Resumo: 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. / Abstract: 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. / Orientador: Angelo Cataneo / Coorientador: Fedro S. Zazueta / Banca: Manoel Henrique Salgado / Banca: José Luis Braga / Banca: Luiz Roberto Almeida Gabriel / Banca: Marcelo Giovaneti Canteri / Doutor

Mineração de processos é uma área de pesquisa relativamente recente que se situa entre mineração de dados e aprendizado de máquina, de um lado, e modelagem e análise de processos de negócio, de outro lado. Mineração de processos visa descobrir, monitorar e aprimorar processos de negócio reais por meio da extração de conhecimento a partir de logs de eventos disponíveis em sistemas de informação orientados a processos. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar o contexto de aplicação de técnicas provenientes das áreas de inteligência computacional e de aprendizado de máquina, incluindo redes neurais artificiais. Para fins de simplificação, denominadas no restante deste texto apenas como ``redes neurais\'\'. e máquinas de vetores de suporte, no contexto de mineração de processos. Considerando que essas técnicas são, atualmente, as mais aplicadas em tarefas de mineração de dados, seria esperado que elas também estivessem sendo majoritariamente aplicadas em mineração de processos, o que não tinha sido demonstrado na literatura recente e foi confirmado por este trabalho. Buscou-se compreender o amplo cenário envolvido na área de mineração de processos, incluindo as principais caraterísticas que têm sido encontradas ao longo dos últimos dez anos em termos de: tipos de mineração de processos, tarefas de mineração de dados usadas, e técnicas usadas para resolver tais tarefas. O principal enfoque do trabalho foi identificar se as técnicas de inteligência computacional e de aprendizado de máquina realmente não estavam sendo amplamente usadas em mineração de processos, ao mesmo tempo que se buscou identificar os principais motivos para esse fenômeno. Isso foi realizado por meio de um estudo geral da área, que seguiu rigor científico e sistemático, seguido pela validação das lições aprendidas por meio de um exemplo de aplicação. Este estudo considera vários enfoques para delimitar a área: por um lado, as abordagens, técnicas, tarefas de mineração e ferramentas comumente mais usadas; e, por outro lado, veículos de publicação, universidades e pesquisadores interessados no desenvolvimento da área. Os resultados apresentam que 81% das publicações atuais seguem as abordagens tradicionais em mineração de dados. O tipo de mineração de processos com mais estudo é Descoberta 71% dos estudos primários. Os resultados deste trabalho são valiosos para profissionais e pesquisadores envolvidos no tema, e representam um grande aporte para a área / Mining process is a relatively new research area that lies between data mining and machine learning, on one hand, and business process modeling and analysis, on the other hand. Mining process aims at discovering, monitoring and improving business processes by extracting real knowledge from event logs available in process-oriented information systems. The main objective of this master\'s project was to assess the application of computational intelligence and machine learning techniques, including, for example, neural networks and support vector machines, in process mining. Since these techniques are currently widely applied in data mining tasks, it would be expected that they were also widely applied to the process mining context, which has been not evidenced in recent literature and confirmed by this work. We sought to understand the broad scenario involved in the process mining area, including the main features that have been found over the last ten years in terms of: types of process mining, data mining tasks used, and techniques applied to solving such tasks. The main focus of the study was to identify whether the computational intelligence and machine learning techniques were indeed not being widely used in process mining whereas we sought to identify the main reasons for this phenomenon. This was accomplished through a general study area, which followed scientific and systematic rigor, followed by validation of the lessons learned through an application example. This study considers various approaches to delimit the area: on the one hand, approaches, techniques, mining tasks and more commonly used tools; and, on the other hand, the publication vehicles, universities and researchers interested in the development area. The results show that 81% of current publications follow traditional approaches to data mining. The type of mining processes more study is Discovery 71% of the primary studies. These results are valuable for practitioners and researchers involved in the issue, and represent a major contribution to the area

Neste trabalho foi realizada uma busca por relações, regras e transformações entre duas metodologias constituintes da Inteligência Computacional - a Computação Nebulosa e a Computação Evolutiva. Com a organização e sistematização da existência de tais transformações, obtém-se uma mudança na modelagem de soluções que as utilizam de forma conjunta, possibilitando que teorias e modelos bem estabelecidos em uma das metodologias possam ser aproveitados pela outra de uma forma mais robusta, correta por construção, intrínseca e transparente. Um modelo foi proposto para direcionar o trabalho de pesquisa. Através da análise desse modelo e de uma revisão bibliográfica realizada, transformações pontuais entre as metodologias foram elencadas, e posteriormente consolidadas por meio de experimentos práticos: uma Base de Conhecimento (BC) de um Controlador Lógico Nebuloso foi criada e modificada, conforme a necessidade, através de um Algoritmo Genético (AG). Com a abordagem desenvolvida, além da criação de BCs a partir de pouquíssimo conhecimento sobre o domínio do problema, tornou-se possível a inserção de novos \"comportamentos desejados\" em BCs já existentes, automaticamente, através de AGs. Os resultados desses experimentos, realizados sobre uma plataforma computacional especificada e implementada para este fim, foram apresentados e analisados. / This work addressed a search of relations, rules and transformations between two Computational Intelligence constituent methodologies - Fuzzy Computing and Evolutionary Computing. The existence of these relations changes the actual way of solutions modeling that uses these methodologies, allowing the utilization of well established theories and models of one technique by the other in a more robust, intrinsic and transparent way. Besides the research and systematization of points that indicate the existence of relations between the two methodologies, a model to guide these exploration was proposed. By this model analysis and by the bibliographic revision made, punctual transformations were pointed out, and further consolidated through practical experiments: a Knowledge Base (KB) of a Fuzzy Logic Controller was created and modified automatically by a Genetic Algorithm. With the developed approach, besides the creation of KBs, it became possible to automatically insert new \"desired behaviors\" to existent KBs. The results of such experiments, realized through a computational platform specified and implemented to this task, were presented and analyzed.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-31T19:26:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AplicacaoTecnicasEstatisticas.pdf: 2058477 bytes, checksum: 729e2feede98f12b45b455df88139bf0 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-21T14:29:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AplicacaoTecnicasEstatisticas.pdf: 2058477 bytes, checksum: 729e2feede98f12b45b455df88139bf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T14:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AplicacaoTecnicasEstatisticas.pdf: 2058477 bytes, checksum: 729e2feede98f12b45b455df88139bf0 (MD5) Previous issue date: 2014-05-09 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este estudo avalia a qualidade da água do reservatório da Usina Hidrelétrica de Tucuruí de acordo com o ciclo hidrológico da região e da disposição espacial dos diferentes sítios de coleta distribuídos nas zonas à montante da barragem no período de 2009 a 2012 a partir da alteração de 17 parâmetros físico-químicos e de metais da água extraídos de seis fatores que representaram 71,01% de variabilidade total dos dados. Foi observado que as maiores variações do NO3, NH4, Total P, PO4 e STS ocorreram no período de enchentes, podendo ser uma indicação do estado trófico nos sítios amostrais em decorrência da existência de pólos pesqueiros ou da densidade populacional no entorno desses sítios. Para classificação do ciclo hidrológico foram utilizados seis classificadores: análise discriminante, redes neurais artificiais, k-vizinhos mais próximo, máquinas de vetores de suporte com núcleo radial e polinominal, e random forest. Os resultados obtidos indicaram que o classificador random forest foi o que apresentou melhor desempenho com percentual de classificação de 7,80% de predições incorretas. Enquanto que o t-Student test indica que random forest e k-vizinhos mais próximo tem em média taxa de predições incorretas iguais com índice de significância fixado em α = 5%. / This study evaluates the quality of the water reservoir of the Hydroelectric Plant Tucuruí according to the regional hydrological cycle and the spatial arrangement of the different sampling sites distributed in areas upstream of the dam in the period 2009-2012 from the amendment of 17 parameters physico-chemical and metals from water extracted of six factors that accounted for 71.01% of total data variability. It was observed that the greatest variations of NO3, NH4, , totalP, PO4 and STS occurred in the period of floods and may be an indication of trophic status in the sampling sites due to the existence of fishing poles or population density in the vicinity these sites. Discriminant analysis, artificial neural networks, k-nearest neighbors, support vector machine with polynomial and radial core and random forest: classification of the hydrological cycle to six classifiers were used. The results indicate that the random forest classifier showed the best performance with a percentage rating of 7.80% of incorrect predictions. While Student t test indicates that random forest and k-nearest neighbors have an average rate of incorrect predictions with equal significance index set at α = 5%.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-01T16:57:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ClassisMetodologiaClassificacao.pdf: 1490177 bytes, checksum: 35483df35399d33d4c508f46302fe698 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-10T19:04:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ClassisMetodologiaClassificacao.pdf: 1490177 bytes, checksum: 35483df35399d33d4c508f46302fe698 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T19:04:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ClassisMetodologiaClassificacao.pdf: 1490177 bytes, checksum: 35483df35399d33d4c508f46302fe698 (MD5) Previous issue date: 2015-03-12 / A Amazônia é um dos biomas mais complexos e diversificados do planeta e seu nível de preservação ambiental possui impacto de âmbito global. Entretanto, para além dos aspectos ambientais, a complexidade da região envolve outras diferentes especificidades nos vieses social, econômico e cultural. De fato, tais vieses estão intrinsecamente interligados, de tal forma que, por exemplo, aspectos culturais podem afetar as relações entre o uso e a cobertura da terra e, em se tratando de Amazônia, dependendo da escala dessas mudanças, pode implicar consequências planetárias. Em função da criticidade que envolve a região, diversas ações governamentais, de organizações e movimentos sociais e da comunidade internacional, vem tentando racionalizar o uso e a cobertura da terra, de maneira a criar uma relação de exploração sustentável dos recursos naturais disponíveis. Um importante programa governamental se baseia na criação de assentamentos, com o respectivo apoio, no que diz respeito a determinados financiamentos de infraestrutura, maquinário, mudas e sementes, assistência técnica, entre outros. Entretanto, apesar dos esforços envidados, a solução é de extrema complexidade, dada a extensa correlação de fatores a serem avaliados e combinados em busca do sucesso e do aprimoramento de tais programas. Assim, por conta de toda complexidade envolvida, é de primordial importância a existência de metodologias que consigam contemplar a complexidade e a interdisciplinaridade inerentes. Com a intenção de debruçar-se sobre toda essa problemática, um conjunto de Instituições da Amazônia elaborou e aprovou o projeto Desenvolvimento de Competências e Formação de Recursos Humanos em Recuperação de Áreas Degradadas em Projetos de Assentamentos em Áreas Amazônicas - Edital Nº047/2012 – Programa CAPES/Pró-Amazônia. Este trabalho apresenta uma metodologia inovadora de análise do uso e cobertura da terra, em projetos de assentamentos localizados na Amazônia, como parte integrante do supracitado. Tal metodologia é composta por dois módulos (de tratamento de imagens e de classificação e extração de padrões), sendo que cada módulo é subdivido em etapas para a realização de suas funções precípuas. A metodologia proposta nesta dissertação, a qual possui um alto grau de generalização, visa a categorizar o uso e cobertura da terra, por meio da associação de cada pixel a uma classe temática pré-definida. Com a finalidade de validar a estratégia proposta, são realizados estudos de casos em assentamentos localizados na região Sudeste do estado do Pará, na Amazônia brasileira. / Amazon has one of the most complex and diversified biome of the planet. Its environmental preservation has an impact in the global scenario. However, besides the environmental factors, the complexity of the region involves other different aspects such as social, economical and cultural. In fact, they are intrinsically interrelated in such a way, that, for example, cultural features may affect land use/land cover. Moreover, depending on the scale of such changes, there may be consequences on the planet. Due to the criticality involving the region, several actions of governments, organizations and social movements and the international community, has been trying to rationalize the land use/land cover, in order to create a sustainable exploitation of available natural resources. An important government program is based on the creation of settlements, with respective support, with regard to certain infrastructure financing, machinery, seeds and seedlings, technical assistance, etc. However, despite the efforts made, the solution is extremely complex, given the extensive correlation of factors to be assessed and combined in search of success and improvement of such programs. So, because of all complexity involved, it is of paramount importance that there are methodologies that contemplate the complexity and inherent interdisciplinarity. Intending to have a closer look at this whole issue, an Amazonian set of institutions drew up and approved the project Skills Development and Training of Human Resources for Degraded Areas Recovery in Settlement Projects in Amazonian Areas – Public Notice Nº047 / 2012 - CAPES/Pró-Amazônia Programme. This work presents an innovative methodology for land use/land cover analysis, in projects of settlements located in the Amazon, as part of the above mentioned. Such methodology comprises two modules (image processing, and classification and patterns extraction), each module is subdivided into steps to performing their primary functions. The methodology proposed in this work, which has a high degree of generalization, aims to categorize the land use/land cover, through the association of each pixel to a predefined thematic class. In order to validate the proposed strategy, case studies are carried out in settlements located at the Southeast region of the Stat eof Pará, in the Brazilian Amazon.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-03T17:43:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MecanismoRoteamentoCross-Layer.pdf: 10461389 bytes, checksum: e41ea0b15329c6767cba562bb1de8de1 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-07T12:41:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MecanismoRoteamentoCross-Layer.pdf: 10461389 bytes, checksum: e41ea0b15329c6767cba562bb1de8de1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T12:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MecanismoRoteamentoCross-Layer.pdf: 10461389 bytes, checksum: e41ea0b15329c6767cba562bb1de8de1 (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A evolução das tecnologias de comunicações sem fio levou à necessidade de fornecer suporte de rede para dados e aplicações de vídeo e, assim, promover o desenvolvimento de novos tipos de configurações de rede adaptadas a estas novas exigências. Redes móveis Ad hoc é um importante tipo de operação de redes que emprega mecanismos que podem permitir uma autoconfiguração dinâmica, o que exige uma maior eficiência dos seus protocolos de roteamento. Esses protocolos também podem ser desafiados devido às falhas de energia que estão se tornando cada vez mais graves em relação às falhas de redes de computadores convencionais. Além disso, a qualidade do fluxo multimídia corresponde a uma premissa fundamental para as redes da próxima geração sem fio e para a Internet do futuro. Esta tese propõe um novo mecanismo de roteamento baseado no paradigma cross-layer para aprimorar os principais protocolos de roteamento, através da inserção de novas métricas em um processo de decisão de inteligência computacional baseado em sistemas Fuzzy, provendo eficiência energética, suporte a gerencia de mobilidade e qualidade de experiência aos dispositivos, escolhendo a melhor rota para o fluxo das redes de computadores. A proposta é avaliada em um simulador de redes, demonstrando sua eficiência através de resultados de rede, de qualidade de experiência e da maximização do tempo de vida da comunicação. / The evolution of wireless communications technologies has led to the need to provide network support for data and video applications and thus promote the development of new types of network configurations adapted to these new requirements. MANET is an important type of operation networks that employs mechanisms that can enable dynamic autoconfiguration, which requires a higher efficiency of its routing protocols. These protocols can also be challenged due to energy failures that are becoming increasingly severe in relation to the common networks failure; furthermore, the quality of the multimedia stream corresponds to a fundamental premise to the next generation wireless networks and the future Internet. This thesis proposes a new routing mechanism based on cross-layer paradigm to enhance the main routing protocols, by inserting new metrics in a computational intelligence decision making based on fuzzy systems, providing energy efficiency, support to manage mobility and quality experience to the devices, choosing the best route for the flow of computer networks. The proposal is evaluated in network simulator, demonstrating its efficiency through network results, quality of experience metrics and maximizing the communication’s lifetime.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-27T12:49:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MitigacaoInterferenciaRedes.pdf: 3423389 bytes, checksum: 94bf49e683e6728ec857d18de78d8ef1 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-04T12:37:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MitigacaoInterferenciaRedes.pdf: 3423389 bytes, checksum: 94bf49e683e6728ec857d18de78d8ef1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T12:37:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MitigacaoInterferenciaRedes.pdf: 3423389 bytes, checksum: 94bf49e683e6728ec857d18de78d8ef1 (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Devido ao sucesso das redes de banda larga e ao crescente uso dos smartphones, as operadoras de telefonia móvel estão na busca de oferecer o mesmo padrão dos serviços das redes cabeadas, como velocidade e estabilidade, aos usuários das redes sem fio e desta forma, novas tecnologias surgiram, dentre elas as Small Cells. Estas são pequenas estações rádio base que em relação as macro-células apresentam um custo muito inferior, entretanto, oferecem um menor espaço de cobertura. Por isso, em um cenário onde uma grande quantidade deste equipamento será instalada, geralmente denominado DenseNets ou redes densas, e esta implementação não for realizada com base em um planejamento adequado, inúmeros problemas podem surgir, dentre eles a interferência co-canal, que em algumas situações, inviabiliza qualquer tipo de troca de informações. Por este motivo o modelo proposto nesta dissertação pretende auxiliar os analistas de projetos e arquitetos de soluções no planejamento de redes densas oferecendo, a partir das informações sobre as localizações das Small Cells, quais serão as faixas de frequências adequadas ao uso de cada uma, a fim de que as novas aplicações, suportadas pelos smartphones, não sofram uma degradação de sinal a ponto de que suas funções não sejam executadas e haja um aumento na qualidade dos serviços que são oferecidos aos usuários destas redes. Nos testes realizados, o modelo apresentou uma melhora no tráfego em mais de 80% das Small Cells, reduziu o valor do atraso dos pacotes comutados e ainda colaborou para a diminuição do número de pacotes descartados. Não obstante, também analisou-se o desempenho dos módulos de bateria dos dispositivos móveis quando o modelo foi empregado e percebeu-se que ele não aumentou o consumo de bateria destes equipamentos. / Due to the success of broadband networks and the growing use of smartphones, mobile operators are in search to offer the same standard of wired network services, such as speed and stability, to wireless users and thus new technologies have emerged, among them there are the Small Cells. These are small radio base stations that in relation to the macrocells present a much lower cost, however, offer a smaller space of coverage. Therefore, in a scenario where a large amount of this equipment will be installed, usually called DenseNets or dense networks, and this implementation is not carried out based on a suitable planning, numerous problems can arise, among them the co-channel interference, that in some situations, makes any type of information exchange impossible. For this reason, the model proposed in this thesis intends to assist the project analysts and solution architects in the planning of dense networks, offering, based on the information about the locations of the Small Cells, which frequency bands are appropriate for the use of each one, that so the new applications, supported by smartphones, do not suffer a degradation of signal to the point that their functions are not executed and there is an increase in the quality of the services that are offered to the users of these networks. In the tests carried out, the model showed an improvement in the traffic in more than 80% of the Small Cells, reduced the value of the delay of the switched packets and also collaborated to reduce the number of discarded packets. Nevertheless, we also analyzed the performance of the battery modules of mobile devices when the model was employed and it was noticed that it did not increase the battery consumption of these devices.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EmmanuelRMD_DISSERT.pdf: 3141928 bytes, checksum: 608c0b50b8f95185573646571b1dde6f (MD5) Previous issue date: 2013-12-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A new tool based on the use of computational intelligence applied in control systems is presented. This type of application has attracted the interest of researchers due the advantages in relation to others methods for controlling settings, especially when the system has a complex dynamics to be adjusted by traditional methods. The proposed computational tool GACT (Genetic Algorithm Control Tool) was developed to work as a Toolbox of MATLAB® software for use in control systems and is based on the joint application of Genetic Algorithms (GA) and the classical control theory. The GACT based on the advancement of the operating systems that are no longer fully handled by command lines, and now have an interactive graphical user interface. That is, the referred Toolbox allows the implementation of an intelligent control system in a way more simplified and interactive. The graphical user interface (GUI) was designed using the software GUIDE, integrated with MATLAB® in order to connect with the source code and block diagrams of the system to be controlled at the SIMULINK® / Uma nova ferramenta baseada no uso da inteligência computacional aplicada em sistemas de controle é apresentada. Esse tipo de aplicação tem despertado o interesse de pesquisadores por apresentar vantagens em relação aos outros métodos de ajustes para controladores, principalmente quando o sistema apresenta uma dinâmica complexa de ser ajustada pelos métodos tradicionais. A ferramenta computacional proposta GACT (Genetic Algorithm Control Tool) foi desenvolvida para funcionar como uma Toolbox do software MATLAB® para aplicação em sistemas de controle e fundamenta-se na aplicação conjunta de Algoritmos Genéticos (GA do inglês Genetic Algorithm) com a teoria de controle clássico. O GACT baseia-se no avanço dos sistemas operacionais que deixaram de ser totalmente manuseados por linhas de comando e passaram a ter uma interface gráfica interativa. Ou seja, a referida Toolbox possibilita a implementação de um sistema de controle inteligente de maneira mais simplificada e interativa. A interface gráfica foi concebida através do software GUIDE, integrado ao MATLAB® de maneira a relacionar-se com os códigos fontes e os diagramas de blocos do sistema a ser controlado no SIMULINK®

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.