), where companies who uses full truck loads join efforts in order to reduce empty vehicle travel through closed cycle formation. It is known as cardinality constraint problem as the maximum number of trips in the cycle is limited to an integer number, which makes this problem NP-Hard. There are two heuristics in the literature (constructive) and an integer linear programming model for solving this problem. This work presents a heuristic based on a local search method that reduced an average of 3.19% the better results in the literature. It also presents the execution times of each algorithm and the importance of choosing a good initial solution when you want to create a Local Search Heuristic.

Dentro da classe de problemas de corte e empacotamento, existem os problemas de corte de itens irregulares (não-circulares e não-retangulares), os quais visam determinar um arranjo ótimo de objetos irregulares menores (itens), sem sobreposição, dentro de objetos maiores (recipientes) a fim de atender a uma demanda. Possuem grande importância prática, uma vez que surgem em vários tipos de indústrias, como a têxtil, a de móveis e a de calçados, por exemplo. Entre estes problemas, ainda temos o chamado problema de corte de itens irregulares em recipientes, no qual estes últimos são fechados, isto é, possuem dimensões fixas, podendo ser retangulares ou irregulares. Neste caso, o objetivo é arranjar todos os itens de modo a utilizar o menor número possível de recipientes. A estes problemas, uma outra restrição ainda pode ser adicionada: os recipientes podem ter defeitos, isto é, áreas onde não pode ser posicionado qualquer item, e regiões com diferentes níveis de qualidade, chamadas de zonas de qualidades, em que apenas determinados itens podem ser alocados. Neste trabalho, portanto, introduzimos um conjunto de heurísticas construtivas para a resolução do problema de corte de itens irregulares em recipientes irregulares com defeitos e zonas de qualidades. Os experimentos computacionais foram realizados utilizando um conjunto com 15 instâncias adaptadas de outro problema de corte de itens irregulares, uma vez que não encontramos instâncias disponíveis na literatura para o problema abordado neste trabalho. Os resultados mostraram que todos os métodos são capazes de resolver o problema em um tempo computacional considerado baixo, sendo que alguns deles apresentam melhor desempenho que outros. / Within the class of cutting and packing problems, there are some problems known as nesting problems, which aim to determine an optimal arrangement of smaller irregular objects (items), without overlap, inside larger objects (bins) in order to attend a demand. They have practical importance, since they arise in many types of industries, such as textiles, furniture and footwear, for example. Among these problems, we still have the so-called irregular bin packing problem in which the bins are closed, that is, they have fixed dimensions, and may be rectangular or irregular. In this case, the goal is to arrange all items in order to use the least amount of bins. To these problems, another constraint can still be added: the bins may have defects, that is, areas where no item can be placed, and different levels of quality, called quality zones, where only specific items can be allocated. In this work, therefore, we introduce a set of constructive heuristics to solve the irregular bin packing problem in which the bins have defects and quality zones. The computational experiments were carried out using a set of 15 instances adapted from another nesting problem, since we did not find instances available in the literature for the problem addressed in this work. The results showed that all methods can solve the problem in a low computational time, and also that some of them perform better than others.

This work presents heuristics for searching large sets of molecular structures for low-energy, stable systems. The goal is to find the globally optimal structures in less time or by consuming less computational resources. The strategies intermittently evaluate and rank structures during molecular dynamics optimizations, culling possible weaker solutions from evaluations earlier, leaving better solutions to receive more simulation time. Although some imprecision was introduced from not allowing all structures to fully optimize before ranking, the strategies identify metrics that can be used to make these searches more efficient when computational resources are limited.