A teoria das redes complexas é uma área altamente interdisciplinar que oferece recursos para o estudo dos mais variados tipos de sistemas complexos, desde o cérebro até a sociedade. Muitos problemas da natureza podem ser modelados como redes, tais como: as interações protéicas, organizações sociais, o mercado financeiro, a Internet e a World Wide Web. A organização de todos esses sistemas complexos pode ser representada por grafos, isto é, vértices conectados por arestas. Tais topologias têm uma influencia fundamental sobre muitos processos dinâmicos. Por exemplo, roteadores altamente conectados são fundamentais para manter o tráfego na Internet, enquanto pessoas que possuem um grande número de contatos sociais podem contaminar um grande número de outros indivíduos. Ao mesmo tempo, estudos têm mostrado que a estrutura do cérebro esta relacionada com doenças neurológicas, como a epilepsia, que está ligada a fenômenos de sincronização. Nesse trabalho, apresentamos como técnicas de mineração de dados podem ser usadas para estudar a relação entre topologias de redes complexas e processos dinâmicos. Tal estudo será realizado com a simulação de fenômenos de sincronização, falhas, ataques e propagação de epidemias. A estrutura das redes será caracterizada através de métodos de mineração de dados, que permitirão classificar redes de acordo com um conjunto de modelos e determinar padrões de conexões presentes na organização de diferentes tipos de sistemas complexos. As análises serão realizadas com aplicações em neurociências, biologia de sistemas, redes sociais e Internet / The theory of complex networks is a highly interdisciplinary reseach area offering resources for the study of various types of complex systems, from the brain to the society. Many problems of nature can be modeled as networks, such as protein interactions, social organizations, the financial market, the Internet and World Wide Web. The organization of all these complex systems can be represented by graphs, i.e. a set of vertices connected by edges. Such topologies have a fundamental influence on many dynamic processes. For example, highly connected routers are essential to keep traffic on the Internet, while people who have a large number of social contacts may infect many other individuals. Indeed, studies have shown that the structure of brain is related to neurological conditions such as epilepsy, which is relatad to synchronization phenomena. In this text, we present how data mining techniques data can be used to study the relation between complex network topologies and dynamic processes. This study will be conducted with the simulation of synchronization, failures, attacks and the epidemics spreading. The structure of the networks will be characterized by data mining methods, which allow classifying according to a set of theoretical models and to determine patterns of connections present in the organization of different types of complex systems. The analyzes will be performed with applications in neuroscience, systems biology, social networks and the Internet

O estudo de caminhadas aleatórias em meios desordenados e um assunto bastante explorado e pode modelar uma grande variedade de problemas, como por exemplo, problemas de transporte (difusão). O estudo de caminhadas determinísticas em meios desordenados é um assunto pouco explorado. Em uma paisagem composta de N sítios distribuídos aleatoriamente no espaço, um caminhante ("turista") visita estes sítios seguindo a seguinte regra determinística: ir para o sítio vizinho mais próximo que não tenha sido visitado nos últimos passos. De cada sítio inicial, a trajetória obtida com esta dinâmica determinística apresenta inicialmente um tempo de transiente t, onde novos sítios são visitados, e no final um atrator de período p, onde os mesmos sítios são sempre revisitados. Apesar da simplicidade do modelo, a dinâmica e complexa e os resultados não são triviais. Para dimensionalidades d = 2, a distribuição de atratores de período p, obtida numericamente, pode ser descrita por uma lei de potência com um corte exponencial. Os modelos de ligações aleatórias simétricas (que representa o limite de alta dimensionalidade d = 1 do modelo proposto) e assimétricas indicam que o corte exponencial se torna menos importante à medida que N aumenta. O expoente da lei de potência independe da memória tau, sendo portanto uma distribuição robusta. A dinâmica do turista pode ser aplicada a problemas mais abstratos, onde apenas relações de ordem entre vizinhos são dados. O estudo (por amostragem) da estrutura de um dicionário de sinônimos e um exemplo que foi considerado. Mostrou-se que as palavras podem ser embebidas em um espaço Euclidiano de baixa dimensionalidade.Este resultado concorda com um recente estudo exaustivo realizado e questiona o modelo de análise semântica latente. Com a finalidade de entender a transição entre uma caminhada determinística e uma caminhada aleatória, generalizou-se o problema com memória nula designando uma distribuição de probabilidades para o turista visitar os diversos sítios. Esta distribuição e parametrizada por uma variável externa T (temperatura) de modo que para T = 0 têm-se a caminhada do turista como caso limite e para T tendendo para infinito todos os sítios são visitados com igual probabilidade. Resultados analíticos (d = 1) e numéricos mostram a existência de uma região bem delimitada de transição entre os regimes não-ergódico (baixa temperatura) e ergódico (alta temperatura). Uma analogia é estabelecida com o modelo de vidros de Bouchaud. A eficiência da caminhada com relação aos novos sítios visitados, foi estudada e ela e máxima na borda da aleatoriedade, ou seja, ao redor da temperatura de transição. / The study of random walks in disordered media is one well-developed subject and it can model a great variety of problems, for instance, problems of transport (diffusion). The study of deterministic walks in disordered media is a subject not too explored. In a landscape composed of N sites randomly distributed in of, a walker ("tourist") visits these sites following the deterministic rule: going to the nearest site that has not been visited in the last tau steps. From each initial site, the trajectory, obtained with this deterministic dynamics, presents initially a time transient t, where new sites are visited, and, in the end, a p-period attractor, where the same sites are always revisited. In spite of the simplicity of the model, the dynamics is complex and the results are not trivial. For dimensionalities d = 2, the distribution of p-period obtained numerically can be described by a power law with an exponential cut. The models of symmetrical random connections (that represents the limit of high dimensionality d = 1 of the proposed model) and asymmetrical random connections indicate that the exponential cut turns out to be less important as N increases. The exponent law of the power law does not depend on the memory tau, being therefore a robust distribution. The tourist dynamics can be applied to more abstract problems, where just relationships of neighbor order are given. The study (by sampling) of the structure of a dictionary of synonyms has been considered. It has been shown that the words can be embedded in an Euclidean space of low dimensionality. This result agrees with a recent exhaustive study accomplished and it challenges the model of latent semantic analysis. With the purpose of understanding the transition between a deterministic and a random walk a generalization of the problem, with null memory has been performed by designating a distribution of probabilities for the tourist to visit the several sites. This distribution has the external variable T (temperature) as a parameter so that, when T = 0 it has the tourist walk as a limiting case and for T tending to infinity all of the sites are visited ith equal probability. Analytical numerical results (d = 1) show the existence of well delimited transition between non-ergodic (low temperature) and ergodic (high temperature) regime. An analogy is established Bouchaud glass model. The walk efficiency, regarding the new visited sites to trajectory length, has been studied and it is maximum at the edge of stochasticity, in other words, around the temperature of transition.

O presente trabalho discute o papel de instituições internacionais, particularmente a Corte Penal Internacional (CPI) como maneira efetiva de reduzir o número e/ou gravidade de crimes contra a humanidade, crimes de guerra e genocídio. A ação da CPI é direcionada contra líderes, ou seja, autoridades políticas, comandantes de forças armadas, autoridades civis, etc, que autorizam ou promovem estes tipos de crimes. Para simular a ação da CPI são utilizadas redes complexas visando construir uma sociedade hierárquica onde os líderes de maior importância são os de maior conectividade, podendo espalhar seus pontos de vista ou ordens através de uma cadeia de indivíduos progressivamente menos conectados. Desta forma se estes líderes praticam improbidade, corrupção ou qualquer tipo de ação criminosa contra indivíduos ou grupos, é muito difícil e improvável que sejam processados pelas cortes de seu próprio país. Foi para aliviar esta situação, combatendo a impunidade nos altos escalões, que a CPI foi formada. Sua missão é processar e condenar crimes contra a humanidade, crimes de guerra e o crime de genocídio através de uma organização supra-nacional capaz de agir sobre líderes criminosos em qualquer país. No presente estudo a ação da CPI é simulada pela remoção do líder corrupto e substituição do mesmo por uma liderança não criminosa. As práticas criminosas do líder corrupto podem no entanto ter se espalhado entre a população antes da ação da CPI. Neste trabalho procuramos determinar a possibilidade de uma única ação da CPI ser suficiente ou se intervenções futuras são necessárias dependendo do grau de deterioração dos direitos humanos no país hipotético. Os resultados evidenciam o efeito positivo das ações da CPI para uma quantidade relativamente pequena de intervenções. Também comparam-se os efeitos da CPI com as ações do sistema judiciário nacional local, onde os lideres são de certa forma difíceis de processar criminalmente. Resultados mostram evidência de que a impunidade de líderes corruptos prejudica a habilidade das cortes em combater violações dos direitos humanos em toda a sociedade. / This work discuss the role of international institutions, like the International Criminal Court (ICC), as an effective way of reducing the number and/or gravity of crimes against humanity, war crimes and genocide. The action of the ICC is directed against leaders, i.e. political autho- rities, army commanders, civil leaders, etc, that authorize or promote these kinds of crimes. In order to simulate the action of the ICC the framework of scale free networks is used to build a hierarchical society where the most important leaders have the highest connectivity and can spread their points of view, or their orders, through a chain of less but still highly connected deputy chiefs or opinion chieftains. In this way, if they practice misconduct, corruption, or any kind of discriminatory or criminal actions against individuals or groups, it would very difficult and improbable that they will be prosecuted by the courts of their own country. It is to alleviate this situation and to fight impunity that the ICC was created. Its mission is to process and con- demn crimes against humanity, war crimes and the crime of genocide though a supranational organism that can act on criminal leaders in any country. In this study, the action of the ICC is simulated by removing the corrupt leader and replacing it by a ”decent”one. However, as the criminal action of the corrupt leader could have spread among the population by the time the ICC acts, we try to determine if a unique action of the ICC is sufficient or if further actions are required, depending on the degree of deterioration of the human rights in the hypothetical country. The results evidence the positive effect of the ICC action with a relatively low number of interventions. The effect of the ICC is also compared with the action of the local national judiciary system, where the leaders are somewhat difficult from process. Results show evidence that the impunity of corrupt leaders hinders the ability of the courts to fight human rights violations on the whole society.

o objetivo deste trabalho é investigar redes bidimensionais de mapas acoplados localmente. A dinâmica local é dada pelo mapa quártico que possui dois atratores. Diferentes tipos de condições iniciais são usadas: valores iniciais aleatórios para cada sítio da rede, várias regiões uniformes com diferentes valores entre si. Diferentes estados assintóticos são encontrados ao se variar a intensidade ou a topologia do acoplamento local entre os sítios. Estes estados são caracterizados e interpretados ao longo do trabalho pelas distribuições dos valores dos sítios e pela rugosidade média da rede. / We investigate a two-dimensional, locally coupled map lattice (CML) with the local dynamics driven by the multi-attractor quartic map. Different sets of initial conditions such as random inital values for each site or random initial values for regions were tested leading to the same qualitative results. The system reaches different asymptotic states as the intensity or the topology of the local coupling is varied. These states are characterized and interpreted throughout this work by the distributions of the values of the maps and by the average roughness over the lattice.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2018-09-06T17:59:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) sophia_andrade_coelho.pdf: 1001228 bytes, checksum: 99ba4066b64da80f6d9ecaf0fd0d2b33 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-10-04T19:17:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) sophia_andrade_coelho.pdf: 1001228 bytes, checksum: 99ba4066b64da80f6d9ecaf0fd0d2b33 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-04T19:17:04Z (GMT). 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A linguagem ? um dos fatores necess?rios para a abstra??o e intelig?ncia, e o estudo de sua emerg?ncia pode ser a pe?a chave para o cont?nuo desenvolvimento de mentes artificiais. As formas de intera??o e linguagem a emergir entre tais agentes beneficiam as capacidades de representa??o, e a comunica??o pode ser o ponto de partida para que os agentes desenvolvam e compartilhem conceitua??es do mundo, possibilitando o desenvolvimento de n?veis cognitivos elevados. Esta disserta??o tem como objetivo geral defender que a sem?ntica artificial existe e pode ser teoricamente sustentada a partir do pragmatismo e da teoria da ena??o, compreendendo o fen?meno da linguagem como um sistema complexo e din?mico emergido entre tais agentes. Os objetivos espec?ficos incluem uma an?lise e exposi??o das contribui??es de diversos campos das Ci?ncias Cognitivas, de forma a apontar a modelagem e simula??o Multiagente como m?todo capaz de rever, aprimorar e desenvolver teorias por um m?todo pass?vel de verifica??o. Como metodologia deste trabalho, adotou-se a revis?o bibliogr?fica por meio de an?lises, estudos e revis?es de peri?dicos, artigos, trabalhos e livros que abordaram intera??es complexas entre agentes, emerg?ncia da linguagem, semi?tica de Peirce e conceitos de lingu?stica cognitiva. Os resultados indicam que, compreendendo a linguagem como um sistema de rela??o simb?lica a partir do pragmatismo de Peirce e do m?todo anal?tico, os SMA s?o capazes de gerar formas de linguagem e consequentemente abstra??o e intelig?ncia. Assim, a linguagem ? abordada como um sistema complexo e multicausal que pode ser mais bem compreendido por meio de modelagens computacionais baseadas em sistemas complexos. A compet?ncia dos agentes de transformar o meio torna-os ativos na cria??o de formas pr?prias e genu?nas de linguagem e nas mudan?as de seu pr?prio sistema, formando um grupo funcional e inteligente. Conclui-se, com base na Lingu?stica Cognitiva e no pragmatismo, que a partir dos processos de intera??o a sem?ntica artificial existe, ? medida que pode-se gerar artificialmente jogos de linguagem e usos emergentes de signos como formas aut?nomas de representa??es de alto n?vel. / Disserta??o (Mestrado Profissional) ? Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncias Humanas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2018. / The multi-agent based systems (MAS) are made up of information processing units (virtual agents), engineered to allow interaction among their peers and their own environment over time. These systems are developed for the study of the emergence of language and intelligence among agents. With these models, in which the variables related to communication can be more precisely measured and controlled, one can study the origin and the interferences that entail natural language. Also, the factors that influence language, and what language itself is able to influence could be better understood. Since language is one of the elements necessary for abstraction and intelligence, the study of its emergence may be the key element for the development of artificial intelligence. The forms of interaction and language to emerge among agents benefit capacities of representation so that communication may be the starting point for the agents to conceptualize their world, allowing them to develop high cognitive levels. Our general aim is to defend that artificial semantics exists from pragmatism and the theory of enation, understanding the phenomenon of language as a complex and dynamic system emerged among such agents. Our specific goal includes contributions to the advances in the fields of Artificial Intelligence and the reality of human language itself, in order to review, improve and develop theories by a selectable method. The methodology chosen was through research, studies, and reviews of periodicals, articles, works and books that involve complex interactions, language emergence, Peirce's semiotics and linguistic concepts. The results show that, comprehending language as a system of symbolic relations from pragmatism and analytic methods, MAS are able to generate forms of language and consequently abstraction and intelligence. This way, language is seen as a complex and multicausal system that may be better understood from computing modelling based in complex systems. The competence of the agents to transform their environment makes them active in creating and changings of their own system, forming a functional and intelligent group. Based on cognitive linguistics and pragmatism, we conclude that artificial semantics exist from interaction processes, since it is possible to notice the emergence of language and autonomous forms of high level representations.

O presente trabalho apresenta um anova proposta de tratamento de estruturas espirais em meios contínuos oscilatórios na vizinhança de bifurcações de Hopf supercríticas. Tais estruturas são normalmente descritas pela Equação de Cinzburg-Landau Complexa a qual usa um campo complexo associado a essas oscilações. A proposta apresentada reduz a dinâmica de espirais à interação entre os centros das mesmas. Inicialmente, comparamos numericamente as duas descrições e com os ganhos computacionais decorrentes da abordagem reduzida caracterizamos finamente as estruturas espaço-temporais formadas nesses sistemas: em vez dos estados congelados mencionados anteriormente na literatura encontrou-se uma dinâmica espaço-temporal intermitente. Esse regime ocorre em duas fases distintas: Líquido de Vórtices e Vidros de Vórtices. Esta última evolui em escalas de tempo ultralentas como fenômenos semelhantes encontrados na Mecânica Estatística, apesar de sua origem puramente determinista.

O objetivo principal deste trabalho é apresentar um protocolo para avaliação de compatibilidade entre a gestão de procedimentos e a complexidade do sistema sócio-técnico em que esses são aplicados. Tal protocolo consiste das seguintes etapas: (a) delimitação do sistema sócio-técnico a ser estudado; (b) caracterização do sistema sócio-técnico; (c) caracterização da complexidade do sistema em estudo; (d) aplicação de dois tipos de questionários aos membros do sistema investigado; um deles destinado a avaliar a percepção em relação a um conjunto de princípios acerca de como os procedimentos deveriam ser gerenciados em um sistema complexo; outro destinado a avaliar a percepção acerca da extensão pela qual os princípios realmente são usados; (e) uma reunião de retorno dos resultados da avaliação aos membros do sistema sócio-técnico; (f) elaboração de recomendações para melhorar a gestão de procedimentos. A aplicação do protocolo é ilustrada por meio de um estudo de caso na sala de controle de uma refinaria de petróleo. / The main objective of this dissertation is to introduce a protocol for assessing the compatibility between the procedures management and the complexity of a socio-technical system in which these are applied to. This protocol consist of the following steps: (a) definition of the socio-technical system to be studied, (b) characterization of socio-technical system, (c) characterizing of the system under study complexity, (d) applying two questionnaires of different kinds to the members of the system investigated, one of them to assess the perceptions in relation to a set of principles about how the procedures should be managed in a complex system, and another designed to assess the perception of the extent to which the principles are actually used, (e) carrying out a return meeting of the assessment results to the members of socio-technical system, (f) developing of recommendations to improve management procedures. The application of the protocol is illustrated through a case study in an oil refinery control room.

SILVA, Samuel Morais da. Propriedades dinâmicas de redes de Kleinberg. 2015. 71 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-28T21:53:53Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_smsilva.pdf: 6345616 bytes, checksum: 705401ad498eb92e473d5a63a9e41c49 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-28T21:54:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_smsilva.pdf: 6345616 bytes, checksum: 705401ad498eb92e473d5a63a9e41c49 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T21:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_smsilva.pdf: 6345616 bytes, checksum: 705401ad498eb92e473d5a63a9e41c49 (MD5) Previous issue date: 2015 / A great number of systems defined as complex consist of interconnected parts or individual components performing a network or graph. Communication between the parts is essential for their existence so that it is necessary a better understanding of their ability to communicate depending on the amount of information that transits. The dynamics of package transport in these systems and the emergence of congestion are problems of high scientific and economic interest. In this work we investigate the dynamical properties of transport of packages (informations) between sources and previously defined destinations, considering different models of spatially embbeded networks such as lattice and Kleinberg. More precisely, we study a second-order continuous phase transition from a phase of free transport to a congestion phase, when the packages are accumulated in certain regions of the network. By means of a Finite Size Scaling, we describe this phase transition characterizing its critical exponents. For 1D and 2D lattice networks, we observe that the critical parameter $p_c$ scales with exponents approximately $-1$ and $-0.5$ with respect to the system size. In the case of Kleinberg newtorks where shortcuts between two nodes $i$ and $j$ are added to the network according to a probability distibution given by $P(r_ {ij}) sim r_{ij}^{-alpha}$, we show that the best scenario occurs when $alpha = d$, where $d$ is the dimention of the topology structure. In this regime, package traffic were shown to be more resilient to the increase of number of packages in the network. The confirmation of our result is obtained not only from direct measure of order parameter, that is, the ratio between undelivered and generated packets, but is also supported by our analysis of finite size. / Um grande número de sistemas complexos são constituídos de partes ou componentes individuais interligados. A comunicação nestes sistemas é essencial para a sua existência sendo necessário o estudo de sua capacidade de se comunicar dependendo da quantidade de informação que está circulando na rede. A dinâmica do transporte de pacotes de informação em tais sistemas e o surgimento de seu congestionamento são problemas de elevado interesse científico e econômico. Neste trabalho, nós determinamos como os elementos de vários modelos de rede espacialmente embebidos, sendo redes regulares e redes de Kleinberg, alteram suas propriedades dinâmicas de transporte de pacotes tratando-as como redes de comunicação. Mais precisamente, estudamos uma transição de fase contínua de segunda ordem de uma fase de transporte de pacote livre para uma fase de congestão, quando os pacotes são acumulados na rede, e descrevemos esta transição por meio de expoentes críticos. Para as redes regulares em $1D$ e $2D$, vimos que respectivamente, o parâmetro crítico $p_c$ escala com expoentes de aproximadamente $-1$ e $-0.5$ para o tamanho do sistema. Já nas redes de Kleinberg, nós mostramos que o melhor cenário, quando o tráfego de pacotes é mais resiliente para o aumento do número de pacotes, é conseguido quando os atalhos são adicionados à rede entre dois nós, nomeadamente nós $ i $ e $ j $, com probabilidade $P(r_ {ij}) sim r_{ij}^{-alpha}$ quando $alpha = d $, onde $ d $ é a dimensão da estrutura subjacente. Além disso, este resultado é obtido não só a partir da medição direta do parâmetro de ordem, ou seja, a relação entre o número de pacotes não entregues e pacotes gerados, mas também é suportada pela nossa análise de tamanho finito.

Seres humanos são capazes de desenvolver complexas estruturas de conhecimento que podem ser utilizadas de modo flexível para lidar com o ambiente de maneira apropriada. Estas estruturas de conhecimento constituem um núcleo que suporta processos cognitivos, tais como a percepção, a categorização, o planejamento, etc. A Inteligência Artificial, enquanto área de investigação, ocupa-se de desenvolver meios que viabilizem a reprodução destas capacidades cognitivas em agentes artificiais. Por este motivo, a investigação de abordagens que permitam a representação de conhecimento de um modo flexível se revela altamente relevante. Com o objetivo de superar algumas das limitações típicas da teoria clássica, que é adotada por várias abordagens propostas na Inteligência Artificial, este trabalho propõe um arcabouço cognitivamente inspirado para representação de conhecimento e raciocínio que integra aspectos de três diferentes teorias cognitivas a respeito de como conceitos são representados na cognição humana: teoria clássica, teoria do protótipo e teoria do exemplar. O arcabouço resultante é capaz de suportar a composicionalidade, a tipicalidade, a representação de instâncias atípicas dos conceitos, e a representação da variabilidade de indivíduos classificados por cada conceito. Consequentemente, o arcabouço proposto também suporta raciocínio lógico e baseado em similaridade. As principais contribuições deste trabalho são a concepção teórica e a formalização de um arcabouço cognitivamente inspirado para representação de conhecimento e raciocínio. Uma outra contribuição deste trabalho é uma abordagem de raciocínio para classificação que utiliza a abordagem de representação de conhecimento proposta. Além disso, este trabalho também apresenta duas abordagens para seleção de exemplares representativos de cada conceito e uma abordagem para extração de protótipos de conceitos. Nesta tese também é apresentado um sistema para interpretação automática de processos deposicionais que adota o arcabouço proposto. Experimentos realizados em uma tarefa de classificação sugerem que o arcabouço proposto é capaz de oferecer classificações mais informativas que as oferecidas por uma abordagem puramente clássica. / Human beings can develop complex knowledge structures that can be used for dealing with the environment in suitable ways. These knowledge structures constitute a core that supports several cognitive processes, such as perception, categorization, planning, etc. The Artificial Intelligence, as a research field, aims at developing approaches for mimicking these cognitive capabilities in machines. Due to this, it is important to investigate approaches that allow representing the knowledge in flexible ways. In order to overcome some limitations of the classical theory of knowledge representation, which is adopted by several approaches proposed in the Artificial Intelligence field, this work proposes a cognitively-inspired framework for knowledge representation and reasoning which integrates aspects from three different cognitive theories about concept representation in the human cognition: classical theory, prototype theory and exemplar theory. The resulting framework can support compositionality, typicality, representation of atypical instances of concepts, and representation of the variability of the individuals classified by each concept. Consequently, the proposed framework also supports logical reasoning and similarity-based reasoning. The main contributions of this work are the formalization of a cognitively-inspired framework for knowledge representation and reasoning, two approaches for selecting representative exemplars of each concept and an approach of reasoning for classification that integrates logical reasoning and similarity-based reasoning and that is supported by definitions, prototypes and exemplars of concepts. This thesis also presents a system for automatic interpretation of depositional processes application that adopts the proposed framework. The experiments, which were performed on a classification task, suggest that the proposed framework provides classifications that are more informative than the ones provided by a classical approach.

O entendimento, dos comportamentos coletivos em termos de uma descriçã o microscó pica baseada nas regras de interações locais entre as partículas do sistema é um proposito bem estabelecido da Física Estatística. Parcialmente inspirados no sucesso da ligaçã o entre os comportamentos micro e macroscópicos, os fenô menos coletivos sociais são atualmente estudados em termos de modelos microscó picos de agentes interatuantes. Os dilemas sociais e o enigma evolutivo da cooperação são modelados como jogos. Neste contexto, dois modelos tem atraído mais a atençã o': O Dilema do Prisoneiro para interações entre pares de individuos e os Jogos de Bem Público para interações em grupos. Nesta dissertação estudamos sob que condiçõ es a cooperação pode emergir em um tipo de dinâ mica de dilema social, conhecido como Jogo de Bem Público Opcional (JBPO). Em particular, analisamos o efeito da topologia na emerge ncia e permanência da cooperação neste tipo de dinâ mica. Estudamos as propriedades globais dos JBPO numa rede regular bidimensional, sobre uma rede small-world e uma rede aleató ria. Aqui, os jogadores são colocados nos vértices da rede .e cada um deles adota um dos três estados possíveis (ou estrategias): cooperador (C), desertor (D) ou loner (L). Com o propósito de estudar,o efeito da interação em rede, usamos redes de tipo ,Pnall-wor/d (pequend , mundo) onde a probabilidade p de reconexão define o' grau de desordem. Esta probabilidade p de religaçã o determina o grau de desordem da rede desde uma rede regular, até uma rede aleató ria. Em combinação com o estudo sistemático do parâ metro p, també m é analisado o efeito da variaçã o do parâ metro r, fator de multiplicação do JBPO, no comportamento global do sistema. Através do estudo sistemático de ambos parâ metros, p e r, encontramos que o sistema apresenta duas dinâ micas diferentes: (i) convergência a um estado absorvente, em que todos os agentes terminam no estado de loner e (ii) evoluçã o a um estado de coexistê ncia, no qual' as três estrategias estã o presentes. No estado de coexiste ncia, para alguns valores dos parâ metros p e r, .a dinâ mica do sistema exibe um comportamento oscilató rio cíclico entre as três estraté gias. Finalmente e como principal contribuição deste trabalho, construímos o diagrama de fases no espaço dos parâ metros (p,r) para caracterizar as diferentes fases e o comportaniento coletivo que o sistema mostra. / Understanding the collective behavior in terms of a microscopic description based on the interaction roles among the particles is a well established purpose of the Statistical Physics. Partly ánspired by the success in linking micro and macro behavior, collective social phenomena are being currently studied in terms of interactíng agents. Social dilemmas and the evolutionary conundrum of cooperation are, modeled as games. In this context, two models have attracted most attention: The Prisoper Dilemma for pairwise interactions and The Public Goods Games for group interactions. In this dissertation, we study under which conditions cooperation can emerge in a type of social dilemma dynamics known as Optional Public Good Game (OPGG): In particular, we analyze the role of topOlogy in the emergence and mainfehance of cooperation in this kind, of dynamics. We have studied the global properties onhe OPGG on a . twd-diMensional regular network, on small world networks and random networks. Here, the players are placed at the nodes of the network and each can adopt one of three possible states _(or strategies): cooperator (C), defector (D) or loner (L). In orcler to study the effect of network interactions, we have used small-World type networks where the probability p of reconnection defines the disorder degree. This probability p of rewiring determines the disorder degree of the network from a regular lattice to a random network. In combination with the systematic study of the p parameter, we also analyzed the effect of variation of the r parameter, the multiplication factor of OPGG, on the global behavior of the system. In the coexistence state and for some values of the p and r parameters, the dynamics of the system exhibits a cyclic behavior among the three states. Finally, and as main contribution in this work, we have constructed a phase diagrarn in the parameter space (p,r) in order to characterize the different phases ahd collective behavior displayed by the system.