Nesta tese investigam-se três pontos ligados a fragilidades topológicas de grafos e suas aplicações a redes complexas reais e, em especial, a redes de relacionamentos criminais. Na primeira etapa, apresenta-se in abstracto um método inédito e eficiente de fragmentação de redes complexas por módulos. O procedimento identifica em primeiro lugar comunidades topológicas por meio da qual a rede pode ser representada usando algoritmos heurísticos de extração de comunidades. Então, somente os nós que participam de ligaçõees inter-comunitaárias são removidos em ordem decrescente de sua centralidade de intermediação. Ilustra-se o método pela aplicação a uma variedade de redes reais nas áreas social, de infraestrutura, e biológica. Mostra-se que a abordagem por módulos supera ataques direcionados a vértices baseados somente no ordenamento de índices de centralidade, com ganhos de eficiência fortemente relacionados à modularidade da rede.No segundo momento, introduzem-se os conceitos de robustez e fragilidade de redes generalizadas para avaliar o quanto um determinado sistema se comporta frente a ataques incompletos. Ainda, avalia-se o desempenho (relação entre robustez e custo computacional) de diversos ataques sequenciais e simultâneos a redes modulares por meio de uma medida empírica que chamamos de performance. Mostra-se por meio de redes artificiais de referência e de redes reais que para sistemas altamente modulares a estratégia de fragmentação por módulos apresenta um desempenho até 10 vezes superior aos demais ataques. Na última etapa, explora-se com maior profundidade a natureza subjacente de redes reais de relacionamentos criminais. Apresenta-se uma rede única e sem precedentes construída pela Polícia Federal Brasileira consistindo de mais de 35.000 relacionamentos entre 24.000 indivíduos. Os dados foram coletados entre abril e agosto de 2013 e consistem em informações fornecidas diretamente pelos investigadores responsáveis de cada caso. O sistema apresenta características típicas de redes sociais, porém é bem mais “escuro"que o comportamento típico, com baixos níveis tanto de densidade de arestas quanto de eficiência de rede. Além do mais, o sistema é extremamente modular o que implica ser possível desmantelar toda a rede de crimes federais brasileiros com a remoção de aproximadamente 2% dos indivíduos escolhidos conforme a prescrição do método modular. Também, a rede é controlável no sentido da teoria matemática de controle, significando que com acesso a aproximadamente 20% dos nós é possível, em tese, levar qualquer variável dinâmica de um estado inicial a um estado final arbitrário em um tempo finito. Exibi-se tambám uma análise topológica e de fragilidades de uma segunda rede criminal relacionada a investigações da Polícia Federal. Trata-se de um fórum online destinado à prática de crimes cibernéticos na chamada camada profunda da internet (deep web). (Continuação ) Após a coleta dos dados foi possível construir uma rede de relacionamentos com quase 10.000 indivíduos. Comparou-se, entãoo, a estratégia usada de fato pela Polícia Federal durante a Operação Darknet com a previsão teórica de ataques topológicos à rede criminal e mostrou-se que ataques dirigidos por grau teriam fragmentado o sistema de maneira quase 15 vezes mais eficiente. Por outro lado, esta rede não é modular apesar de novamente apresentar uma arquitetura mais “escura" que o usual. Por termo, demonstra-se que os ataques por arestas estão diretamente relacionados ao aprisionamento enquanto que a ressocialização e/ou morte dos indivíduos é melhor interpretada como a remoção por vértices. Destarte, comprovou-se que de um ponto de vista topológico a ressocialização é de fato mais eficiente em reduzir a criminalidade do que o aprisionamento. Contudo, na rede de crimes federais estudada essa diferenca é muito pequena, de tal modo que ambas as políticas poderiam, em tese, ser aplicadas a fim de se combater eficientemente o sistema criminoso. / In this thesis we investigate three points connected to topological fragilities of graphs and their applications to real complex networks and, in particular, to networks of criminal relationships. In the first step, we present an unprecedented and efficient method of fragmentation of complex networks by modules. Firstly, the procedure identifies topological communities through which the network can be represented using heuristic communities extraction algorithms. After that, only the nodes that bridge communities are removed in descending order of their betweenness centrality . We illustrate the method by the applying it to a variety of real networks in the social, infrastructure, and biological fields. We show that the modular approach outperforms attacks traditional attacks based only on the ordering of centrality indexes, with efficiency gains strongly related to the modularity of the network. In the second moment, we introduce the concepts of generalized robustness and fragility of networks to evaluate how much a certain system behaves in the face of incomplete attacks. Also, we evaluate the relation between robustness and computational cost of several sequential and simultaneous attacks to modular networks by means of an empirical measure that we call performance. In this sense, we show through artificial and real networks that for highly modular systems the strategy of fragmentation by modules presents a performance up to 10 times superior to traditional attacks. In the last step, we explore in more depth the underlying nature of real networks of criminal relationships. We present a unique and unprecedented network built by the Brazilian Federal Police consisting of more than 35,000 relationships among 24,000 individuals. The data were collected between April and August 2013 and consist of information provided directly by the investigators responsible for each case. The system has typical characteristics of social networks, but is much "darker"than traditional social networks, with low levels of edge density and network efficiency. Moreover, the network is extremely modular which implies that it is possible to dismantle all the network of Brazilian federal crimes with the removal of approximately 2% of the individuals chosen according to the modular method. Also the network is controllable in the sense of the mathematical control theory, meaning that with access only to 20% of nodes it is possible, In theory, to take any dynamic variable from an initial state to an arbitrary final state in a finite time. We also show a topological analysis of a second criminal network related to Federal Police investigations. This is an online forum for cybercrime in the so-called deep web. After the data collection, it was possible to build a network of relationships with almost 10,000 individuals. We then compared the strategy actually used by the Federal Police during Operation Darknet with the theoretical prediction of topological attacks on the criminal network and showed that degree-based attacks would have fragmented the system almost 15 times more efficiently. On the other hand, this network is not modular despite presenting a "darker"architecture than usual. As a last result, this particular system is not controllable in practical terms. We finish the study by showing that edge attacks are directly related to the imprisonment whereas the resocialization and/or death of the individuals is better interpreted as the removal of vertices. Thus, we prove that from a topological point of view resocialization is in fact more efficient in reducing crime rates than imprisonment. However, in the network of federal crimes studied here this difference is very small, so that both policies could in theory be applied in order to combat effectively the criminal system.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-16Bitstream added on 2014-06-13T19:33:50Z : No. of bitstreams: 1 vitoreli_mc_me_bauru.pdf: 589676 bytes, checksum: cef1a3d0e23c4926909d7576a6ecc20b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A importância da prática de inovação, por parte das empresas, já está evidente na literatura (FREEMAN, 1982; HINDMOON, 2008; TAALITA et al., 2006), como um mecanismo eficiente no que diz respeito ao seu desenvolvimento, crescimento e lucratividade. Assim, o principal desafio passa a ser como praticar a inovação, e não mais em relação à sua importância. Neste contexto, a literatura (CALIA, 2007; BRITTO, 2002; TERRA; PLONSK, 2006; AMATO NETO, 2005) parece indicar que as redes surgem como uma forma de viabilização das inovações, podendo oferecer as condições necessárias ao seu desenvolvimento. Desta forma, a presente pesquisa tem como objetivo central um aprofundamento na compreensão das redes de transformação. Essas redes são as responsáveis por auxiliar na interligação entre as redes de exploração (criação do conhecimento) e as redes de aplicação (aplicação e utilização do conhecimento). Buscar-se ainda identificar possíveis práticas e ferramentas presentes nas redes de transformação que possam acelerar o processo de inovação. A abordagem metodológica utilizada foi o estudo de caso, realizado em duas empresas do setor químico do interior do estado de São Paulo. Os estudos de caso apresentados foram analisados, segundo o modelo de processo de inovação em redes proposto por Gobbo Júnior e Olsson (2010), que descrevem os tipos de redes abertas, fechadas e de transformação, bem como identificam os tipos de atores presentes na interface entre as redes de exploração e aplicação, sugerindo que a inovação é um processo em rede que ocorre em sentido horário ao modelo apresentado. As pesquisas realizadas nas duas empresas corroboraram com os dados apresentados pelo modelo de inovação proposto por Gobbo Júnior e Olsson (2010), em que foi possível identificar não apenas os atores presentes nas redes de exploração e aplicação, mas também os... / The importance of innovation practice by enterprises is already evident in literature (FREEMAN, 1982, HINDMOON, 2008; TAALITA et al., 2006), as an efficient mechanism concerning its development, growt and profit. then, the main challenge is how to practice such innovation, and not its importance anymore. In this context, the literature (CALIA, 2007; BRITTO, 2002; TERRA; PLONSK, 2006; AMATO NETO, 2005), seem to indicate that the networks seem to arise as the feasibility of the innovations offering suitable conditions for its development. In this way, the current research aims mainly to go deeper into the network transformation and comprehension. These networks are responsible for the interlink support, among the network exploration (the knowledge creation), and the network applying (applying and use of knowledge). Yet, it is searched how to identify possible practices and tools in the network transformation, which may accelerate the innovation process. The approach methodology used was a case study help in two interprises in the chemical field within Sao Paulo state. The case studies were examined according to the innovation process model in networks, proposed by Gobbo Junior and Olsson (2010), which describes the types of external, closed and network transformation, and identify the types of actors in the interface between the network exploration and innovation as well, occurring articlockwise compared to the shown model. The two researches help in both enterprises corroborated with data pointed out by the innovation model offered by Gobbo Junior and Olsson (2010), making it possible to identify not only the actors in the exploration and innovation networks but also the intermediate actors related to the process. It was also possible to identify the path of the innovation process in networks by such actors. In the first case, it is was the enterprise which moved along the network, while ... (Complete abstract click electronic access below)

Nesta tese investigam-se três pontos ligados a fragilidades topológicas de grafos e suas aplicações a redes complexas reais e, em especial, a redes de relacionamentos criminais. Na primeira etapa, apresenta-se in abstracto um método inédito e eficiente de fragmentação de redes complexas por módulos. O procedimento identifica em primeiro lugar comunidades topológicas por meio da qual a rede pode ser representada usando algoritmos heurísticos de extração de comunidades. Então, somente os nós que participam de ligaçõees inter-comunitaárias são removidos em ordem decrescente de sua centralidade de intermediação. Ilustra-se o método pela aplicação a uma variedade de redes reais nas áreas social, de infraestrutura, e biológica. Mostra-se que a abordagem por módulos supera ataques direcionados a vértices baseados somente no ordenamento de índices de centralidade, com ganhos de eficiência fortemente relacionados à modularidade da rede.No segundo momento, introduzem-se os conceitos de robustez e fragilidade de redes generalizadas para avaliar o quanto um determinado sistema se comporta frente a ataques incompletos. Ainda, avalia-se o desempenho (relação entre robustez e custo computacional) de diversos ataques sequenciais e simultâneos a redes modulares por meio de uma medida empírica que chamamos de performance. Mostra-se por meio de redes artificiais de referência e de redes reais que para sistemas altamente modulares a estratégia de fragmentação por módulos apresenta um desempenho até 10 vezes superior aos demais ataques. Na última etapa, explora-se com maior profundidade a natureza subjacente de redes reais de relacionamentos criminais. Apresenta-se uma rede única e sem precedentes construída pela Polícia Federal Brasileira consistindo de mais de 35.000 relacionamentos entre 24.000 indivíduos. Os dados foram coletados entre abril e agosto de 2013 e consistem em informações fornecidas diretamente pelos investigadores responsáveis de cada caso. O sistema apresenta características típicas de redes sociais, porém é bem mais “escuro"que o comportamento típico, com baixos níveis tanto de densidade de arestas quanto de eficiência de rede. Além do mais, o sistema é extremamente modular o que implica ser possível desmantelar toda a rede de crimes federais brasileiros com a remoção de aproximadamente 2% dos indivíduos escolhidos conforme a prescrição do método modular. Também, a rede é controlável no sentido da teoria matemática de controle, significando que com acesso a aproximadamente 20% dos nós é possível, em tese, levar qualquer variável dinâmica de um estado inicial a um estado final arbitrário em um tempo finito. Exibi-se tambám uma análise topológica e de fragilidades de uma segunda rede criminal relacionada a investigações da Polícia Federal. Trata-se de um fórum online destinado à prática de crimes cibernéticos na chamada camada profunda da internet (deep web). (Continuação ) Após a coleta dos dados foi possível construir uma rede de relacionamentos com quase 10.000 indivíduos. Comparou-se, entãoo, a estratégia usada de fato pela Polícia Federal durante a Operação Darknet com a previsão teórica de ataques topológicos à rede criminal e mostrou-se que ataques dirigidos por grau teriam fragmentado o sistema de maneira quase 15 vezes mais eficiente. Por outro lado, esta rede não é modular apesar de novamente apresentar uma arquitetura mais “escura" que o usual. Por termo, demonstra-se que os ataques por arestas estão diretamente relacionados ao aprisionamento enquanto que a ressocialização e/ou morte dos indivíduos é melhor interpretada como a remoção por vértices. Destarte, comprovou-se que de um ponto de vista topológico a ressocialização é de fato mais eficiente em reduzir a criminalidade do que o aprisionamento. Contudo, na rede de crimes federais estudada essa diferenca é muito pequena, de tal modo que ambas as políticas poderiam, em tese, ser aplicadas a fim de se combater eficientemente o sistema criminoso. / In this thesis we investigate three points connected to topological fragilities of graphs and their applications to real complex networks and, in particular, to networks of criminal relationships. In the first step, we present an unprecedented and efficient method of fragmentation of complex networks by modules. Firstly, the procedure identifies topological communities through which the network can be represented using heuristic communities extraction algorithms. After that, only the nodes that bridge communities are removed in descending order of their betweenness centrality . We illustrate the method by the applying it to a variety of real networks in the social, infrastructure, and biological fields. We show that the modular approach outperforms attacks traditional attacks based only on the ordering of centrality indexes, with efficiency gains strongly related to the modularity of the network. In the second moment, we introduce the concepts of generalized robustness and fragility of networks to evaluate how much a certain system behaves in the face of incomplete attacks. Also, we evaluate the relation between robustness and computational cost of several sequential and simultaneous attacks to modular networks by means of an empirical measure that we call performance. In this sense, we show through artificial and real networks that for highly modular systems the strategy of fragmentation by modules presents a performance up to 10 times superior to traditional attacks. In the last step, we explore in more depth the underlying nature of real networks of criminal relationships. We present a unique and unprecedented network built by the Brazilian Federal Police consisting of more than 35,000 relationships among 24,000 individuals. The data were collected between April and August 2013 and consist of information provided directly by the investigators responsible for each case. The system has typical characteristics of social networks, but is much "darker"than traditional social networks, with low levels of edge density and network efficiency. Moreover, the network is extremely modular which implies that it is possible to dismantle all the network of Brazilian federal crimes with the removal of approximately 2% of the individuals chosen according to the modular method. Also the network is controllable in the sense of the mathematical control theory, meaning that with access only to 20% of nodes it is possible, In theory, to take any dynamic variable from an initial state to an arbitrary final state in a finite time. We also show a topological analysis of a second criminal network related to Federal Police investigations. This is an online forum for cybercrime in the so-called deep web. After the data collection, it was possible to build a network of relationships with almost 10,000 individuals. We then compared the strategy actually used by the Federal Police during Operation Darknet with the theoretical prediction of topological attacks on the criminal network and showed that degree-based attacks would have fragmented the system almost 15 times more efficiently. On the other hand, this network is not modular despite presenting a "darker"architecture than usual. As a last result, this particular system is not controllable in practical terms. We finish the study by showing that edge attacks are directly related to the imprisonment whereas the resocialization and/or death of the individuals is better interpreted as the removal of vertices. Thus, we prove that from a topological point of view resocialization is in fact more efficient in reducing crime rates than imprisonment. However, in the network of federal crimes studied here this difference is very small, so that both policies could in theory be applied in order to combat effectively the criminal system.

O objetivo geral desta tese foi investigar como a distribuição espacial dos indivíduos influencia a organização dos sistemas de acasalamento e a intensidade da seleção sexual. A tese contém dois capítulos em que analisamos dados empíricos e dois capítulo em que abordamos questões mais teóricas mais gerais. No primeiro capítulo, avaliamos como a distribuição espacial de haréns defendidos por machos territoriais influencia a rede de competição espermática que existe entre machos do opilião Serracutisoma proximum. No segundo capítulo, propusemos um modelo probabilístico de escolha de parceiros que leva em consideração o fato de que as fêmeas estão restritas a amostrar apenas alguns machos da população, e que essa restrição é imposta principalmente pela distribuição espacial dos indivíduos. Nosso modelo foi mais acurado do que modelos alternativos que ignoram o espaço. No terceiro capítulo, investigamos os movimentos de busca de parceiros do besouro Leptinotarsa undecimlineata. Encontramos que tanto machos quanto fêmeas se movimentam estrategicamente, saindo de onde estão quando não obtém cópulas buscando áreas próximas e com muitos parceiros em potencial. Finalmente, no quarto capítulo, voltamos a explorar o efeito de restrições espaciais sobre a escolha de parceiros. Usamos simulações baseadas em indivíduos para investigar como a restrição espacial influencia a seleção sexual e a evolução de ornamentos sexualmente selecionados. Encontramos que quanto maior o número de parceiros que as fêmeas podem amostrar durante a escolha, mais intensa é a seleção sexual, o que permite a evolução de ornamentos mais exagerados nos machos. Além disso, analisamos um conjunto de dados publicados sobre a intensidade de seleção sexual e observamos que estes se ajustam às previsões do modelo teórico. Concluímos que o espaço é muito mais importante para a organização de sistemas de acasalamento e para a intensidade da seleção sexual do que se acreditava previamente. Esperamos que as idéias propostas aqui encontrem terreno fértil na mente do leitor e que gerem novos e estimulantes desdobramentos no campo teórico e empírico / The main goal of this thesis was to investigate how the spatial distribution of individuals influences the organization of the mating systems and the intensity of sexual selection. The thesis contains two empirical chapters and two chapters with a theoretical scope. In the first chapter, we investigate how the spatial distribution of harems defended by territorial males influences the sperm competition network among males of the harvestman Serracutisoma proximum. In the second chapter, we proposed a probabilistic model of mate choice that includes the spatial constraint in the analyses of mate choice. This model takes into account the fact that females are restricted to sample only some males available in the population, and that this restriction is imposed primarily by the spatial distribution of individuals. In the third chapter, we investigate the mate searching movements of the leaf beetle Leptinotarsa undecimlineata. We found that both males and females move strategically, leaving the host plant when they do not obtain copulations and seeking neighboring areas with many potential mates. Finally, in the fourth chapter, we explore the effect of spatial restrictions on mate choice. We used individual based simulations to investigate how spatial restrictions influence sexual selection and the evolution of sexually selected ornaments. We found that the higher the number of potential partners female can sample during mate choice, the more intense is sexual selection, which leads to the evolution of more exaggerated male ornaments. In addition, we analyzed a published dataset of intensity of sexual selection and found that the data adjust to the predictions made by our simulations. We conclude that the space is much more important than previously thought to mating systems organization and the intensity of sexual selection. We hope the ideas proposed here can flourish in the minds of the readers, stimulating both empirical and theoretical follow ups

A diversidade de interações que ocorre dentro de sistemas biológicos, considerando desde as organelas de uma célula até toda a biosfera, pode ser modelada por meio da teoria de redes. A dinâmica das interações entre os elementos é uma propriedade intrínseca desses sistemas. Diversas ferramentas foram propostas para comparar redes, que representam os muitos estados assumidos por um sistema. Porém, nenhuma delas é capaz de comparar características estruturais de mais de duas redes simultaneamente. Devido à grande quantidade de estados que um sistema pode assumir, construímos uma ferramenta estatística para comparar duas ou mais redes e indicar variáveis chave no processo estudado. A principal proposta deste trabalho foi comparar redes de correlação usando medidas baseadas nos espectros dos grafos (conjunto de autovalores das matrizes de adjacência), como a distribuição espectral. Essa medida está associada a diversas características estruturais das redes como o número de caminhos, diâmetro e cliques. Além da distribuição espectral, também comparamos as redes por entropia espectral, distribuição dos graus e pelas centralidades dos nós. Usamos dois diferentes conjuntos de dados biológicos (expressão gênica de células tumorais e metabolismo vegetal) para realizar os testes de desempenho da ferramenta e para os estudos de caso. O método proposto está implementado em um pacote do programa R, chamado BioNetStat, com interface gráfica para o usuário leigo em programação. Constatamos que os testes são eficientes em diferenciar mais de duas redes. Além disso, o aumento do número de redes comparadas e a queda dos números de unidades amostrais, diminui o poder estatístico do teste. Mostramos ainda que ocorre uma economia de tempo significativa ao realizarmos uma única análise para comparar muitas redes ao invés de compará-las par-a-par. Além disto, o método apontou grupos de variáveis com papel central nos sistemas biológicos estudados que não foram encontrados nas análises onde apenas a expressão ou concentração dos elementos foi estudada. Foi possível assim diferenciar células de tipos cancerígenos ou órgãos de organismos vegetais através das centralidades das redes. As variáveis levantadas possibilitam ao usuário gerar hipóteses sobre seus papeis nos processos em estudo. O BioNetStat pode assim ajudar a detectar possíveis novas descobertas associadas a mecanismos de funcionamento de sistemas. / The diversity of interactions, which are among elements of the biological systems, can be studied based on the networks theory. Moreover, the dynamic of these interactions is an inherent trait of those systems. In this sense, several tools have been proposed to compare networks, in that each network represents a state assumed by the system. However, the biological systems generally can assume much more than two biological states and none of the tools are able to compare structural characteristics among more than two networks simultaneously. To solve this issue, we developed a statistical tool to compare two or more networks and highlight key variables of a system. Here we describe the new method, called BioNetStat, that is able to compare correlation networks using traits that are based on graph spectra (the group of eigenvalues of the adjacency matrix), such as the spectral distribution. This measure is associated with several structural characteristics of networks such as the number of walks, diameter, and cliques. In addition to the spectral distribution, BioNetStat can also compare networks to the node centralities. We used two different biological datasets, tumoral cells genes expressions and plant metabolism, to evaluate the performance of BioNetStat and as case studies. The tool is implemented in an R package, and it also has a user-friendly interface. We showed that BioNetStat is efficient in distinguishing more than two networks. In comparison with a similar tool (GSCA), the increase in the number of compared networks reduces less the statistical power of the BioNetStat than the GSCA. Furthermore, BioNetStat is able to find signaling pathways in a bigger proportion than the GSCA, complementing tools proposed in the literature. In the case studies, the method pointed out variables, and sets of variables, with a central role in biological systems, which were not highlighted when only gene expression pattern or metabolomics were studied. For instance, BioNetStat allowed us to differentiate among cancer types and plant organs. The BioNetStat results bring new findings on what differentiate the states, giving us a systemic view of our study subject and affording the proposition of new hypotheses about the studied processes.

Submitted by Marcos Grilo Rosa (grilo@uefs.br) on 2017-01-05T19:11:59Z No. of bitstreams: 1 tesevsfinalMarcosGrilo.pdf: 11311408 bytes, checksum: 3ce07aff3fe0fb9dc534e80e667eeb5b (MD5) / Rejected by Maria Auxiliadora da Silva Lopes (silopes@ufba.br), reason: Prezado Marcos, Favor registrar os nomes completos dos participantes da banca; inserir o "abstract" e as "key words". Saudações, Maria Auxiliadora Lopes UFBA/Faced/Biblioteca on 2017-01-09T14:10:18Z (GMT) / Submitted by Marcos Grilo Rosa (grilo@uefs.br) on 2017-01-09T17:16:07Z No. of bitstreams: 1 tesevsfinalMarcosGrilo.pdf: 11311408 bytes, checksum: 3ce07aff3fe0fb9dc534e80e667eeb5b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Auxiliadora da Silva Lopes (silopes@ufba.br) on 2017-01-19T14:35:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tesevsfinalMarcosGrilo.pdf: 11311408 bytes, checksum: 3ce07aff3fe0fb9dc534e80e667eeb5b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T14:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tesevsfinalMarcosGrilo.pdf: 11311408 bytes, checksum: 3ce07aff3fe0fb9dc534e80e667eeb5b (MD5) / No campo da inteligência artificial, redes semânticas são utilizadas para a representação de conhecimento e processamento de linguagem natural. Redes semânticas são sistemas de representação do conhecimento baseados em grafos cujos vértices são palavras e as arestas, os relacionamentos entre as palavras estabelecidos por alguma regra. Lidar com redes semânticas é uma atividade bastante complicada, principalmente, quando se manipula redes com milhares de palavras. Conjecturamos a possibilidade de se representar uma dada rede semântica baseada em títulos de artigos de periódicos científicos (RST) por meio de uma RST uniforme, de modo que esta possua a mesma estrutura topológica e reflita o vocabulário da RST original. O problema da nossa tese consiste em saber qual o menor tamanho de uma RST uniforme que pode ser obtida de uma dada RST. Esta pesquisa visa determinar o ponto crítico no qual ocorre uma mudança topológica de uma RST de modo que a rede obtida reflita o vocabulário da RST original. Realizamos um experimento que consistiu em submeter RST a estratégias de remoção de vértices. Os resultados apontam a existência de uma fração fp de vértices removidos aleatoriamente e uniformemente que mantém a estrutura topológica e reflita o vocabulário da RST original. Desta forma, RST podem ser representadas por RST uniformes mínimas. A representação do conhecimento é determinante em processos e cientes de busca de informações e difusão de conhecimento. Ademais, RST uniformes mínimas poderão auxiliar pesquisadores na busca mais e ciente de temas relacionados ao seu objeto de investigação. / Abstract In the field of artificial intelligence, semantic networks are used for knowledge representation and natural language processing. Semantic networks are graph-based knowledge representation systems whose vertices are words and edges, relationships between words set by a rule. Dealing with semantic networks is a very complicated activity, mainly, when it handles networks with thousands of words. We conjecture the possibility of representing a given semantic network based on titles of scientific papers (RST) by a uniform RST, so that this has the same topological structure and reflect the vocabulary of the original RST. The problem of our thesis is to know what a uniform smaller RST can be obtained from a given RST. This study aims to determine the critical point at which there is a topological change of a RST so that the network obtained reflect the vocabulary of the original RST. We conducted an experiment that it consists to submit RST removing vertices strategies. The results indicate the existence of a fraction fp vertices removed randomly and evenly preserving the topological structure and reflect the vocabulary of the original RST. Thus, RST may be represented by minimum uniform RST. The representation of knowledge is determinant in efficient processes search of information and diffusion of knowledge. In addition, minimum uniform RST can assist researchers in the most efficient search issues related to its investigation.

O objetivo geral desta tese foi investigar como a distribuição espacial dos indivíduos influencia a organização dos sistemas de acasalamento e a intensidade da seleção sexual. A tese contém dois capítulos em que analisamos dados empíricos e dois capítulo em que abordamos questões mais teóricas mais gerais. No primeiro capítulo, avaliamos como a distribuição espacial de haréns defendidos por machos territoriais influencia a rede de competição espermática que existe entre machos do opilião Serracutisoma proximum. No segundo capítulo, propusemos um modelo probabilístico de escolha de parceiros que leva em consideração o fato de que as fêmeas estão restritas a amostrar apenas alguns machos da população, e que essa restrição é imposta principalmente pela distribuição espacial dos indivíduos. Nosso modelo foi mais acurado do que modelos alternativos que ignoram o espaço. No terceiro capítulo, investigamos os movimentos de busca de parceiros do besouro Leptinotarsa undecimlineata. Encontramos que tanto machos quanto fêmeas se movimentam estrategicamente, saindo de onde estão quando não obtém cópulas buscando áreas próximas e com muitos parceiros em potencial. Finalmente, no quarto capítulo, voltamos a explorar o efeito de restrições espaciais sobre a escolha de parceiros. Usamos simulações baseadas em indivíduos para investigar como a restrição espacial influencia a seleção sexual e a evolução de ornamentos sexualmente selecionados. Encontramos que quanto maior o número de parceiros que as fêmeas podem amostrar durante a escolha, mais intensa é a seleção sexual, o que permite a evolução de ornamentos mais exagerados nos machos. Além disso, analisamos um conjunto de dados publicados sobre a intensidade de seleção sexual e observamos que estes se ajustam às previsões do modelo teórico. Concluímos que o espaço é muito mais importante para a organização de sistemas de acasalamento e para a intensidade da seleção sexual do que se acreditava previamente. Esperamos que as idéias propostas aqui encontrem terreno fértil na mente do leitor e que gerem novos e estimulantes desdobramentos no campo teórico e empírico / The main goal of this thesis was to investigate how the spatial distribution of individuals influences the organization of the mating systems and the intensity of sexual selection. The thesis contains two empirical chapters and two chapters with a theoretical scope. In the first chapter, we investigate how the spatial distribution of harems defended by territorial males influences the sperm competition network among males of the harvestman Serracutisoma proximum. In the second chapter, we proposed a probabilistic model of mate choice that includes the spatial constraint in the analyses of mate choice. This model takes into account the fact that females are restricted to sample only some males available in the population, and that this restriction is imposed primarily by the spatial distribution of individuals. In the third chapter, we investigate the mate searching movements of the leaf beetle Leptinotarsa undecimlineata. We found that both males and females move strategically, leaving the host plant when they do not obtain copulations and seeking neighboring areas with many potential mates. Finally, in the fourth chapter, we explore the effect of spatial restrictions on mate choice. We used individual based simulations to investigate how spatial restrictions influence sexual selection and the evolution of sexually selected ornaments. We found that the higher the number of potential partners female can sample during mate choice, the more intense is sexual selection, which leads to the evolution of more exaggerated male ornaments. In addition, we analyzed a published dataset of intensity of sexual selection and found that the data adjust to the predictions made by our simulations. We conclude that the space is much more important than previously thought to mating systems organization and the intensity of sexual selection. We hope the ideas proposed here can flourish in the minds of the readers, stimulating both empirical and theoretical follow ups

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-14T13:54:07Z No. of bitstreams: 1 stanleycunhateixeira.pdf: 807866 bytes, checksum: b89ad13f6e48b8571c382b57bd3f4099 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T14:42:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 stanleycunhateixeira.pdf: 807866 bytes, checksum: b89ad13f6e48b8571c382b57bd3f4099 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T14:43:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 stanleycunhateixeira.pdf: 807866 bytes, checksum: b89ad13f6e48b8571c382b57bd3f4099 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T14:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 stanleycunhateixeira.pdf: 807866 bytes, checksum: b89ad13f6e48b8571c382b57bd3f4099 (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / A necessidade de reverter o processo de especialização iniciado com a Revolução Industrial pode ser percebida nos atuais incentivos aos estudos e atividades de caráter transdisciplinar. Entendendo o conhecimento como o resultado de uma rede de informações, acreditamos que a hipermídia é, atualmente, a linguagem mais apropriada para reconectar os diversos saberes segmentados. Neste estudo discutimos de que forma as tecnologias da informação podem ser utilizadas para reaproximar o conhecimento humano de seu status original de totalidade e avaliamos qual o papel do profissional de comunicação neste processo. Para verificar o funcionamento das teorias discutidas, analisamos uma edição da revista virtual “Homo science – a evolução do conhecimento”, publicação desenvolvida em sala de aula para trabalhar com os alunos os conceitos de hipermídia e transdisciplinaridade, experiência cujos resultados deixam claras as potencialidades da linguagem digital como ferramenta eficaz para interligação de saberes. / The need to reverse the process of specialization, which began with the Industrial Revolution, can be seen in the current incentives for transdisciplinary research and activities. Understanding knowledge as the result of an information network, we believe hypermedia is actually the most appropriate language to reconnect the various segmented knowledges. In this study, we discuss how information technology can be used to return the human knowledge to its original status of totality and which is the role of communication professional in this process. To check the theories discussed, we analyzed a virtual edition of "Homo science - the evolution of knowledge", publication developed in classroom to work with students the concepts of hypermedia and transdisciplinarity, experiment whose results make clear the potential of digital language as an effective tool for networking knowledge.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseMAJ_TESE.pdf: 3560157 bytes, checksum: 2f20316c7b980a74bdb7b82e97e3bb43 (MD5) Previous issue date: 2014-03-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In last decades, neural networks have been established as a major tool for the identification of nonlinear systems. Among the various types of networks used in identification, one that can be highlighted is the wavelet neural network (WNN). This network combines the characteristics of wavelet multiresolution theory with learning ability and generalization of neural networks usually, providing more accurate models than those ones obtained by traditional networks. An extension of WNN networks is to combine the neuro-fuzzy ANFIS (Adaptive Network Based Fuzzy Inference System) structure with wavelets, leading to generate the Fuzzy Wavelet Neural Network - FWNN structure. This network is very similar to ANFIS networks, with the difference that traditional polynomials present in consequent of this network are replaced by WNN networks. This paper proposes the identification of nonlinear dynamical systems from a network FWNN modified. In the proposed structure, functions only wavelets are used in the consequent. Thus, it is possible to obtain a simplification of the structure, reducing the number of adjustable parameters of the network. To evaluate the performance of network FWNN with this modification, an analysis of network performance is made, verifying advantages, disadvantages and cost effectiveness when compared to other existing FWNN structures in literature. The evaluations are carried out via the identification of two simulated systems traditionally found in the literature and a real nonlinear system, consisting of a nonlinear multi section tank. Finally, the network is used to infer values of temperature and humidity inside of a neonatal incubator. The execution of such analyzes is based on various criteria, like: mean squared error, number of training epochs, number of adjustable parameters, the variation of the mean square error, among others. The results found show the generalization ability of the modified structure, despite the simplification performed / Nas ?ltimas d?cadas, as redes neurais t?m se estabelecido como uma das principais ferramentas para a identifica??o de sistemas n?o lineares. Entre os diversos tipos de redes utilizadas em identifica??o, uma que se pode destacar ? a rede neural wavelet (ou Wavelet Neural Network - WNN). Esta rede combina as caracter?sticas de multirresolu??o da teoria wavelet com a capacidade de aprendizado e generaliza??o das redes neurais, podendo fornecer modelos mais exatos do que os obtidos pelas redes tradicionais. Uma evolu??o das redes WNN consiste em combinar a estrutura neuro-fuzzyANFIS (Adaptive Network Based Fuzzy Inference System) com estas redes, gerando-se a estrutura Fuzzy Wavelet Neural Network - FWNN. Essa rede ? muito similar ?s redes ANFIS, com a diferen?a de que os tradicionais polin?mios presentes nos consequentes desta rede s?o substitu?dos por redes WNN. O presente trabalho prop?e uma rede FWNN modificada para a identifica??o de sistemas din?micos n?o lineares. Nessa estrutura, somente fun??es waveletss?o utilizadas nos consequentes. Desta forma, ? poss?vel obter uma simplifica??o da estrutura com rela??o a outras estruturas descritas na literatura, diminuindo o n?mero de par?metros ajust?veis da rede. Para avaliar o desempenho da rede FWNN com essa modifica??o, ? realizada uma an?lise das caracter?sticas da rede, verificando-se as vantagens, desvantagens e o custo-benef?cio quando comparada com outras estruturas FWNNs. As avalia??es s?o realizadas a partir da identifica??o de dois sistemas simulados tradicionalmente encontrados na literatura e um sistema real n?o linear, consistindo de um tanque de multisse??es e n?o linear. Por fim, a rede foi utilizada para inferir valores de temperatura e umidade no interior de uma incubadora neonatal. A execu??o dessa an?lise baseia-se em v?rios crit?rios, tais como: erro m?dio quadr?tico, n?mero de ?pocas de treinamento, n?mero de par?metros ajust?veis, vari?ncia do erro m?dio quadr?tico, entre outros. Os resultados encontrados evidenciam a capacidade de generaliza??o da estrutura modificada, apesar da simplifica??o realizada

[pt] Uma questão fundamental na implementação da Agenda 2030 em nível nacional refere-se à análise das interrelações entre os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e como suas respectivas metas interagem entre si. Diretamente ligadas a essa análise, surge outra questão de ordem metodológica, qual seja: como a integração de métodos multicritério de tomada de decisão, análise estrutural e teoria de redes poderá contribuir para que um país possa melhor definir que metas globais deverão ser incluídas na sua Agenda 2030, considerando-se aspectos críticos de seus contextos socioeconômico e político. Buscando responder essa questão, a presente dissertação tem por objetivo propor um modelo conceitual sistêmico para priorizar metas globais associadas aos ODS que irão compor a Agenda 2030 de um país, integrando-se métodos multicritério de apoio à decisão, análise estrutural e teoria de redes. A pesquisa pode ser considerada descritiva, metodológica e aplicada. Com base nos resultados da revisão bibliográfica e da análise documental de seus temas centrais e visando preencher as lacunas identificadas na literatura, desenvolveu-se um modelo conceitual sistêmico para priorizar as metas globais a serem incluídas na Agenda 2030 de um país. A aplicabilidade do modelo foi demonstrada mediante um experimento preliminar no contexto da Agenda 2030 brasileira. Acredita-se que o modelo conceitual resultante desta pesquisa possa ser replicado em outros contextos nacionais, particularmente em países que estão para definir as metas que integrarão suas respectivas Agendas para o Desenvolvimento Sustentável. / [en] A fundamental question in the implementation of the 2030 Agenda at the national level is how the Sustainable Development Goals (SDGs) and their respective targets interact with each other. Directly linked to this concern, a methodological question arises – how can the integration of multicriteria decision making methods, structural analysis, and network theory contribute to a country to better define which global targets should be included in its 2030 Agenda, considering critical issues of its socio-economic and political contexts. With an attempt to answer this question, the dissertation aims to propose a systemic conceptual model to prioritize SDG s targets for a country s 2030 Agenda, by integrating multicriteria decision methods, structural analysis, and network theory. The research can be considered descriptive, methodological and applied. Based on the results of the bibliographic review and documentary analysis of its central themes, and seeking to fill the gaps identified in the specialized literature, a systemic conceptual model was developed for prioritizing global targets that should be included in a country s 2030 Agenda, considering critical issues of its socio-economic and political contexts. The model s applicability was demonstrated through a preliminary experiment concerning the definition of the Brazilian 2030 Agenda. It is believed that the conceptual model resulting from this research can be replicated in other national contexts, particularly in countries where the It is believed that the conceptual model resulting from this research can be replicated in other national contexts, particularly in those countries that are going to prioritize the targets that will integrate their respective Agendas for Sustainable Development.