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Experiência na prática deliberada de corrida: classificação por meio de um sistema fuzzy de apoio à decisão / Experience in the deliberate practice of running: a fuzzy system based classification to support decision-makingRoveri, Maria Isabel 15 July 2016 (has links)
A prática deliberada de corrida promove uma melhora no padrão de movimento do corredor, porém ainda é incerto quais são as contribuições da experiência de corrida na mecânica do corpo. No curso de dar luz a essas contribuições nos deparamos com uma questão básica anterior: o que é um corredor experiente? Apesar de existir uma regra dos \"dez anos\" de prática para se tornar especialista, não há uma definição clara do que é ser experiente em corrida e, quantificar o nível da experiência é uma tarefa desafiadora. Uma alternativa para essa tarefa envolve a criação de um sistema de apoio à decisão para classificação do fenômeno utilizando um sistemas linguísticos fuzzy. O uso desses sistemas é indicado para tratar de fenômenos com características de incerteza de identificação. Os objetivos do estudo foram: (i) desenvolver um sistema de apoio à decisão para a classificação da experiência do corredor de longa distância não federado por meio de um modelo fuzzy; e (ii) desenvolver uma prova que avalie a capacidade do corredor em controlar o ritmo durante a corrida, como forma de qualificar a experiência nessa modalidade. Para o primeiro objetivo, dois subsistemas tipo Mamdani foram desenvolvidos a partir do julgamento de três técnicos especialistas em corrida. No primeiro subsistema as variáveis linguísticas de frequência e volume de treino foram combinadas tendo como saída conjuntos que definiram a qualidade da prática. O segundo subsistema combinou à saída do 1º sistema, o número de provas e o tempo de prática e determinou o nível de experiência em corrida, em cinco conjuntos de saída. Os resultados do modelo foram altamente consistentes com a avaliação dos três especialistas em corrida que o criaram (r > O,88, p < O,OOl) e altamente consistentes com a avaliação de cinco outros especialistas (r > O,86, p < O,OOl). Para o segundo objetivo, como os especialistas descreveram de forma contundente que o controle de ritmo durante a corrida é uma característica presente e marcante em corredores experientes, desenvolvemos uma prova para testar essa capacidade do corredor e para que esta ferramenta pudesse ser utilizada como padrão de comparação com os resultados da avaliação do modelo fuzzy. Duas provas de 1000 m e 3200 m foram desenvolvidas. A primeira foi aplicada em 100 e a segunda em 42 corredores de longa distância não federados, onde tinham um tempo alvo para completar a prova baseado no tempo da última prova de 5km ou 10km que tivessem realizado. Os tempos parciais foram mensurados a cada 200m para identificar o ritmo. Foi possível identificar algumas distribuições de ritmo típicas ao longo dos testes, todavia, elas não se relacionaram com o nível de experiência dos corredores, o mesmo ocorreu entre o grau de acurácia em reproduzir os tempos solicitados e o nível de experiência. No geral, pode-se dizer que a classificação de experiência baseada num sistema fuzzy foi consistente como se pode depreender do grau de correlação do modelo com os julgamentos dos especialistas. A ausência de relações significantes entre o modelo e o controle de ritmo pode ser atribuída ao segundo, já que não há consenso na literatura sobre qual seria um teste de ritmo objetivo, fidedigno e válido. O controle de ritmo por si já está imbuído de um grau de incerteza (várias combinações temporais levam ao mesmo resultado final) o que corrobora com a utilização da lógica fuzzy para o entendimento do fenômeno e demanda estudos específicos. É importante destacar que a aplicação do modelo permitiu identificar que um alto nível de experiência não está balizado pela \"regra dos 10 anos de prática\" o que provavelmente tem a ver com o tipo de atividade estudada aqui, depende de uma habilidade mais motora e menos cognitiva. Isso indica que na corrida há outros fatores balizadores, como a frequência e o volume de treinos e a participação em provas. O sistema fuzzy de apoio a decisão para classificação do nível de experiência do praticante de corrida de fundo mostrou-se capaz de identificar e classificar a experiência em corrida com confiabilidade / The deliberate practice of running enhances the runner\'s movement pattern, but it is yet uncertain what are the contributions of running experience to body mechanics. In the course to unravel such contributions one is faced with a more basic question: what is an experienced runner? In spite of the well known rule of \"ten years of practice\" to become an expertise, there is no clear definition of what it is to be an experienced runner, hence to quantify the experience levei is a challenging task. One alternative to this task entails the development a system to support decision-making to classify the phenomenon using Fuzzy Linguistic Systems. The use of such systems is indicated to deal with phenomena that have an uncertain characterization because its identification allows different configurations. The goals of the study were: (i) to develop a fuzzy decision support system for classifying the running experience of non- elite long distance runners; (ii) to develop a running test to assess the runner\'s ability to pace control during running and that might be associated to experience levels. For the first goal, two Mamdani subsystems were developed from the judgements of three expert running coaches. In the first subsystem, the linguistic variables of training frequency and volume were combined and the output defined the quality of running practice. The second subsystem determined the running experience levei from the five output sets of the first subsystem combined with the number of races and practice time. The results of the model were highly consistent with the evaluation done by the three expert running coaches who created it (r > O,88, p < O,OOl) as well as with that of other five expert running coaches (r > O,86, p < O,OOl). For the second goal, considering that the running experts were quite confident that pace control is a marked ability of experienced runners, a running test was developed to assess the runner\'s ability to exert such control and that might be a reference for comparison with the experience levei defined by the fuzzy system based classification. Two running tests, 1000 and 3200 meters races, were developed and applied in a sample of 142 non-elite long distance runners in which they had a goal time to complete the test based on their personal last time in 10km or 5km races. Splits times we-re taken at each 200 m to identify the pace. Although it was possible to identify some typical pace distributions in the tests, they were not correlated to experience levels and also to the accuracy with which the goal time were attained. Overall, the classification of running experience based in a fuzzy system was consistent as one considers the degree of correlation between the model and the judgments made by the expert coaches. The lack of correlation with the pace control might be due to the fact that the test might not be appropriated. There is no consensus in the literature about what would be an objective, reliable and valid running pace control testo Pace control is in itself an uncertain process (many temporal combinations can yield the same final result) which agrees with the use fuzzy logic to unravel it, hence it warrants a set of particular investigations. It is important to remark that with the application of the model it was possible to verify that a high running experience levei is not constrained by \"the ten years of practice\" rule, which is likely to related to the activity studied here. This indicates that in running there are other constraints for experience such as training frequency, volume and participation in races. The fuzzy decision support system to classify the experience levei of the non-elite long distance runner proved to be capable to identify and classify the running experience with reliability
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Modelo preditivo fuzzy da mobilização do solo no sistema de plantio direto. / Fuzzy predictive model of soil mobilization in no-till system.Johann, André Luiz 22 February 2016 (has links)
As culturas do milho e da soja respondem pela maior parte da produção nacional de grãos, predominando o sistema de plantio direto. Para uma semeadura direta de qualidade, o bom aterramento do sulco é indispensável, pois garante um ambiente adequado às sementes. Neste sentido, é importante estimar a mobilização de solo promovida por uma haste sulcadora estreita durante esta operação. O modelo analítico existente visa representar a mobilização do solo no sistema de plantio convencional. Como consequência, há situações em que este não pode se aplicado, como no caso de hastes sulcadoras estreitas utilizadas em semeadoras de plantio direto. Nestas situações, o mecanismo de falha do solo pode se alterar, assumindo um comportamento não modelado na literatura. Essa pesquisa propõe um modelo fuzzy capaz de representar estas situações, aproveitando conhecimento da teoria de mecânica dos solos e da análise de resultados experimentais. No modelo proposto, parte das regras descrevem situações não abrangidas pelo modelo analítico, as quais foram formuladas a partir da estimativa das prováveis áreas de solo mobilizado. O modelo fuzzy foi testado com dados de experimentos conduzidos durante a pesquisa, em duas condições de granulometria de solo (arenoso e argiloso). O modelo proposto reproduziu as tendências observadas nos dados experimentais, mas superestimou os valores de área observados, sendo esse efeito bem mais intenso para os dados do experimento em solo arenoso. A superestimativa ocorreu devido à soma de diversos fatores. Um deles é a diferença entre as leituras experimentais, as quais consideram apenas o solo realmente movimentado, e a premissa do modelo analítico, que considera toda a área de solo incluindo aquela cisalhada, porém não mobilizada. Outro fator foi devido ao efeito do disco de corte da palha, que pré-cisalha o solo à frente da ferramenta. No ensaio em solo arenoso os valores observados de área de solo mobilizado foram menores que os esperados, intensificando o efeito de superestimativa do modelo fuzzy, sendo que este efeito não representa uma deficiência deste modelo. / Soybean and corn crops account for the majority of Brazilian crop production, predominantly under no-till system. A high quality no-till seeding requires adequate furrow finishing to ensure a suitable environment for seed germination and emergence. Therefore, it is important to estimate furrow soil mobilization promoted by a chisel opener during seeding operation. Existing analytical models aim to represent soil mobilization in conventional tillage. As result, there are situations which the model cannot be applied, such as the case of chisel opener of no-till seeders. Under these situations, soil failure mechanism may change assuming a behavior not modeled by other studies yet. This research proposes a fuzzy model to represent these situations, taking advantage of knowledge obtained from soil mechanics theory and analysis of experimental data. In the proposed model, part of the rules describes situations not covered by the analytical model, which were formulated based on the estimation of possible mobilized soil areas. The fuzzy model was tested using data from experiments for two conditions of soil particle size (sandy and clay). The model simulated trends observed in the experimental data but overestimated observed values of area, which effect was much more intense on sandy soil experiment. The overestimation was due a sum of factors. One is the difference between experimental and modeled data, the first only consider the really mobilized soil, while the last consider the whole soil area, including the sheared but not mobilized area. Another factor was the effect of the straw cutting disc, which pre-shear the soil in front of the tool. In sandy soil experiment, observed values of soil disturbed area were lower than expected, overestimating the effect of fuzzy model, which was not a deficiency of the model.
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Improving species distribution model quality with a parallel linear genetic programming-fuzzy algorithm. / Melhorar a qualidade de modelo de distribuição das espécies com um algoritmo paralelo de programação linear genético-fuzzy.Bieleveld, Michel Jan Marinus 09 September 2016 (has links)
Biodiversity, the variety of life on the planet, is declining due to climate change, population and species interactions and as the result f demographic and landscape dynamics. Integrated model-based assessments play a key role in understanding and exploring these complex dynamics and have proven use in conservation planning. Model-based assessments using Species Distribution Models constitute an efficient means of translating limited point data to distribution probability maps for current and future scenarios in support of conservation decision making. The aims of this doctoral study were to investigate; (1) the use of a hybrid genetic programming to build high quality models that handle noisy real-world presence and absence data, (2) the extension of this solution to exploit the parallelism inherent to genetic programming for fast scenario based decision making tasks, and (3) a conceptual framework to share models in the hope of enabling research synthesis. Subsequent to this, the quality of the method, evaluated with the true skill statistic, was examined with two case studies. The first with a dataset obtained by defining a virtual species, and the second with data extracted from the North American Breeding Bird Survey relating to mourning dove (Zenaida macroura). In these studies, the produced models effectively predicted the species distribution up to 30% of error rate both presence and absence samples. The parallel implementation based on a twenty-node c3.xlarge Amazon EC2 StarCluster showed a linear speedup due to the multiple-deme coarse-grained design. The hybrid fuzzy genetic programming algorithm generated under certain consitions during the case studies significantly better transferable models. / Biodiversidade, a variedade de vida no planeta, está em declínio às alterações climáticas, mudanças nas interações das populações e espécies, bem como nas alterações demográficas e na dinâmica de paisagens. Avaliações integradas baseadas em modelo desempenham um papel fundamental na compreensão e na exploração destas dinâmicas complexas e tem o seu uso comprovado no planejamento de conservação da biodiversidade. Os objetivos deste estudo de doutorado foram investigar; (1) o uso de técnicas de programação genética e fuzzy para construir modelos de alta qualidade que lida com presença e ausência de dados ruidosos do mundo real, (2) a extensão desta solução para explorar o paralelismo inerente à programação genética para acelerar tomadas de decisão e (3) um framework conceitual para compartilhar modelos, na expectativa de permitir a síntese de pesquisa. Subsequentemente, a qualidade do método, avaliada com a true skill statistic, foi examinado com dois estudos de caso. O primeiro utilizou um conjunto de dados fictícios obtidos a partir da definição de uma espécie virtual, e o segundo utilizou dados de uma espécie de pomba (Zenaida macroura) obtidos do North American Breeding Bird Survey. Nestes estudos, os modelos foram capazes de predizer a distribuição das espécies maneira correta mesmo utilizando bases de dados com até 30% de erros nas amostras de presença e de ausência. A implementação paralela utilizando um cluster de vinte nós c3.xlarge Amazon EC2 StarCluster, mostrou uma aceleração linear devido ao arquitetura de múltiplos deme de granulação grossa. O algoritmo de programação genética e fuzzy gerada em determinadas condições durante os estudos de caso, foram significativamente melhores na transferência do que os algoritmos do BIOMOD.
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Análise morfológica de imagens e classificação de aberrações cromossômicass por meio de lógica fuzzy / Morphological images analysis and chromosomic aberrations classification based on Fuzzy LogicSouza, Leonardo Peres 18 October 2011 (has links)
Este trabalho desenvolve uma metodologia para a automação da análise morfológica de imagens de cromossomos humanos irradiados no reator nuclear IEA-R1 (localizado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN, em São Paulo, Brasil) e, portanto, sujeitos a aberrações morfológicas. Esta metodologia se propõe a auxiliar na identificação, caracterização e classificação de cromossomos pelo profissional citogeneticista. O desenvolvimento da metodologia inclui a elaboração de um aplicativo baseado em técnicas de inteligência artificial utilizando Lógica Fuzzy e técnicas de processamento de imagens. O aplicativo desenvolvido foi denominado de CHRIMAN e é composto de módulos que contêm etapas metodológicas que suprem aspectos importantes para a obtenção de uma análise automatizada. A primeira etapa é a padronização dos procedimentos de aquisição das imagens digitais bidimensionais de metáfases através do acoplamento de uma câmera fotográfica digital comercial comum à ocular do microscópio utilizado na análise metafásica convencional. A segunda etapa é relativa ao tratamento das imagens obtidas através da aplicação de filtros digitais, armazenamento e organização das informações tanto do conteúdo da imagem em si, como das características extraídas e selecionadas, para posterior utilização nos algoritmos de reconhecimento de padrões. A terceira etapa consiste na utilização do banco de imagens digitalizadas e informações extraídas e armazenadas para a identificação dos cromossomos, sua caracterização, contagem e posterior classificação. O acerto no reconhecimento das imagens cromossômicas é de 93,9%. Esta classificação é baseada nos padrões encontrados classicamente em Buckton [1973], e possibilita o auxílio ao geneticista no procedimento de análise dos cromossomos com diminuição do tempo de análise e criando condições para a inclusão deste método num sistema mais amplo de avaliação de danos causados às células pela exposição à radiação ionizante. / This work has implemented a methodology for automation of images analysis of chromosomes of human cells irradiated at IEA-R1 nuclear reactor (located at IPEN, São Paulo, Brazil), and therefore subject to morphological aberrations. This methodology intends to be a tool for helping cytogeneticists on identification, characterization and classification of chromosomal metaphasic analysis. The methodology development has included the creation of a software application based on artificial intelligence techniques using Fuzzy Logic combined with image processing techniques. The developed application was named CHRIMAN and is composed of modules that contain the methodological steps which are important requirements in order to achieve an automated analysis. The first step is the standardization of the bi-dimensional digital image acquisition procedure through coupling a simple digital camera to the ocular of the conventional metaphasic analysis microscope. Second step is related to the image treatment achieved through digital filters application; storing and organization of information obtained both from image content itself, and from selected extracted features, for further use on pattern recognition algorithms. The third step consists on characterizing, counting and classification of stored digital images and extracted features information. The accuracy in the recognition of chromosome images is 93.9%. This classification is based on classical standards obtained at Buckton [1973], and enables support to geneticist on chromosomic analysis procedure, decreasing analysis time, and creating conditions to include this method on a broader evaluation system on human cell damage due to ionizing radiation exposure.
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Lógica fuzzy aplicados ao registro de alarmes e eventos em subestações no padrão IEC 61850. / Fuzzy logic applied to registration of alarms and events in substations in standard IEC 61850.Ribeiro, Luiz Gustavo 23 November 2015 (has links)
A aplicação de técnicas de Inteligência artificial em sistemas elétricos de potência permite a resolução de problemas onde soluções tradicionais não mostram bons resultados. Por exemplo, após a ocorrência de uma falta, um sistema automatizado toma todas as medidas necessárias para proteger o sistema e assumir um estado seguro de operação. Nessa ocasião, cabe aos operadores verificar todas as mensagens e dados disponíveis, selecionando aquelas relevantes, para então chegar a uma conclusão sobre o evento ocorrido. Apenas após esse diagnóstico, com base em seu conhecimento, o operador pode ordenar o restabelecimento do sistema ou sua manobra para outro estado. Esse processo é lento e passível de falhas, pois as informações são usualmente conflitantes e confusas, devido à avalanche de eventos, alarmes e alertas decorrentes. Diante desta dificuldade, é interessante dispor de uma ferramenta automática de diagnóstico e apoio na tomada de decisão que torne essa tarefa mais ágil e com menores riscos. Este trabalho aborda a integração e a interoperabilidade de equipamentos de uma subestação elétrica em conformidade com a norma IEC 61850, e a utilização de sistemas inteligentes com lógica Fuzzy executados em um controlador programável moderno. O sistema proposto faz uso de recursos de comunicação da IEC 61850, com mensagens prioritárias padrão GOOSE incluindo valores analógicos de corrente de falta, além de mensagens no padrão TCP/IP MMS. Essas informações, alarmes e eventos, são processadas de forma automática por um motor Fuzzy que permite aproximar a decisão computacional à decisão humana, incluindo zonas de incerteza e lógica ponderada, permitindo respostas mais abstratas do que algo puramente binário. O sistema proposto foi submetido a um grande número de eventos com um simulador em tempo real, com equipamentos reais, tais como IEDs e um controlador programável de alto desempenho. Além disso o sistema usou um esquema de comunicação inovador para o módulo do processador de dados em tempo real (RTDP), inteiramente baseado nos protocolos da IEC 61850. / The application of artificial intelligence techniques in electric power systems allows solving problems where traditional solutions do not show good results. For example, in electric power systems, after the occurence of a fault, an automated system takes all necessary measures to protect the system and assume a safe state of operation. On this occasion, it is for operators to review all messages and data available, selecting those relevant to then come to a conclusion about the event that occurred. Only after this diagnosis, based on his knowledge the operator may order the restoration of the system or their operation to another state. This process is therefore slow and subject to failure, because the information is usually conflicting and confusing because of the avalanche of events, alarms and warnings arising. Faced with this difficulty, it is interesting to have an automatic diagnostic tool and support in decision making that makes this task quicker and with less risk. This paper addresses the integration and interoperability of an electrical substation equipment in accordance with IEC 61850, and the use of intelligent systems Fuzzy logic running on a modern programmable controller. The proposed system makes use of the IEC 61850 communication resources with priority GOOSE messages including standard analog values of fault current, as well as messages on standard TCP / IP MMS. This information, alarms and events, are processed automatically by a fuzzy engine that allows the computational approach to human decision making, including areas of uncertainty and weighted logic, allowing more abstract answers than purely binary. The proposed system has undergone a large number of events with a simulator in real time with actual equipment such as a programmable controller IEDs and high performance. In addition the system used an innovative communication scheme for the module\'s real-time data processor ( RTDP ), based entirely on the IEC 61850 standard protocols such as MMS and GOOSE messages.
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Algoritmo híbrido multi-objetivo para predição de estrutura terciária de proteínas / Multi-objective approach to protein tertiary structure predictionFaccioli, Rodrigo Antonio 12 April 2007 (has links)
Muitos problemas de otimização multi-objetivo utilizam os algoritmos evolutivos para encontrar as melhores soluções. Muitos desses algoritmos empregam as fronteiras de Pareto como estratégia para obter tais soluções. Entretando, conforme relatado na literatura, há a limitação da fronteira para problemas com até três objetivos, podendo tornar seu emprego insatisfatório para os problemas com quatro ou mais objetivos. Além disso, as propostas apresentadas muitas vezes eliminam o emprego dos algoritmos evolutivos, os quais utilizam tais fronteiras. Entretanto, as características dos algoritmos evolutivos os qualificam para ser empregados em problemas de otimização, como já vem sendo difundido pela literatura, evitando eliminá-lo por causa da limitação das fronteiras de Pareto. Assim sendo, neste trabalho se buscou eliminar as fronteiras de Pareto e para isso utilizou a lógica Fuzzy, mantendo-se assim o emprego dos algoritmos evolutivos. O problema escolhido para investigar essa substituição foi o problema de predição de estrutura terciária de proteínas, pois além de se encontrar em aberto é de suma relevância para a área de bioinformática. / Several multi-objective optimization problems utilize evolutionary algorithms to find the best solution. Some of these algoritms make use of the Pareto front as a strategy to find these solutions. However, according to the literature, the Pareto front limitation for problems with up to three objectives can make its employment unsatisfactory in problems with four or more objectives. Moreover, many authors, in most cases, propose to remove the evolutionay algorithms because of Pareto front limitation. Nevertheless, characteristics of evolutionay algorithms qualify them to be employed in optimization problems, as it has being spread out by literature, preventing to eliminate it because the Pareto front elimination. Thus being, this work investigated to remove the Pareto front and for this utilized the Fuzzy logic, remaining itself thus the employ of evolutionary algorithms. The choice problem to investigate this remove was the protein tertiary structure prediction, because it is a open problem and extremely relevance to bioinformatic area.
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Padrões dinâmicos de recrutamento muscular por EMG de alta densidade de diabéticos em diferentes níveis de severidade de neuropatia classificados por um modelo linguistico fuzzy / Dynamic patterns of muscular recruitment obtained by high-density EMG from diabetic subjects with different neuropathy degrees classified by a fuzzy-linguistic modelSuda, Eneida Yuri 12 July 2017 (has links)
Introdução: O objetivo desse estudo é obter um melhor entendimento de como o controle motor é afetado em indivíduos com polineuropatia diabética (PND). A oscilação da força e da atividade eletromiográfica (EMG) durante contrações voluntárias isométricas têm sido estudados como um modelo simplificado dos mecanismos fisiológicos que estão por trás do controle do movimento. A análise dos padrões de recrutamento muscular dos membros inferiores obtidos pela EMG de alta densidade, juntamente com a análise dos dados de força relativos às articulações do joelho e do tornozelo, sob a ótica da análise da complexidade, contribui para o entendimento dos efeitos da doença no controle dos movimentos. Além disso, analisar a complexidade da força e da atividade muscular de indivíduos diabéticos com PND levando em conta o progresso da severidade da doença, desde os estágios subclínicos aos mais avançados, irá ajudar no entendimento de como as alterações neuromusculares vão se instalando no curso da doença. As hipóteses desse estudo foram: a PND altera a complexidade motora o que se reflete em um aumento na magnitude da variabilidade e em uma diminuição da estrutura da variabilidade nos dados de força e EMG; e essas alterações pioram com a severidade da doença. Métodos: Foram avaliados 10 sujeitos controles e 38 sujeitos diabéticos, classificados como ausentes, leves, moderados ou graves, em relação ao nível da PND, por um sistema de tomada de decisão fuzzy cujas variáveis de entrada são clínicas. Foi adquirido o sinal EMG de alta densidade (matriz de 64 eletrodos) dos músculos tibial anterior, gastrocnêmio medial, vasto lateral e bíceps femoral durante a contração isométrica a 10%, 20% e 30% da contração voluntária máxima. Simultaneamente, foi adquirido o sinal da força isométrica durante a flexão e extensão de joelho e tornozelo. Foram calculados o desvio padrão e a sample entropy da força, e o root mean square e a sample entropy do EMG. As diferenças entre os grupos para as variáveis obtidas da força e do EMG foram verificadas através de análises multivariadas (alfa=0,05). Resultados: No geral, durante a flexão de tornozelo, sujeitos moderados e graves apresentaram um maior desvio padrão da força, e sujeitos moderados apresentaram menor sample entropy da força. Durante a extensão de tornozelo, os sujeitos moderados apresentaram maior desvio padrão da força e todos os grupos diabéticos apresentaram menor sample entropy da força. Durante a extensão do joelho, os sujeitos moderados apresentaram um maior desvio padrão e uma menor sample entropy da força. O tibial anterior apresentou um maior root mean square no grupo ausente e uma menor sample entropy nos sujeitos leves. O gastrocnêmio medial apresentou maior sample entropy nos sujeitos moderados e graves. Os sujeitos graves apresentaram menor sample entropy no vasto lateral em todos os níveis de força estudados. Conclusões: A PND afeta a complexidade do sistema neuromuscular durante contrações isométricas de baixa intensidade, reduzindo a capacidade do sistema de se adaptar às demandas mecânicas desafiadoras. Os padrões de complexidade neuromuscular observados não estavam associados à gravidade da doença, com a maioria das alterações sendo observadas no grupo moderado / Introduction: The general proposal of this study is to get a better understanding on how motor control is affected in diabetic polyneuropathy (DPN) individuals. Fluctuations of the force and sEMG signal during isometric voluntary contractions have been studied as a simplified model of the physiological mechanism that underlies the control of movement. The analysis of the muscular recruitment patterns from lower limbs, obtained by high-density sEMG, together with the corresponding force signal outputs from knee and ankle joints, in the light of complexity analysis, adds to the knowledge of the disease effects in motor control. Additionally, examining the complexity of force and muscle activity of DPN individuals, along with the development of DPN from subclinical to the more severe stages, will help us understanding how the alterations will develop with the DPN progression. The hypotheses of this study are that: DPN alters the motor complexity, expressed as an increased amount of variability and a decreased structure of variability in sEMG and force outputs, and these alterations are aggravated by the severity of the disease. Methods: We assessed 10 control subjects and 38 diabetic subjects, classified as absent, mild, moderate, or severe DPN, by a fuzzy-system based on clinical variables. Multichannel sEMG (64-electrode matrix) of tibialis anterior, gastrocnemius medialis, vastus lateralis and biceps femoris muscles were acquired during isometric contractions at 10%, 20%, and 30% of the maximum voluntary contraction, and force levels were recorded during dorsiflexion, plantarflexion, knee extension and knee flexion. Standard deviation and sample entropy of force signals were calculated and root mean square and sample entropy were calculated from sEMG signals. Differences among groups of force and sEMG variables were verified using a multivariate analysis of variance (alpha=0.05). Results: Overall, during dorsiflexion contractions, moderate and severe subjects had higher force standard deviation and moderate subjects had lower force sample entropy. During plantarflexion, moderate subjects had higher force standard deviation and all diabetic subjects had lower entropy. During knee extension moderate DPN subjects demonstrated high force standard deviation and low force sample entropy. Tibialis anterior presented higher root mean square in absent group and lower entropy in mild subjects. For gastrocnemius medialis, entropy was higher in severe and lower in moderate subjects. Severely affected participants showed low sample entropy in vastus lateralis at all force levels. Conclusions: DPN affects the complexity of the neuromuscular system during low-level isometric contractions, reducing the system\'s capacity to adapt to challenging mechanical demands. The observed patterns of neuromuscular complexity were not associated with disease severity, with the majority of alterations recorded in moderate subject
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Desenvolvimento de medidas integradas de saúde e de ambiente para apoio à tomada de decisão / Development of integrated health and environment measures using Fuzzy logic to support decision makingOliveira, Daniel Canavese de 12 September 2012 (has links)
As investigações acerca da relação entre as áreas de saúde e ambiente são atuais no debate sobre desenvolvimento sustentável, embora abordem fenômenos complexos e envolvendo incerteza de conhecimento. O uso de medidas síntese representa uma maneira de apreender parte da realidade nesses temas a fim de subsidiar atividades e tomadas de decisões. O objetivo dessa tese foi integrar informações de saúde e de ambiente e propor um indicador para avaliação de países desenvolvidos e em desenvolvimento. Para tanto foram desenvolvidos dois estudos com o uso de fundamentos da Teoria de Conjuntos Fuzzy. O primeiro estudo destinava- se a avaliar os estados e capitais do Brasil, com base em indicadores no escopo da atenção primária em saúde e cobertura de serviços de saneamento básico, integrados em uma medida síntese: o Índice Agregado de Saúde Ambiental. Os resultados do modelo fuzzy, comparados com outras medidas de sustentabilidade, sugerem situações de desigualdades no país. As regiões norte, nordeste e parte da centro-oeste apresentaram os menores valores do indicador em contrapartida aos maiores valores encontrados nas regiões sul e sudeste. O Índice Agregado de Saúde Ambiental tem potencial para formulação de hipóteses e também colaborar no debate acerca do desenvolvimento sustentável. O segundo estudo visou classificar o cenário de saneamento ambiental dos municípios do Algarve, litoral de Portugal, com uso de informações quantitativas, qualitativas e, também, medidas de opinião. A medida síntese integrada recebeu a denominação de Índice de Saneamento Ambiental. A elaboração do modelo fuzzy envolveu a participação de especialistas do Ministério da Saúde de Portugal. Os resultados do modelo fuzzy sugerem uma assimetria intra- regional com um grupo de municípios Alcoutim, Monchique e Silves que reúnem os menores valores dessa medida síntese e de outros indicadores de sustentabilidade. Por fim, as medidas de ambos os estudos foram comparadas com outras de sustentabilidade e encerram evidências da viabilidade de medidas integradas de saúde e ambiente e apontam para propriedades do uso de métodos com a lógica fuzzy. / The relation between environmental characteristics and health is one of the priorities in the debate about sustainable development. The environmental health area addresses complex phenomena and involves uncertainty regarding knowledge. The apprehension of a portion of the reality in this area using indicators is important to decision support. The main objective of this study is to present two proposals based on the Fuzzy Logic which aggregate specific indicators of health and environment in order to produce an index to the analysis of developing and developed countries. The first proposal has been designed to evaluate Brazils states and capitals based on indicators in the scope of primary health care and coverage of sanitations services. The indicators have been integrated into a summary measure named Index of Environmental Health. The results have been compared with other measures of sustainability. The northern, northeastern and central-western regions of Brazil have shown the lowest index. In contrast, the highest values of that index have been found in the south and the southeast regions of Brazil. These results may reveal situations of inequality in Brazil. The Index of Environmental Health has shown the potential for formulating hypotheses in the debate about sustainable development. The second proposal has aimed to classify the environmental sanitation status in the Algarvians cities, in Portugal, using quantitative and qualitative information and also opinion based measures. The integrated summary measure has been named Index of Environmental Sanitation. The development of this measure has involved the participation of experts from the Ministry of Health. The results have been compared with sustainability measures. They have shown that the worst values of this summary measure have occurred in Alcoutim, Monchique and Silves. In conclusion this study evidences some contributions for decision support obtained from environmental health integrated measures using fuzzy logic.
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Sistema de controle por imagem para indivíduos tetraplégicos ou com lesões cerebrais / Control system image for individuals or quadriplegic with brain damageGomez, Benigno Alonso 25 April 2007 (has links)
Um dos grandes desafios para a reabilitação de indivíduos que sofreram traumas resultando na sua incapacidade de interação com o ambiente é o desenvolvimento de um sistema que possibilite a esse indivíduo a mínima capacidade de comunicação. Em casos extremos, indivíduos perdem os movimentos dos membros superiores, pescoço e a capacidade de comunicação por voz, ficando praticamente isolados do ambiente. O sistema de controle por imagem proposto é baseada na interpretação de seqüências de imagens que compõem movimento do globo ocular, usando como elemento de controle a região da pupila iluminada por diodos emissores de luz (LED\'s) de infravermelho. A tomada de decisão do sistema para a interpretação do movimento do globo ocular utiliza um controlador baseado em lógica fuzzy, que classifica o movimento do globo ocular em padrões pré-determinados e gera um sinal de controle, que pode ser utilizado para o acionamento de um hardware ou software adicionais, conforme a utilização do sistema proposto. O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de uma interface homem-máquina de baixo custo, permitindo acesso desses indivíduos ao computador pessoal. / One of the biggest challenges for rehabilitation of people that suffered traumas resulting in environment iterating inabilities is a system development that allows this individuals the minimal communication ability. In extreme circumstances, persons loose superior limbs and neck movements, and also voice communication capacity, staying almost isolated from environment. The proposed image controlled system is based on the interpretation of image sequences that compose the eye movement, using as control element the opening of the pupil illuminated by infra-red light emissor diode (LEDs). The decision-making for the eye movement analysis uses a fuzzy logic controller, that classifies this movement accord to pre-determinated patterns standard and returns a control signal, used for a hardware or software activation. The project goal is the development of a low cost man machine interface, allowing the access for these individuals to a personal computer.
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Modelagem matemática para otimização e previsibilidade de produtividade do trigo pelas formas de fornecimento do nitrogênioBrezolin, Ana Paula 06 May 2015 (has links)
O trigo (Triticum aestivum L.) é uma espécie mundialmente cultivada pelo valor importantíssimo no mercado dos produtos agrícolas. Portanto, inúmeros derivados são obtidos através de sua industrialização que vão desde a farinha para fabricação de pães, massas, biscoitos, o farelo na alimentação animal e até o gérmen utilizado na indústria farmacêutica, na produção de óleos e dietéticos. Por ser da família das gramíneas, o trigo não tem como característica a fixação biológica de nitrogênio, necessitando assim, que esse nutriente seja suprido através de fertilizantes para completar seus processos biológicos de crescimento e reprodução. Aliado a este fator, a cultura antecessora e as variáveis meteorológicas também interferem diretamente na dinâmica de uso e aproveitamento do nitrogênio na produção e qualidade de grãos. Portanto, a adubação nitrogenada se insere como um fator importante seja ela de liberação sintética ou pela decomposição orgânica da palhada. A decomposição dos resíduos das culturas antecessoras depende das suas características, seja pela relação carbono/nitrogênio (C/N) que envolve teores de carbono solúvel, celulose e lignina, bem como, a umidade, temperatura e outros fatores. O presente trabalho tem como objetivo determinar modelos que permitam elucidar a dinâmica de aproveitamento do nitrogênio e sua otimização de uso sobre a expressão dos caracteres de produção do trigo classe industrial tipo pão (BRS Guamirim) sobre o efeito das doses e fracionamento do nutriente em distintos sistemas de cultivo. Assim, buscar nesta cultura um ajuste mais aprimorado da adubação nitrogenada atrelada às condições de fracionamento do nutriente na expressão de biomassa e grãos e da eficiência desta relação, ligando o precedente cultural de alta e reduzida liberação de N-residual junto à interatividade constante das variáveis meteorológicas. Uma condição-chave em qualificar o manejo desta espécie em inferências às condições regionais do noroeste do estado do Rio Grande do Sul, principal região produtora do Brasil. O experimento tratou da avaliação dos fatores nos anos de 2012, 2013 e 2014, no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR) do Departamento de Estudos Agrários da UNIJUÍ, localizado no município de Augusto Pestana (RS). Na condição de cultivo com cobertura residual de elevada e reduzida relação C/N (sistema soja/trigo e milho/trigo, respectivamente), dois experimentos foram conduzidos em cada sistema, um para quantificar a taxa de produção de biomassa e, o outro, para a colheita no final do ciclo, visando exclusivamente à estimativa da produtividade de grãos. Portanto, nos quatro experimentos, o delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro repetições, seguindo um esquema fatorial 4 x 3 nas fontes de variação doses de N-fertilizante (0, 30, 60, 120 kg de N ha-1) na fonte uréia e fracionamento do N-fertilizante, nos estádios fenológicos (V3, V3/V6 e V3/R4). A condição V3 representa a dose cheia utilizada do nitrogênio e V3/V6 e V3/R4, o fracionamento com 70% da dose em V3, e o restante 30% adicionado em V6 ou R4. O estádio V3 é caracterizado como o início do afilhamento, com a emissão da terceira folha com colar (ao redor de 30 dias após emergência); V6 define a finalização do afilhamento no surgimento da sexta folha com colar e início da visualização do primeiro nó do colmo principal sobre o solo (ao redor de 60 dias após emergência) e; R4 é caracterizado como início da antese (ao redor de 90 dias após a emergência) na cultivar de trigo BRS Guamirim. A alta taxa de produção de biomassa não mostrou-se determinante na definição da dose e fracionamento de nitrogênio mais ajustado na previsão do rendimento de grãos, em ambos os sistemas de cultivo. Em anos favoráveis de cultivo frente à precipitação pluviométrica e sistema de alta liberação de N-residual (sistema soja/trigo), a dose sem fracionamento do N-fertilizante se mostra indicado, evidenciando maior rendimento de grãos. Em condições de baixa liberação de N-residual (sistema milho/trigo) o fracionamento é o mais indicado, no entanto, na condição V3/R4, a eficiência sobre a produtividade de grão é reduzida. Os modelos de regressão linear múltipla qualificam
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a estimativa da biomassa, principalmente, quando incluído as variáveis doses de nitrogênio, dias ao corte, soma térmica e precipitação para incrementar o modelo múltiplo, juntamente com o fracionamento da adubação nitrogenada, para ambos os sistemas de cultivo (soja/trigo e milho/trigo). Também qualificam a produtividade de grãos as variáveis meteorológicas como soma térmica e precipitação junto à dose e fracionamento do nitrogênio frente às condições de alta e reduzida liberação de N-residual, qualificando em alta eficiência na previsão da produtividade. O modelo proposto via superfície de resposta também mostrou-se altamente significativo na previsibilidade da produtividade de grãos de trigo, através das doses e épocas de fornecimento da adubação nitrogenada. O modelo múltiplo na interatividade nitrogênio com as variáveis meteorológicas na proposição de estimativas da produtividade biológica junto às estimativas do índice de colheita permitiram uma nova proposta de simulação da produtividade de grãos em trigo. O modelo baseado em sistemas de regras fuzzy (SBRF) utilizando parâmetros climáticos e de manejo do nitrogênio se mostrou altamente eficiente na modelagem matemática voltada a simulação da produtividade de grãos de trigo. / 149 f.
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