O planejamento probabilístico de mapa de rotas tem se mostrado uma poderosa ferramenta para o planejamento de caminhos para robôs móveis, devido a sua eficiência computacional, simplicidade de implementação e escalabilidade em diferentes problemas. Este método de planejamento possui duas fases. Na fase de construção, um mapa de rotas é gerado de forma iterativa e incremental, e armazenado na forma de um grafo G, cujos vértices são configurações livres, amostradas no espaço de configurações do robô e cujas arestas correspondem a caminhos livres de colisão entre tais configurações. Na fase de questionamento, dadas quaisquer configurações de origem e destino, \'alfa\' e \'beta\' respectivamente, o planejador conecta \'alfa\' e \'beta\' à G inserindo arestas que correspondem a caminhos livres de colisão, para então procurar por um caminho entre \'alfa\' e \'beta\' em G. Neste trabalho o foco reside principalmente na fase de construção do mapa de rotas. O objetivo aqui consiste em efetuar uma análise comparativa de diversas combinações de diferentes técnicas de amostragem das configurações livres e de diferentes técnicas de seleção de vértices em G, todas implementadas em um único sistema e aplicadas aos mesmos cenários. Os resultados propiciam um valioso auxílio aos usuários do planejamento probabilístico de mapas de rotas na decisão da melhor combinação para suas aplicações. / The probabilistic roadmap planning has emerged as a powerful framework for path planning of mobile robots due to its computational efficiency, implementation simplicity, and scalability in different problems. This planning method proceeds in two phases. In the construction phase a roadmap is incrementally constructed and stored as a graph G whose nodes are free configurations sampled on the robot\'s configuration space and whose edges correspond to collision-free paths between these configurations. In the query phase, given any start and goal configurations, \'alfa\' and \'beta\' respectively, the planner first connects \'alfa\' and \'beta\' to G by adding edges that correspond to collision-free paths, and then searches for a path in G between \'alfa\' and \'beta\'. In this work, we address mainly the roadmap construction phase. The goal here is to provide a comparative analysis of a number of combinations of different techniques for sampling free configurations and different node adding techniques, all implemented in a single system and applied to the same test workspace. Results help probabilistic roadmap planning users to choose the best combination for their applications.

Nos programas de melhoramento de cana-de-açúcar todos os anos são instalados experimentos com o objetivo de avaliar genótipos que podem eventualmente ser recomendados para o plantio, ou mesmo como genitores. Este objetivo é atingido com o emprego de experimentos em diferentes locais, durante diferentes colheitas. Além disso, frequentemente há grande desbalanceamento, pois nem todos os genótipos são avaliados em todos os experimentos. O emprego de abordagens tradicionais como análise de variância conjunta (ANAVA) é inviável devido à condição de desbalanceamento e ao fato de as pressuposições não modelarem adequadamente o relacionamento entre as observações. O emprego de modelos misto utilizando a metodologia REML/BLUP é uma alternativa para análise desses experimentos em cana-deaçúcar, permitindo também incorporar a informação de parentesco entre os indivíduos. Nesse contexto, foram analisados 44 experimentos (locais) de cana-de-açúcar do programa de melhoramento da cana-de-açúcar do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), com 74 genótipos (clones e variedades) e com até 5 colheitas. O delineamento foi o de blocos ao acaso com 2 a 6 repetições. O caráter analisado foi TPH (Tonelada de pol por hectare). Foram testados 40 modelos, os 20 primeiros foram avaliadas diferentes estrutura de VCOV para locais e colheitas, e os 20 seguintes, além das matrizes de VCOV, foi incorporada a matriz de parentesco genético, A. De acordo com AIC, verificou-se que o Modelo 11, o qual assume as matrizes FA1, AR1 e ID, para locais, colheitas e genótipos, respectivamente, foi o melhor, e portanto, o mais eficiente para seleção de genótipos superiores. Quando comparado ao modelo tradicional (médias dos experimentos), houve mudanças no ranqueamento dos genótipos. Há correlação entre o modelo tradicional e o Modelo 11 (_ = 0, 63, p-valor < 0, 001). A opção de utilizar modelo misto sem ajustar as matrizes de VCOV (Modelo 1) é relativamente melhor do que usar o Modelo Tradicional. Isto foi evidenciado pela correlação mais alta entre os modelos 1 e 11 (_ = 0, 87 com p-valor < 0, 001). Acredita-se que o emprego do Modelo 11 junto com experiência do melhorista poderá aumentar a eficiência de seleção em programas de melhoramento de cana-de-açúcar. / In breeding programs of sugarcane every year experiments are installed to evaluate the performance of genotypes, in order to select superior varieties and genitors. The use of ordinary approaches such as joint analysis of variance (ANOVA) is unfeasible due to unbalancing and assumptions that do not reflect the standard of relationship of the observations. The use of mixed models using the method REML/BLUP is an alternative. It also allows the incorporation of information from kinship between individuals. In this context, we analyzed 44 trials (locations) of sugarcane breeding program of sugarcane (Agronomic Institute Campinas, IAC), with 74 genotypes (varieties and clones), up to 5 harvests. The experimental design was randomized blocks with 2-6 replicates. The character was examined TPH (Tons of pol per hectare). We tested 40 models, the first 20 were evaluated different VCOV structure to locations and harvests, and 20 following addition of matrix VCOV was incorporated genetic relationship matrix, A. Under AIC, it was found that the model 11, which assumes matrices FA1, AR1 and ID for locations, harvests and genotypes, respectively, was the best. There is a moderate correlation between traditional model and model 11 (_ = 0.63, p-value < 0.001), when ranking the genotypes. The option of using mixed model without adjusting matrices VCOV (model 1) is better than using the traditional model. This was suggested by the higher correlation between models 1 and 11 (_ = 0.87 with p-value < 0.001). We believe that the usage of model 11 together with breeders experience can increase the efficiency of selection in sugarcane breeding programs.

A produção animal com foco nas características qualitativas da carcaça e na composição do corpo vazio de bovinos nortearam as discussões do capítulo 1o desta tese. No segundo capítulo, dados de nove estudos foram compilados para avaliar os efeitos da seleção para peso pós-desmame nas características de carcaça e qualidade de carne em rebanhos experimentais Nelore Controle (NeC), Nelore Seleção (NeS), Caracu (CaS), Guzerá (GuS) e Gir (GiS). Estes estudos foram conduzidos com animais do programa de melhoramento genético da Estação Experimental de Sertãozinho. Após a prova de ganho de peso, machos (n=490) de progênies nascidas entre 1992 e 2000 foram abatidos para avaliação das características de carcaça e de qualidade de carne. Foi conduzida uma meta-análise com modelo de coeficientes aleatórios; neste rebanho foi considerado efeito fixo e tratamentos dentro de ano e ano (progênie) efeitos aleatórios. Tanto o grau de maturidade calculado como o peso vivo inicial foram usados como covariáveis. As carcaças de CaS e NeS foram mais pesadas que as carcaças de NeC e GiS; as carcaças de GuS apresentaram pesos intermediários. Animais CaS apresentaram o menor valor de força de cisalhamento, comparados aos NeS, NeC, GuS e GiS. A seleção para peso pós-demame aumentou o tamanho corporal, o peso da carcaça e os pesos dos cortes cárneos comerciais sem alterar o rendimento de carcaça e o conteúdo de gordura corporal. No capítulo 3o, equações de regressão linear para estimar a composição química corporal de bovinos CaS, NeS e NeC foram desenvolvidas a partir das composições química e física do corte das 9a -10a -11a costelas. Foram utilizados 56 machos não castrados, sendo 20 animais Ca, 20 NeS e 16 NeC, com 20 a 24 meses de idade ao abate. A composição química dividida em água, proteína, extrato etéreo e minerais foi determinada no corte das costelas e em amostras obtidas após moagem completa e homogeneização de todos os tecidos corporais, separados em: sangue, couro, cabeça + patas, vísceras e carcaça. Os componentes físicos músculo, gordura e ossos foram também determinados no corte das costelas. Os totais de água e extrato etéreo do corte das 9a -10a -11a costelas estimaram, com boa precisão, os totais de água, extrato etéreo e proteína no corpo vazio dos animais. As quantidades de músculo e gordura no corte das costelas foram eficientes para estimar os totais de água, extrato etéreo e proteína no corpo vazio. As composições química e física do corte das costelas pertimitiram estimar com precisão os componentes químicos do corpo vazio dos animais. Equações retiradas da literatura permitiram estimar, com precisão, os teores de extrato etéreo e água no corpo vazio dos animais deste estudo. / Animal production, specially beef cattle carcass characteristics and empty body composition were discussed in the first chapter. On the second chapter data from nine studies were compiled to evaluate the effects of selection for post-weaning weight on carcass characteristics and meat quality in experimental herds of control Nellore (NeC) and selected Nellore (NeS), Caracu (CaS), Guzerah (GuS) and Gir (GiS) breeds. These studies were conducted with animals from a genetic selection program at the Experimental Station of Sertãozinho. After the performance test, bulls (n = 490) from the progeny groups born between 1992 and 2000 were finished and slaughtered to evaluate carcass traits and meat quality. A meta-analysis was conducted with a random coefficients model in which herd was considered a fixed effect and treatments within year and year as random effects. Either calculated maturity degree or initial body weight were interchangeably used as covariates. The CaS and NeS had heavier carcasses than NeC and GiS; GuS were intermediate. CaS had the lowest shear force values compared to NeS, NeC, GuS and GiS. Selection for post weaning weight increased body size, carcass weight, and meat retail weights in Nellore without altering dressing percentage and body fat content. On the third chapter linear regression equations to estimate the empty body chemical composition of CaS, NeS and NeC bulls were established from chemical and physical composition of 9th-10th-11th rib cut. Fifty six intact males, being 20 Ca, 20 NeS and 16 NeC, from 20 to 24 months of age at slaughter were utilized. The content of water, protein, ether extract and ash were determined on the rib cut and on samples obtained after grinding and homogenizing the entire tissue, separated in: blood, hide, head + feet, viscera and carcass. The physical components muscle, fat and bones were also determined on the rib cut. Total of water and ether extract in the 9th-10th-11th rib cut estimated with great precision the total of water, ether extract and protein on animals\' empty body. The ribs muscle and fat quantities were good estimators of water, ether extract and protein total on empty body. The chemical and physical compositions of the rib cut estimated with precision the animals\' empty body components. Equations from literature estimated with precision the ether extract and water percentages of this study animals.

As estações de tratamento de água - ETAs são fundamentais para a melhoria do saneamento ambiental de um país. No Brasil, a avaliação dos impactos ambientais negativos em ETAs se limita normalmente aos resíduos gerados no tratamento da água. As alterações ambientais decorrentes da construção e operação são desconsideradas na escolha das tecnologias, fato que podem prejudicar o alcance da sustentabilidade ambiental. O trabalho desenvolveu um método baseado na adaptação do Método Battelle-Columbus visando a seleção das tecnologias de tratamento de água e dos seus resíduos conforme o critério de impacto ambiental mínimo. O método é válido para comunidades brasileiras de pequeno e médio porte, as quais podem ser beneficiadas com vazões de projeto das ETAs entre 10 L/s e 100 L/s. As combinações dos processos e operações de tratamento nas ETAs e estações de tratamento dos resíduos- ETRs- para cinco diferentes vazões de projeto (10, 20, 40, 70 e 100 L/s) possibilitaram a avaliação de 205 projetos - 180 projetos extraídos de Sabogal Paz (2007; 2010) e 25 elaborados nesta pesquisa com o filtro ascendente em areia grossa na ETA de dupla filtração (DF2). Apenas os impactos ambientais negativos foram considerados na avaliação ambiental. A estimativa da magnitude de cada aspecto ambiental foi baseada nos quantitativos referentes à construção (requerimentos de área, concreto, chapa de aço, meio filtrante e camada suporte) e operação (consumo de energia elétrica e produtos químicos, geração de resíduos líquidos e sólidos) das ETAs e ETRs. Os resultados foram condizentes com a literatura, pois as ETAs menos robustas apresentaram um menor potencial de degradação e as tecnologias com maior área de implantação e consumo de energia elétrica foram mais impactantes. De fácil interpretação, o método é uma ferramenta que auxilia na tomada de decisão das ETAs a serem instaladas nos municípios brasileiros e que contribui para a mudança na abordagem normalmente adotada na seleção das tecnologias de tratamento de água. Com a questão ambiental como parte integrante do processo de escolha, uma visão mais abrangente e sustentável é alcançada para o setor de saneamento no país. / The water treatment plants (WTPs) are fundamental for the improvement of the environmental sanitation in a country. In Brazil, the negative environmental impacts assessment is usually limited in to the sludge produced in water treatment processes. Environmental impacts that occur during construction and operation of water treatment plants are not considered in the selection of technologies, what might prejudice the achievement of environmental sustainability. This research has developed a method based on the adaptation of the Method Battelle-Columbus to select the technologies for water treatment and sludge, according to the minimum environmental impact criteria. The method is effective for small and medium Brazilian communities of the country that can benefit with project flows that uses project flows of WTP between 10 and 100 L/s. Combinations of treatment processes and operations in WTPs and in waste treatment plants, for five different project flows (10, 20, 40, 70 and 100 L/s) enabled the evaluation of 205 projects- 180 projects according to Sabogal Paz (2007, 2010) and 25 projects were elaborated in this research with coarse sand upflow filter on the WTP of double filtration (DF2). Only the negative environmental impacts have been considered in the environmental assessment. The estimation of the magnitude of each environmental aspect was based on quantitative concerning the construction (area requirements, concrete, steel, filter media and support layer) and operation (electric energy consumption and chemicals, liquid and solid residue generation) of WTPs and waste treatment plants. The results were consistent with the literature because the less robust WTPs had a lower potential of degradation and the technologies with greater implantation area and electric energy consumption were more impactful. Easy to be interpreted, the method is a tool that can assist in decision making of WTPs to be installed in Brazilian municipalities and contributes to the change in the approach usually adopted in the technologies selection. On the integration of environmental issues as part of the selection process, a more comprehensive and sustainable solution is achieved to the sanitation sector in the country.

Estudos recentes avaliaram o papel do Magnetic Activated cell Sorting (MACS, separação celular por ativação magnética) para reduzir a percentagem de espermatozoides apoptóticos e melhorar a qualidade seminal. No entanto, a eficiência do uso do MACS isoladamente, antes ou depois do processamento seminal pelos métodos clássicos, como o centrifugação em gradiente de densidade (DGC), ainda não foi estabelecida, de modo que o protocolo de uso do método não foi adequadamente estabelecido. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar se o MACS sozinho, antes (MACS-DGC) ou depois do processamento seminal pelo DGC (DGC-MACS) melhora a seleção espermática quando comparado ao processamento pelo DGC. Realizou-se um estudo prospectivo experimental avaliando amostras de sêmen de 15 homens saudáveis. A mesma amostra foi dividida em 4 alíquotas e processada por: DGC, DGC-MACS, MACS-DGC e MACS. Após o processamento, foram analisadas a integridade do DNA espermático pelo método TUNEL - TdT-mediated dUTP Nick End Labeling (marcação de quebras no DNA por dUTP e deoxinucleotidil terminal transferase) assim como a concentração de espermatozoides, a motilidade progressiva e a morfologia, segundo os últimos critérios adotados pela Organização Mundial da Saúde. A percentagem de dano ao DNA foi significativamente menor no grupo MACSDGC, quando comparado com DGC e MACS, e semelhante a do grupo DGC-MACS. A concentração de espermatozoides recuperados nos grupos de DGC e MACS foi similar e significativamente maior do que MACS-DGC e DGC-MACS, que foram semelhantes entre si. A motilidade progressiva dos espermatozoides recuperados foi semelhante nos grupos MACS-DGC e DGC e significativamente maior do que nos grupos DGC-MACS e MACS. O percentual de espermatozoides com morfologia normal foi significativamente maior no grupo MACS-DGC quando comparado ao DGC-MACS e MACS, e semelhante quando comparado com DGC. Desta forma, evidenciou-se que ambos os métodos combinados promovem a recuperação de espermatozoides com menor percentagem de dano ao DNA espermático. O MACS isoladamente ou aplicado após o DGC promove redução significativa dos espermatozoides progressivos recuperados, assim como da percentagem de espermatozoides com morfologia normal. Todavia, o MACS aplicado antes do DGC promove a recuperação de amostras com elevada percentagem de espermatozoides com motilidade progressiva e morfologia normal, aliada a baixa percentagem de DNA fragmentado, sugerindo ser o melhor protocolo de uso desta metodologia, cuja importância clínica precisa ser avaliada em estudos clínicos bem delineados. / Recent studies evaluated the role of Magnetic Activated Cell Sorting (MACS) in order to reduce the percentage of apoptotic sperm and improve seminal quality. However, the effectiveness of using MACS alone, before or after seminal processing by classical methods, such as the density gradient centrifugation (DGC), has not yet been established. Thus, the role of the present study was evaluate whether: MACS alone, before (MACS-DGC) or after seminal processing by DGC (DGC-MACS) improves sperm selection when compared to DGC. A prospective experimental study was conducted evaluating semen samples from 15 healthy men. The same sample was divided into 4 aliquots and processed by: DGC, DGC-MACS, MACS-DGC and MACS. After processing, the integrity of the sperm DNA was analyzed by TUNEL - TdT - mediated dUTP method Nick End Labeling (marking DNA breaks by dUTP and deoxynucleotidyl terminal transferase), sperm concentration, progressive motility and morphology according to the last criteria adopted by the World Health Organization. The percentage of DNA damage was significantly lower in the MACS-DGC group, when compared to DGC and MACS, and similar to the DGC-MACS group. The concentration of spermatozoa recovered in the DGC and MACS groups was similar and significantly higher than MACS-DGC and DGC-MACS, which were similar to each other. The progressive motility was similar in the MACS-DGC and DGC groups and significantly higher than in the DGC-MACS and MACS groups. The percentage of spermatozoa with normal morphology was significantly higher in the MACS-DGC group when compared to DGC-MACS and MACS, and similar when compared to DGC. Thus, it was evidenced that both methods combined promote the recovery of spermatozoa with a lower percentage of DNA damage. MACS alone or applied after the DGC promotes a significant reduction of the progressive sperm retrieved, as well as the percentage of spermatozoa with normal morphology. However, the MACS applied before the DGC promotes the recovery of samples with a higher percentage of spermatozoa with progressive motility and normal morphology, combined with low percentage of fragmented DNA, suggesting to be the best protocol, whose clinical importance needs to be evaluated in well-delineated clinical studies.

Foi objetivo do presente estudo avaliar o efeito do processamento do milho sobre o processo de seleção de dieta em bovinos através de um ensaio delineado em blocos casualizados, utilizando-se doze vacas Holandesas secas, não gestantes e portadoras de cânulas ruminais. O ensaio foi conduzido em dois períodos de 20 dias cada e contou com três tratamentos correspondentes aos diferentes tipos de processamentos do milho disponíveis para o animal manifestar suas preferências, sendo: A) cana-de-açúcar e milho moído grosso, B) cana-de-açúcar e milho moído fino e C) cana-de-açúcar e milho floculado. Uréia foi utilizada em todos os tratamentos junto com a cana-de-açúcar a fim de se fixar um nível de proteína bruta (10% PB) nas dietas experimentais para que a seleção de dieta dos animais para ingestão de energia não fosse influenciada pela proteína. A avaliação do processo de escolha foi feita através da comparação da composição química das dietas selecionadas pelos animais nos diferentes tratamentos e dos parâmetros do conteúdo ruminal de cada animal (pH, ácidos graxos voláteis e nitrogênio amoniacal) colhidos diariamente. Os animais do tratamento C ingeriram 45,08% e 42,08% menos concentrado, 24,52% e 22,58% menos matéria seca (MS) total, 29,83% e 27,59% menos nutrientes digestíveis totais (NDT) em kg, 9,29% e 8,62% menos NDT em porcentagem e 45,7% e 47,19% mais fibra em detergente neutro em porcentagem do que os animais dos tratamentos A e B, respectivamente. Já o consumo de MS degradável em kg e amido degradável em kg e em porcentagem não diferiu entre os tratamentos. Isto sugere que o processamento do milho influenciou a seleção de dieta, provavelmente pela energia disponível no grão e que os animais foram capazes de reconhecer diferenças na degradabilidade dos milhos que não são determinadas pelas análises bromatológicas comumente feitas. Quanto ao parâmetros ruminais, não foi possível observar diferenças entre o pH e a concentração de AGVs totais, acetato, butirato e N-NH3 no fluido ruminal dos animais estudados nos diferentes tratamentos. Estes achados podem estar seguindo a hipótese de alguns estudos que afirmam que os animais, através de escolhas não aleatórias de dietas, objetivam a manutenção de seu ambiente ruminal ótimo, corrigindo desbalanços e minimizando seu desconforto. Em contrapartida, os animais do tratamento C apresentaram 12,00% e 21,79% menor concentração de propionato em seu fluido ruminal do que os animais dos tratamentos A e B, respectivamente. Esta característica pode ter sido provocada pela menor disponibilidade de substrato para fermentação que por sua vez foi causada pela menor ingestão de milho floculado pelos animais do tratamento C. / The effect of corn, processed by three different ways, on ability of food selection by ruminants was studied in a randomized block design with 12 fistulated dry cows. The trial was conducted in two periods (8 animals/treatment) of 20 days each one. Treatments allowed selection of different processed corn grain by the animals: A) sugar cane and coarsely ground corn grain, B) sugar cane and finely ground corn grain, and C) sugar cane and steam-flaked corn grain. Urea was used with sugar cane in all treatments in the same proportion, ensuring 10% of crude protein in this ingredient. All ingredients had the same crude protein level (10%) to avoid nitrogen (N) influence over the selection process. The evaluation of selection process was done through comparison among chemical composition (total digestible nutrients, neutral-detergent fiber) of selected diet by the animals in different treatments and through cows’ ruminal patterns (pH, volatile fatty acids, ammonia N). Intake of corn by cows in C group was 45.08 and 42.08% lower than that ones in A and B groups, respectively. This causes 24.52 and 22.58% lower total dry matter intake (DMI), 29.83 and 27.59% lower TDN (kg) intake, 9.29 and 8.62 lower TDN (%) intake and 45.70 and 47.19% higher NDF intake by cows on C group than A and B, respectively. However, degradable dry matter intake (kg) and degradable starch (kg and %) did not differ among treatments. These data suggest that corn processing influenced diet selection process, probably due to different energy content and availability in processed grains used in this trial, and the animals were able to recognize differences among corn degradabilities, which are not determined by usual chemical analyses. Total VFAs, acetate and butirate concentration, pH and ammonia N did not differ among treatments, which indicates that animals do make wisely choices with the objective to keep an ideal ruminal environment. However, differences in propionate concentration and acetate: propionate ratio were observed, probably by lower intake of steam-flaked corn in C group.

A área de detecção de outliers (ou detecção de anomalias) possui um papel fundamental na descoberta de padrões em dados que podem ser considerados excepcionais sob alguma perspectiva. Uma importante distinção se dá entre as técnicas supervisionadas e não supervisionadas. O presente trabalho enfoca as técnicas de detecção não supervisionadas. Existem dezenas de algoritmos desta categoria na literatura, porém cada um deles utiliza uma intuição própria do que deve ser considerado um outlier ou não, que é naturalmente um conceito subjetivo. Isso dificulta sensivelmente a escolha de um algoritmo em particular e também a escolha de uma configuração adequada para o algoritmo escolhido em uma dada aplicação prática. Isso também torna altamente complexo avaliar a qualidade da solução obtida por um algoritmo/configuração em particular adotados pelo analista, especialmente em função da problemática de se definir uma medida de qualidade que não seja vinculada ao próprio critério utilizado pelo algoritmo. Tais questões estão inter-relacionadas e se referem respectivamente aos problemas de seleção de modelos e avaliação (ou validação) de resultados em aprendizado de máquina não supervisionado. Neste trabalho foi desenvolvido um índice pioneiro para avaliação não supervisionada de detecção de outliers. O índice, chamado IREOS (Internal, Relative Evaluation of Outlier Solutions), avalia e compara diferentes soluções (top-n, i.e., rotulações binárias) candidatas baseando-se apenas nas informações dos dados e nas próprias soluções a serem avaliadas. O índice também é ajustado estatisticamente para aleatoriedade e extensivamente avaliado em vários experimentos envolvendo diferentes coleções de bases de dados sintéticas e reais. / Outlier detection (or anomaly detection) plays an important role in the pattern discovery from data that can be considered exceptional in some sense. An important distinction is that between the supervised and unsupervised techniques. In this work we focus on unsupervised outlier detection techniques. There are dozens of algorithms of this category in literature, however, each of these algorithms uses its own intuition to judge what should be considered an outlier or not, which naturally is a subjective concept. This substantially complicates the selection of a particular algorithm and also the choice of an appropriate configuration of parameters for a given algorithm in a practical application. This also makes it highly complex to evaluate the quality of the solution obtained by an algorithm or configuration adopted by the analyst, especially in light of the problem of defining a measure of quality that is not hooked on the criterion used by the algorithm itself. These issues are interrelated and refer respectively to the problems of model selection and evaluation (or validation) of results in unsupervised learning. Here we developed a pioneer index for unsupervised evaluation of outlier detection results. The index, called IREOS (Internal, Relative Evaluation of Outlier Solutions), can evaluate and compare different candidate (top-n, i.e., binary labelings) solutions based only upon the data information and the solution to be evaluated. The index is also statistically adjusted for chance and extensively evaluated in several experiments involving different collections of synthetic and real data sets.

Esta dissertação teve como objetivo o estudo de modelos para séries temporais bivariadas, que tem a estrutura de dependência determinada por meio de funções de cópulas. A vantagem desta abordagem é que as cópulas fornecem uma descrição completa da estrutura de dependência. Em termos de inferência, foi adotada uma abordagem Bayesiana com utilização dos métodos de Monte Carlo via cadeias de Markov (MCMC). Primeiramente, um estudo de simulações foi realizado para verificar como os seguintes fatores, tamanho das séries e variações nas funções de cópula, nas distribuições marginais, nos valores do parâmetro de cópula e nos métodos de estimação, influenciam a taxa de seleção de modelos segundo os critérios EAIC, EBIC e DIC. Posteriormente, foram realizadas aplicações a dados reais dos modelos com estrutura de dependência estática e variante no tempo / The aim of this work was to study models for bivariate time series, where the dependence structure among the series is modeled by copulas. The advantage of this approach is that copulas provide a complete description of dependence structure. In terms of inference was adopted the Bayesian approach with utilization of Markov chain Monte Carlo (MCMC) methods. First, a simulation study was performed to verify how the factors, length of the series and variations on copula functions, on marginal distributions, on copula parameter value and on estimation methods, may affect models selection rate given by EAIC, EBIC and DIC criteria. After that, we applied the models with static and time-varying dependence structure to real data

Os sistemas de processamento de imagens exercem um papel importante no que tange à emulação da visão humana, pois grande parte das informações que as pessoas obtêm do mundo real ocorre por meio de imagens. Desenvolver tais sistemas é uma tarefa complexa e que requer testes rigorosos para garantir a sua confiabilidade. Neste cenário, a seleção de casos de teste é fundamental, pois ajuda a eliminar os dados de teste redundantes e desnecessários enquanto procura manter altas taxas de detecção de erros. Na literatura há várias abordagens para seleção de casos de teste com foco em sistemas de entradas/saídas alfanuméricas, mas a seleção voltada a sistemas complexos (e.g. processamento de imagens) ainda é pouco explorada. Visando a contribuir neste campo de pesquisa, este trabalho apresenta um novo método intitulado Tcs&CbIR, que seleciona e recupera um subconjunto de imagens a partir de um vasto conjunto de teste. Os testes realizados com dois programas de processamento de imagens mostram que a nova abordagem pode superar a seleção aleatória pois, no contexto de avaliação apresentado, a quantidade de casos de teste necessária para revelar a presença de erros foi reduzida em até 87%. Os resultados obtidos revelam, também, o potencial da utilização de CBIR para abstração de informações, a importância da definição de extratores de características adequados e a influência que as funções de similaridade podem exercer na seleção de casos de teste. / Image processing systems play a key role when it comes to emulation of human vision, because much of the information that humans capture from the real world occurs through images. Developing such systems is a complex task that requires rigorous testing to ensure their quality and reliability. In this scenario, the test case selection is crucial because it helps to eliminate the redundant and unnecessary test data while it tries to maintain high rates of error detection. In the literature there are several approaches for test cases selection with a focus on systems with alphanumeric inputs and outputs, but the selection focused on complex systems (e.g. image processing) is still unexplored. Aiming to contribute to this research field, this work presents a new method entitled Tcs&CbIR, which selects and retrieves a subset of images from a wide test suite. Tests conducted with two image processing programs show that the new approach can overcome the random selection because, in the context of evaluation presented, the amount of test cases required to detect the presence of the errors was reduced by up to 87%. The results also show the potential use of CBIR for information abstraction, the importance of the definition of suitable extractors of characteristics and the influence of the similarity functions in the test case selection.

Meliponiculture (or stingless beekeeping) is a powerful tool for sustainable economic development in the tropics. However, meliponiculture has many challenges as it lacks standardization in management and breeding practices. The aim of this thesis was to investigate stingless bee reproductive biology combined to management and breeding as background to meliponiculture improvement. In chapter 1, we performed a meta-analysis of heritability across the Hymenoptera in order to review current knowledge and discuss the challenges for bee breeding and conservation. In chapter 2, we assessed how sexual selection acts on male traits in the stingless bee Scaptotrigona aff. depilis and identified which traits may affect male fitness. In chapter 3, we estimated heritability and genetic correlations for the traits studied in the previous chapter, to understand how evolution shapes male traits and to identify important traits for breeding programs. Finally, in chapter 4 we investigated how the environment and long-term management influence colony productivity in Melipona subnitida (jandaíra), a commercially managed species in Northeastern Brazil. Our results revealed that morphological traits exhibit higher heritability estimates than fitness related traits, and in general, colony productivity traits showed potential for breeding. However, few studies are available for stingless bees yet. Male aggregations in S. aff depilis selected competitive males with higher quality sperm, indicating the importance of this mechanism in stingless bee mating biology. The studied male traits exhibited high heritability estimates, with exception of sperm length. Since aggregations selected males with shorter sperm, these results suggest selection for long-term sperm storage by queens and higher fertilization potential. The assessment of M. subnitida records revealed that honey production was affected by climate and management, and strategies to improve beekeeping practices were discussed. We believe this thesis provides important guidelines to establish successful stingless bee breeding programs / A meliponicultura, criação racional de abelhas sem ferrão, é uma poderosa ferramenta para o desenvolvimento econômico sustentável em regiões tropicais. No entanto, a prática da meliponicultura enfrenta diversos desafios, como a falta de padronização das técnicas de manejo e melhoramento genético. O objetivo desta tese foi investigar a biologia reprodutiva de abelhas sem ferrão aliada ao manejo e ao melhoramento genético, a fim de fornecer subsídios para o aprimoramento da meliponicultura. No capítulo 1, realizamos uma meta-análise sobre herdabilidade em Hymenoptera, a fim de compreender o conhecimento atual e os desafios associados ao melhoramento genético de abelhas e sua conservação. No capítulo 2, avaliamos como a seleção sexual atua em caracteres dos machos da espécie Scaptotrigona aff. depilis e identificamos quais caracteres podem influenciar o sucesso reprodutivo. No capítulo 3, estimamos a herdabilidade e correlações genéticas para os caracteres avaliados no capítulo anterior, a fim de entender como a evolução atua moldando os caracteres dos machos e quais desses caracteres podem ser utilizados em programas de melhoramento genético. Finalmente, no capítulo 4, investigamos o efeito do ambiente e do manejo na produtividade de colônias em Melipona subnitida (jandaíra), uma espécie manejada comercialmente no Nordeste brasileiro. Nossos resultados revelaram que caracteres morfológicos exibem estimativas de herdabilidade mais altas do que caracteres ligados ao sucesso reprodutivo. No entanto, poucos estudos com abelhas sem ferrão foram realizados até o momento. Agregações de machos em S. aff. depilis selecionaram machos mais competitivos que apresentaram maior qualidade espermática, indicando a importância desse mecanismo na biologia reprodutiva de abelhas sem ferrão. Os caracteres estudados apresentaram alta herdabilidade, com exceção do comprimento do espermatozoide. Como agregações selecionam machos com espermatozoides mais curtos, esses resultados sugerem seleção direcionada para um maior tempo de armazenamento do esperma pelas rainhas e maior potencial de fertilização. A avaliação dos registros de M. subnitida revelou que a produção de mel foi afetada pelo clima e pelo manejo, e estratégias a fim de melhorar as práticas da meliponicultura foram discutidas. Acreditamos que essa tese fornece importantes resultados para o estabelecimento de programas de melhoramento genético em abelhas sem ferrão