Dentro da área da Robótica, Robôs Móveis têm recebido crescente atenção. Robôs móveis se propõem a realizar uma variedade de tarefas mais complexas que seus antecessores, os robôs industriais. Para tal, são necessárias técnicas que lhes permitam interagir de forma efetiva com o ambiente. A parte mais essencial desta interação é o Sistema de Navegação que é um conjunto de métodos e procedimentos que o robô utiliza para se locomover e encontrar seu caminho no mundo. Infelizmente, as pesquisas até agora têm demonstrado pouco sucesso quando os robôs são submetidos a tarefas do mundo real. Métodos baseados em modelagem matemática são inadequados para os robôs móveis, porque seu ambiente é dinâmico e mutável. Já os métodos que rejeitam inteiramente os modelos do mundo e simplesmente reagem às contingências do ambiente, não conseguem ser escalados para problemas complexos. Apesar destas dificuldades, a natureza parece ter se saído particularmente bem ao dotar animais e seres humanos da capacidade de navegação. Uma abordagem recente é buscar inspiração nela. Esta abordagem é representada pelo estudo dos Mapas Cognitivos - estruturas mentais, encontradas em desde ratos até seres humanos, que permitem registrar fatos e raciocinar a respeito dos espaços. Os Mapas Cognitivos da natureza são implementados em Redes Neurais Naturais - os cérebros. Pesquisadores de computação e engenharia procuram imitá-lo com as Redes Neurais Artificiais. Este trabalho propõe criar um sistema de navegação para robô móvel, inspirado no mecanismo de mapa cognitivo, implementado através de Redes Neurais Artificiais. O objetivo é obter um sistema robusto, capaz de responder as exigências de desempenho presentes em tarefas do mundo real. / In the arca of Robotics, Mobile Robots have been receiving increasing attention, mainly because they can perform a larger variety of tasks than their predecessors, the industrial robots. Mobile Robots need techniques that enable them to interact effectively with the environment. The most essential part of this interaction is the Navigation System - the set of methods and procedures they need to walk, and find their way in the world. Unfortunately, research has shown small success when robots are applied to real world tasks. Methods of mathematical modeling are inadequate to mobile robots, because their environment is dynamic and mutable. On the other hand, methods that completely reject world models, and just react to environment c,ontingencies, do not scale well. Despite these difficulties, Nature has been successful in providing animais and human beings with navigational capabilities. A recent approach is to get inspiration from Nature. This approach is represented by the study of Cognitive Maps, which are mental structures found from mice to human beings, that enables the registration of facts and the reasoning about the environment. Nature\'s cognitive maps are implemented in natural neural networks - the brains. Technology tries to imitate them with Artificial Neural Networks. This dissertation proposes to build a mobile robot navigation system, inspired by the cognitive map mechanism, and implemented by Artificial Neural Networks. The aim is to obtain a robust system able to respond to the performance demand of real world tasks.

Este trabalho trata de um problema característico de organizações constituídas por diversas unidades operacionais com autonomia para definir as próprias regras de desenvolvimento de suas atividades e formas de atuação, mas que também precisam interoperar. Esse problema pode ser traduzido em necessidades de flexibilidade e especificidade dos sistemas de informação. Uma maneira de permitir o desenvolvimento de sistemas de informação com a flexibilidade necessária é a construção de sistemas modulares, onde cada unidade operacional escolhe os módulos que lhe convém, podendo escolher diferentes versões de um módulo para cada função. Para alcançar autonomia de gerenciamento de dados por parte dos subsistemas que compõem urna aplicação é necessário modularizar a base de dados, fazendo com que cada módulo possa ter seu próprio repositório de dados que conterá apenas os dados relevantes as suas transações. Desse modo, este trabalho propõe diretrizes para a modularização de bases de dados, contemplando o compartilhamento e a interoperabilidacle da informação. A modularização foi incorporada ao processo genérico de projeto de base de dados através da inclusão de duas novas fases nesse processo. Como conseqüência da modularização, surgem relacionamentos entre módulos, propondo-se, então, a integração desses através de objetos integradores, que contemplem a possível heterogeneidade do ambiente de gerenciamento de dados. Para caracterizar e delimitar o problema, bem como validar a solução proposta por este trabalho, foi utilizado um estudo de caso de urna associação de cooperativas médicas. / This work is considering a typical problem of organizations composed by several operational units that have autonomy to define their own mies for the development of their activities and modus operandi, but they also need to interact. This problem can be translated in needs of fiexibility and specificity of the information systems. A solution for this problem is the construction of modular systems, where each operational unit is able to choose its modules and different versions of each function. For the subsystems of an application to manage data autonomously, the database must be modularized so that each module generated can have its own repository of data containing only the data relevant to its own transactions. Thus, this work proposes guidelines for the database modularization, considering information sharing and interoperability. The modularization is done including two new phases in the generic database design process. The relationships among modules, resulted from the modularization process, can be solvecl through a software component to integrate the modules. Thus, this work also proposes the construction of integration objects to integrate database modules, considering the heterogeneity of the data management. The solution proposecl by this work is ifiustrated and validated through a case study of a medicai services administrating company.

Esta dissertação investiga a possibilidade de integração de Redes Neurais Artificiais (RNAs) e Método Estocásticos para previsão de séries temporais. O problema de previsão é geralmente abordado através de Métodos Estocásticos. Ultimamente, as RNAs têm sido muito utilizadas para a construção de previsores não lineares em diferente áreas de aplicações. Contudo, as arquiteturas da RNAs devem também ser parcimoniosas, ou seja, apenas considerar as entradas mais relevantes para realizar uma boa previsão. Assim, várias abordagens vêm sendo propostas para melhorar o projeto de arquitetura em problemas de previsão. Alguns exemplos destas abordagens são a combinação de RNAs e métodos Box 8c Jenkins, as técnicas de seleção usando métodos de poda de RNAs e modelos de RNAs com capacidade de processamento temporal. Além disso, as vantagens particulares dos previsores construídos seguindo tais abordagens podem ser combinadas através de comitês ou combinadores de previsão. Os experimentos desta dissertação foram realizados com dados sobre séries temporais de cotação de moedas e ações. / This work investigates the potential integration of Artificial Neural Networks (ANNs) and Stochastic Methods for time series prediction. The prediction problem is usually solved through stochastic methods. Recently, ANNs have been used in order to create nonlinear predictors in different arcas of application. However, the ANNs architecturcs should also be parsimonious, e. g., they should just consider the most relevant inputs so as to earry out good predietions. Therefore, severa] approaches have been proposed in order to improve the architecture design in this realm. Some examples of those approaches are the combination of ANNs the Box & Jenkins method, the variable seleetion teehniques using pruning methods and ANNs dynamic models with processing temporal skills. Besides, the particular advantages of each individual predictor that are created following those approaches can bc combined through a forecasting committee. The experiments of this dissertation were carried out using real-world data sets of exchange rate and stock markets time series.

Neste trabalho estudamos os contatos genéricos de superfícies com famílias de hiperplanos e utilizamos os resultados para descrever os duais destas superfícies e as singularidades da aplicação de Gauss. Apresentamos duas abordagens para este estudo: o estudo dos teoremas de genericidade para famílias de funções altura definidas em hipersuperficies em espaços euclidianos, e os correspondentes resultados para hipersuperficies projetivas. A interpretação geométrica das singularidades destas famílias é discutida nos casos especiais de curvas planas, superfícies em R3 e superfícies em P3. Como aplicação, descrevemos os conjuntos duais nestas dimensões e estudamos as cúspides da aplicação de Gauss projetiva. / In this work we study the generic contacts of hypersurfaces with families of hyperplanes and we use these results to describe the duals of these surfaces and the singularities of the Gauss map. We discuss the genericity theorems for the family of height functions of embeddings of hypersurfaces in euclidian spaces and the corresponding results for projective hypersurfaces. The geometric interpretations of the singularities of these families are presented for the cases of plane curves, surfaces in R3 and projective hypersurfaces in P3. As final example, we study the cusps of the projective Gauss map.

Em simulação de filas diferentes métodos de coleta de dados podem ser aplicados com características e problemas distintos. Um dos métodos mais utilizados é o batch means que consiste de uma grande rodada de simulação dividida em batches consecutivos de observações, sendo sua principal fonte de erro causada pela correlação entre as médias dos batches. Existem duas regras principais para definir a relação entre número e tamanho de batches: a regra FNB (o número de batches é fixo enquanto seu tamanho cresce linearmente com o tamanho da amostra) produzindo amplos intervalos de confiança que tendem a conter a média real do processo e com menor correlação entre as médias dos batches; a regra SQRT (número e tamanho dos batches cresce segundo a raiz quadrada do tamanho amostrai) produzindo pequenos intervalos de confiança com uma convergência mais rápida da distribuição das médias dos batches para uma distribuição Normal. Com o objetivo de melhorar a qualidade dos intervalos de confiança (boa cobertura e redução de amplitude) obtidos para o método batch means foram propostas duas novas regras denominadas LBATCH e ABATCH (Fislunan & Yarberry, 1994) que, de formas diferentes, utilizam alternadamente as regras FIVB e SQRT conforme o resultado de um teste de correlação entre as médias dos batches. Utilizando-se linguagens não especificas de simulação foi programada a fila M/M/1 e, simulada por Monte-Carlo, conseguiu-se boa redução na amplitude dos intervalos de confiança mantendo-se boa cobertura. Neste trabalho são utilizadas as regras LBATCH e ABATCH para a fila M/M/1 programada na linguagem de simulação GPSS/H, buscando estender a aplicabilidade dessas regras devido a facilidade em programar sistemas, mesmo mais complexos, nesta linguagem. Ainda que utilizando-se um tamanho amostrai bem menor, obteve-se uma maior redução na amplitude dos intervalos de confiança, que a fornecida por linguagens não específicas, contudo houve também significativa redução na taxa de cobertura. / In queueing simulation differents methods of data collection must be applied in distinguished problems and characteristics. One of the most useful methods is batch means that consist in a long run of simulation divided in nonoverlapping batches of observations and its main source of error it is caused throught correlation between the means of the batches. There are two principal mies to define the relationship among the number and size of batches: the FNB mie (the number of batches is fixed while your size increases linearly with the size of sample) producing large confidence intervals tend towards contam n the true parameter of the process and minor correlation between the means of the batches; the SQRT rule (number and size of batches increase like square root of the size sample) producing short confidence intervals with a convergence more rapidly the distribution of the means of the batches to a Normal distribution. In goal to get better quality of confidence intervals (great coverage and reduction of length) obtained for method of batch means were proposed two new mies named LBATCH and ABATCH (Fislunan & Yarbeny, 1994) that in a different way use the mies FNB and SQRT altematly depending of the result of a correlation test between the means of the batches. Utilizing not specific languages of simulation was programated a M/M/1 queueing model and simulated by Monte-Cano, got a great reduction in the length of confidence intervals conserving great coverage. In this work the utilized mies are LBATCH and ABATCH to a M/M/1 queueing system programed in language of simulation GPSS/1-1., looking for extending the applicability of the mies due to the facility to program systems in this language even the most complex. Still utilizing a smaller size of sample, obtained a bigger reduction at length of confidence intervals, provided through not a specific language. However there was also a significative reduction of coverage.

Apresentamos neste trabalho, uma análise bayesiana para dados clínicos exponenciais com variáveis auxiliares. Formulamos uma abordagem bayesiana com densidades a priori informativas, obtidas através das variáveis auxiliares sob o contexto de modelos lineares generalizados, para estimar os parâmetros de interesse, testar o modelo e prever a sobrevivência de pacientes com doenças graves. Diferentes funções de ligações são consideradas. O método que iremos examinar consiste na obtenção de informações a priori para a média das respostas, com correspondentes variáveis auxiliares fixas de modo que se possa induzir uma distribuição a priori sobre os coeficientes de regressão a partir de médias condicionais a priori. Esta abordagem utiliza os algoritmos computacionais do tipo Gibbs Sampling/Metropolis-Hastings e será comparada com a inferência bayesiana exata. Finalizamos com aplicações em dados clínicos exponenciais para pacientes com leucemia utilizando amostras completas e amostras censuradas. / In this work, a Bayesian analysis for the exponential clinica] data with auxiliary variables is presented. This Bayesian approach, with informative priors obtained under the context of generalized linear models with fixed auxiliary variables, is formulated to estimate the parameters of interest, to test models and to predict the survival time of patients with serious diseases. Various link functions are considered. The method that we are going to study consists in obtaining prior information for the response mean corresponding to observable variables with fixed covariates, such that we are able to induce a prior distribution on the regression coefficients. This approach uses Gibbs Sampling/Metropolis-Hastings algorithms and it will be compared with the exact Bayesian inference. We end with applications based on censored and uncensored exponential clinica] data for patients with leukemia diseases.

Este trabalho apresenta um ambiente integrado para simulação de escoamentos bidimensionais incompressíveis com superfícies livres, denominado Freeflow-2D. Este sistema é compostos por quatro módulos: um modelador de moldes e escoamentos - Modflow- 2D, um simulador de escoamentos - Simflow-2D, um visualizador de escoamentos - Visflow- 2D e um reiniciador de escoamentos - Resimflow-2D. A comunicação entre os módulos do sistema é feita por arquivos. O Freeflow-2D implementa o método GENSMAC e foi baseado na estrutura de dados do Freeflow-3D. Os objetos geométricos (fluidos, contêineres, injetores e ejetores) são representados pela estrutura de dados B-Rep (Boundary Representation). Alguns resultados de simulação utilizando este sistema são apresentados e comparados com os do sistema Freeflow. / This work presents an integrated environment for the simulation of the two-dimensional incompressible flows with free surfaces, named Freeflow-2D. This system consist of four modules: a geometric model module - Modflow-2D, a simulation module - Simflow- 2D, a visualization module - Visflow-2D and a restart module - Resimflow-2D. The communication between the modules is made by means of files. The Freeflow-2D employed the GENSMAC method and was based in the data structure of the Freeflow-3D. The geometric objects (fiuids, containers, inflows and outflows) are represented by a B-Rep (Boundary Representation) data structure. Some results of the simulation using this system are presented and compared to the results of the Freeflow system.

Os avatars, ou ferramentas de análise de desempenho de sistemas distribuídos baseadas em tecnologias de realidade virtual, surgem como novas ferramentas de monitoramento e visualização gráfica do comportamento dos sistemas paralelos e distribuídos. Neles o formato de arquivo utilizado é o SDDF (Self-Defining Data Format) que vem se tornando padrão de armazenamento entre as ferramentas baseadas nesta tecnologia. A finalidade desde trabalho é investigar e desenvolver um sistema de captura e rastreamento das operações no formato ODBC (Open Database Connectivity), que ocorrem no ambiente intranet e disponibilizar tais dados no formato especifico, o SDDF possibilitando a visualização em avatars. / The avatars or analyzer of performance toolkits appear as new tools to monitoring and graphics visualization for parallel and distributed systems. They are based on virtual reality technologies. Where, their file formats are SDDF (Self-Defining Data Format), which are becoming a storage standard among these technology-based tools. In this work have been investigated and developed a system that provides the capture and the rastering of aze ODBC (Open Database Connectivity), and these operations occur on intranet environment. The system aini is to disponibilize the collected of information in the SDDF specified formar, becoming able their visualiza tion on avatars.

Este trabalho apresenta um método de apoio ao processo de mapeamento da abstração de generalização para o Modelo Relacional, o qual proporciona um conjunto completo de opções de mapeamento. A definição e avaliação destas opções de mapeamento foram realizadas considerando-se alguns aspectos da estrutura conceituai da abstração de generalização. Tais aspectos estão relacionados às restrições de sobreposição e participação, e em particular, ao atributo critério, o qual define a especialização de um tipo genérico em tipos específicos. Além disso, considerou-se outros fatores, representados por propriedades, que fazem parte das características básicas de uma ocorrência da abstração de generalização. Para conduzir os analistas e projetistas na escolha de uma opção de mapeamento apropriada, é apresentada uma árvore de decisão, que foi construída de acordo com as restrições e propriedades definidas, as quais são identificadas como relevantes em cada ocorrência da abstração de generalização. Para a validação do desenvolvimento teórico das técnicas de mapeamento que foram propostas, e também, para o tratamento completamente automatizado da abstração de generalização, desde a representação em um modelo orientado a objetos até sua representação relacional, foi construída uma fermenta. / This dissertation presents a method to support the generalization abstraction mapping process for relational model in order to offer a complete set of options for mapping. The definition and evaluation of these options were carried out by considering some aspects of conceptual structure, of the generalization abstraction. Such aspects are related to overlapping and disjoint restrictions, and, particularly, to attribute criterion which defines the specialization of a generic type into specific types. Furthermore, other factors were considered and represent by properties which are part of the basic characteristics of an occurrence of generalization abstraction. To conduct the analysts and designs to choose an appropriate option for the mapping a decision tree is presented. It was built according to the defined restrictions and properties identified as relevant in each occurrence of generalization abstraction. For the validation of the theoretical mapping techniques proposed here and for the completely automated treatment of generalization abstraction, from the representation in an object oriented model to its relational representation, a tool was developed.

Independentemente do tipo de manutenção conduzida - conetiva, preventiva, adaptativa ou evolutiva, as atividades de teste de regressão são necessárias para testar as modificações realizadas e as eventuais novas funcionalidades de um programa, e, principalmente, para testar se as funcionalidades já existentes não foram afetadas adversamente pelas modificações. Visando a aplicar o teste de regressão de uma maneira sistemática a um baixo custo e com eficácia, muitas técnicas têm sido propostas na literatura. Essas diversas técnicas são divididas em duas abordagens: retest-all e seletiva. A abordagem retest-ali utili7a todo o conjunto de casos de teste disponível para testar as modificações, enquanto que a abordagem seletiva utiliza um subconjunto dos casos de teste disponíveis para testar as modificações. As técnicas baseadas na abordagem seletiva têm sido muito estudadas, pois visam a diminuir os esforços despendidos no teste de regressão reduzindo o número de casos de teste a serem reexecutados. Diante da diversidade das técnicas seletivas, fazem-se necessários estudos empíricos para avaliar e comparar a aplicação dessas técnicas. Assim, este trabalho visa a aplicar e avaliar empiricamente duas técnicas de teste de regressão que têm se mostrado promissoras: a Técnica baseada em Modificação (Wong et ai., 1997a) e a Técnica baseada em Mutação Seletiva (Wong et 1997b). Para auxiliar nessa avaliação, um framework, proposto por Rothennel e Harrold (1996), é utilizado. Com a realização desses experimentos, espera-se contribuir para o estabelecimento de estratégias de teste de regressão efetivas e de baixo custo. / Independently of the type of maintenance carried out - corrective, preventive, adaptative or perfective, regression testing activities are necessary to test the modifications and the new eventual features, and, mainly, to test if the features existent were not adversely affected by the modifications. Aiming at carrying out the regression testing systematically, with low cost and effecliveness many techniques have been proposed in the literature. The,se techniques are divided into two approaches: retest-all and selective. The rete,st-all approach uses the complete test case set available; meanwhile, the selective approach selects a subset to cany out the regression testing. Many re,searchers have studied the techniques based on the selective approach, since they aim at reducing the efforts during the regression testing reducing the test case set to be reexecuted. As there are several techniques based on selective approach, empirical studies are necessary to evaluate and compare these techniques. Thus, this work aims at evaluating and comparing the application of two pronising regression testing techniques: Tedmique based on Modification and Technique based on Selective Mutation. A fiamework, proposed by Rothennel and Harrold, is used to evaluate these techniques. The accomplislunent of these studies contributes towards the establislunent of effective and low cost regression testing strategies.