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A construção de significados dos números irracionais no ensino básico: uma proposta de abordagem envolvendo os eixos constituintes dos números reais / The Construction of Irrational Numbers Meaning on Basic School: And approach proposal involving Real Numbers Axes constituents

Pommer, Wagner Marcelo 09 August 2012 (has links)
Considerando-se como fonte primária os manuais escolares brasileiros de Matemática, o saber a ser ensinado ainda situa uma apresentação dual, polarizado no viés pragmático ou teórico, ao que se segue um procedimento temático padrão que privilegia o desenvolvimento operatório envolvendo contextos exatos, finitos e determinísticos. Em particular, essas características se acentuam gravemente no momento de introdução dos números irracionais no ensino básico, o que ocasiona uma abordagem restritiva. Para superar este quadro, Bruner (1987) fundamenta que não devemos adiar o ensino de assuntos essenciais com base na crença de que são difíceis demais, pois as ideias fundamentais de qualquer assunto podem ser ensinadas na escolaridade básica, porém demanda um trabalho para além dos aspectos técnicos, o que equivale a retomada de características ligadas à compreensão. Neste trabalho, tivemos por hipótese que os pares discreto/contínuo; exato/aproximado; finito/infinito, presentes na análise da evolução epistemológica dos números reais e descritos em Machado (2009), se constituem em pilares conceituais essenciais para fundamentar um panorama favorável a uma abordagem significativa do tema dos números irracionais, de modo a compor um amálgama entre os aspectos técnicos e semânticos. Em face da necessária reflexão, em nível educacional, em torno de tal tema, delimitamos inicialmente um contexto investigativo pautado em um estudo qualitativo orientado pela questão Como são abordados os números irracionais no ensino básico, considerando-se como fonte o livro didático de Matemática?, a fim de mapear a apresentação deste assunto no Ensino Fundamental II e no Ensino Médio. O fundamento metodológico se inspirou nos núcleos de significação, descritos em Aguiar&Ozella (2006), que buscou apreender os sentidos que constituem o conteúdo do discurso expresso nos textos dos livros didáticos. O percurso dos núcleos de significação confirmou que, nos livros didáticos analisados, a apresentação dos números irracionais ocorre de modo polarizado: alguns optam por um viés empírico e outros pela definição formal. Verificou-se que, após uma abordagem inicial, não ocorre intercâmbio destas opções, o que acarreta um rápido esgotamento das ferramentas para se desenvolver as temáticas, limitando a compreensão da complexidade dos números irracionais no ensino básico. A partir das hipóteses e da pesquisa empírica, nos propusemos a delinear as contribuições presentes no movimento dialético entre os pares discreto/contínuo, finito/infinito e exato/aproximado, cujas mútuas conexões permeiam um espaço de significações, um campo que possibilita organizar, tecer e ampliar a rede de significados, conforme Machado (1995), favorecendo um quadro de maior compreensão à apresentação dos números irracionais. O enfoque epistemológico realizado revelou uma multiplicidade de relações envolvendo os números irracionais e diversos assuntos do currículo de Matemática, não devidamente caracterizadas e exploradas no ensino básico, o que serviu de mote para a apresentação de algumas situações de ensino para ilustrar os aportes orientadores sugeridos. Acreditamos que o caminho epistemológico trilhado viabilizou uma abertura para ampliar o quadro de significados em relação a outros tópicos presentes na Matemática Elementar, considerando-se como suporte a potencialidade presente nos eixos discreto/contínuo; exato/aproximado; finito/infinito, assim como no par determinístico/aleatório. / Considering Brazilian mathematics school textbooks as a primary research source, the knowledge to be taught still has a dual presentation, polarized in a pragmatic or theoretical way, what follows a thematic procedure pattern that favors an operational development involving exact, finite and deterministic contexts. In particular, these characteristics are seriously accentuated by the time of irrational numbers introduction at basic education, which leads to a restrictive approach. To overcome this situation, Bruner (1987) states that we should not postpone teaching key issues based on the belief that they are too hard, because the fundamental ideas of any subject can be taught at basic education, but it demands a work that overcome technical aspects, considerations that are equivalent to the resumption with aspects related to understanding. In this work, we had by hypothesis that the tension inherent on discrete/continuous, exact/approximate, finite/infinite pairs, extracted from analyses on real numbers epistemological evolution and described at Machado (2009), constitutes an essential conceptual pillar to establish a helpful framework to enable a significant irrational numbers approach, in order to compose an amalgam between technical and semantic aspects. Considering the necessary educational discussion involving this theme, we initially delimited an investigative context based on a qualitative study guided by the question How irrational numbers are approached in basic education, considering mathematics textbook as a source?\' in order to map this subject presentation at Middle and High School. The methodological foundation was inspired in meaning core, described in Aguiar and Ozella (2006), which aims to capture the sense that constitutes the speech content expressed inside mathematics scholar textbooks. The analysis from meaning core route reveals that, in the textbooks examined, the most known irrational numbers introduction occurs in a polarized way: some opt for a pragmatic bias and others by formal definition. However, it was found that after an initial approach, there is no further relationship between these options, which causes a rapid depletion of the tools to develop these themes, which limits the complexity understanding of irrational numbers in basic education. From the hypotheses and the empirical research, we intended to delineate contributions presented on the dialectical movement between discrete/continuous, finite/infinite and exact/approximate pairs, whose mutual connections permeate a \'space of meanings\', a field that allows to organize, to weave and to expand a network of meanings, as Machado (1995), favoring a framework for better understanding the irrational numbers development in basic school. The epistemological approach performed revealed a multiplicity of relationships involving irrational numbers and various subjects of mathematics curriculum, not properly characterized and exploited in basic education, references which served as contexts for the presentation of some teaching situations to illustrate the contributions guidance suggested. We believe that the epistemological path trodden enables an opening to increase possibilities of meanings in relation to other topics of Elementary Mathematics, considering as support the capability constituents presented in discrete/continuous, exact/approximate, finite/infinity axis, as well as in deterministic/random pair.
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O uso da teoria de conjuntos aproximados na modelagem de bases de dados relacionais e na extração de conhecimento.

Vieira, João Marcos 13 May 2005 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJMV.pdf: 2450102 bytes, checksum: b1b886e21b1ae7831845abb32330cb4f (MD5) Previous issue date: 2005-05-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work investigates two relational database models that extend the standard relational database model. Both models extend the standard relational model by allowing ways to represent uncertainty. The rough relational database model borrows the basic concepts form the rough set theory and deals with uncertainty by approaching relations using their lower and upper approximations. The fuzzy rough relational database model generalizes the rough relational model by introducing a degree of membership associated to elements, in a rough relation. The operators that are an intrinsic part of each of the models are formally defined and their pseudocodes are presented and discussed in details. A prototype system ROUGH-ID3, which implements a hybrid knowledge extraction approach by integrating a set of rough database operators with the symbolic system ID3 is proposed. / Este trabalho de pesquisa apresenta e investiga dois modelos teóricos de modelagem de bases de dados que incorporam conceitos da Teoria de Conjuntos Aproximados a uma Base de Dados Relacional. O primeiro, o Modelo Relacional Aproximado, incorpora conceitos como a indiscernibilidade buscando dar mais flexibilidade e versatilidade às Bases de Dados Relacionais, tornando a maneira como os dados são tratados mais próxima da maneira como a mente humana os trata. O segundo, o Modelo Relacional Aproximado Fuzzy, estende o Modelo Relacional Aproximado agregando conceitos da Teoria de Conjuntos Fuzzy, visando representar as relações do modelo por meio de uma função de pertinência fuzzy. Isso permite quantificar a pertinência das tuplas às relações da base. Ambos os modelos são implementados tendo os pseudocódigos de seus operadores desenvolvidos e implementados. Com base nestes modelos é proposto um sistema híbrido que utiliza os conceitos do Modelo Relacional Aproximado e Aproximado Fuzzy combinados a um método simbólico de aprendizado para viabilizar a extração de conhecimento certo e conhecimento com certo grau de incerteza, a partir de Bases de Dados Relacionais Aproximadas e Aproximadas Fuzzy.
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A construção de significados dos números irracionais no ensino básico: uma proposta de abordagem envolvendo os eixos constituintes dos números reais / The Construction of Irrational Numbers Meaning on Basic School: And approach proposal involving Real Numbers Axes constituents

Wagner Marcelo Pommer 09 August 2012 (has links)
Considerando-se como fonte primária os manuais escolares brasileiros de Matemática, o saber a ser ensinado ainda situa uma apresentação dual, polarizado no viés pragmático ou teórico, ao que se segue um procedimento temático padrão que privilegia o desenvolvimento operatório envolvendo contextos exatos, finitos e determinísticos. Em particular, essas características se acentuam gravemente no momento de introdução dos números irracionais no ensino básico, o que ocasiona uma abordagem restritiva. Para superar este quadro, Bruner (1987) fundamenta que não devemos adiar o ensino de assuntos essenciais com base na crença de que são difíceis demais, pois as ideias fundamentais de qualquer assunto podem ser ensinadas na escolaridade básica, porém demanda um trabalho para além dos aspectos técnicos, o que equivale a retomada de características ligadas à compreensão. Neste trabalho, tivemos por hipótese que os pares discreto/contínuo; exato/aproximado; finito/infinito, presentes na análise da evolução epistemológica dos números reais e descritos em Machado (2009), se constituem em pilares conceituais essenciais para fundamentar um panorama favorável a uma abordagem significativa do tema dos números irracionais, de modo a compor um amálgama entre os aspectos técnicos e semânticos. Em face da necessária reflexão, em nível educacional, em torno de tal tema, delimitamos inicialmente um contexto investigativo pautado em um estudo qualitativo orientado pela questão Como são abordados os números irracionais no ensino básico, considerando-se como fonte o livro didático de Matemática?, a fim de mapear a apresentação deste assunto no Ensino Fundamental II e no Ensino Médio. O fundamento metodológico se inspirou nos núcleos de significação, descritos em Aguiar&Ozella (2006), que buscou apreender os sentidos que constituem o conteúdo do discurso expresso nos textos dos livros didáticos. O percurso dos núcleos de significação confirmou que, nos livros didáticos analisados, a apresentação dos números irracionais ocorre de modo polarizado: alguns optam por um viés empírico e outros pela definição formal. Verificou-se que, após uma abordagem inicial, não ocorre intercâmbio destas opções, o que acarreta um rápido esgotamento das ferramentas para se desenvolver as temáticas, limitando a compreensão da complexidade dos números irracionais no ensino básico. A partir das hipóteses e da pesquisa empírica, nos propusemos a delinear as contribuições presentes no movimento dialético entre os pares discreto/contínuo, finito/infinito e exato/aproximado, cujas mútuas conexões permeiam um espaço de significações, um campo que possibilita organizar, tecer e ampliar a rede de significados, conforme Machado (1995), favorecendo um quadro de maior compreensão à apresentação dos números irracionais. O enfoque epistemológico realizado revelou uma multiplicidade de relações envolvendo os números irracionais e diversos assuntos do currículo de Matemática, não devidamente caracterizadas e exploradas no ensino básico, o que serviu de mote para a apresentação de algumas situações de ensino para ilustrar os aportes orientadores sugeridos. Acreditamos que o caminho epistemológico trilhado viabilizou uma abertura para ampliar o quadro de significados em relação a outros tópicos presentes na Matemática Elementar, considerando-se como suporte a potencialidade presente nos eixos discreto/contínuo; exato/aproximado; finito/infinito, assim como no par determinístico/aleatório. / Considering Brazilian mathematics school textbooks as a primary research source, the knowledge to be taught still has a dual presentation, polarized in a pragmatic or theoretical way, what follows a thematic procedure pattern that favors an operational development involving exact, finite and deterministic contexts. In particular, these characteristics are seriously accentuated by the time of irrational numbers introduction at basic education, which leads to a restrictive approach. To overcome this situation, Bruner (1987) states that we should not postpone teaching key issues based on the belief that they are too hard, because the fundamental ideas of any subject can be taught at basic education, but it demands a work that overcome technical aspects, considerations that are equivalent to the resumption with aspects related to understanding. In this work, we had by hypothesis that the tension inherent on discrete/continuous, exact/approximate, finite/infinite pairs, extracted from analyses on real numbers epistemological evolution and described at Machado (2009), constitutes an essential conceptual pillar to establish a helpful framework to enable a significant irrational numbers approach, in order to compose an amalgam between technical and semantic aspects. Considering the necessary educational discussion involving this theme, we initially delimited an investigative context based on a qualitative study guided by the question How irrational numbers are approached in basic education, considering mathematics textbook as a source?\' in order to map this subject presentation at Middle and High School. The methodological foundation was inspired in meaning core, described in Aguiar and Ozella (2006), which aims to capture the sense that constitutes the speech content expressed inside mathematics scholar textbooks. The analysis from meaning core route reveals that, in the textbooks examined, the most known irrational numbers introduction occurs in a polarized way: some opt for a pragmatic bias and others by formal definition. However, it was found that after an initial approach, there is no further relationship between these options, which causes a rapid depletion of the tools to develop these themes, which limits the complexity understanding of irrational numbers in basic education. From the hypotheses and the empirical research, we intended to delineate contributions presented on the dialectical movement between discrete/continuous, finite/infinite and exact/approximate pairs, whose mutual connections permeate a \'space of meanings\', a field that allows to organize, to weave and to expand a network of meanings, as Machado (1995), favoring a framework for better understanding the irrational numbers development in basic school. The epistemological approach performed revealed a multiplicity of relationships involving irrational numbers and various subjects of mathematics curriculum, not properly characterized and exploited in basic education, references which served as contexts for the presentation of some teaching situations to illustrate the contributions guidance suggested. We believe that the epistemological path trodden enables an opening to increase possibilities of meanings in relation to other topics of Elementary Mathematics, considering as support the capability constituents presented in discrete/continuous, exact/approximate, finite/infinity axis, as well as in deterministic/random pair.
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[en] ON THE LOWER BOUND FOR THE MAXIMUM CONSECUTIVE SUB-SUMS PROBLEM / [pt] SOBRE O LIMITE INFERIOR PARA O PROBLEMA DAS SUB-SOMAS CONSECUTIVAS MÁXIMAS

WILFREDO BARDALES RONCALLA 26 December 2014 (has links)
[pt] O Problema das Sub-somas Consecutivas Máximas (MCSP) surge em cenários de interesse teórico e prático, por exemplo, no casamento aproximado de padrões, identificação de proteínas e análise de dados estatísticos apenas para nomear alguns. Dada uma sequência de n números reais não negativos, O MCSP consiste em calcular as somas consecutivas máximas de tamanho 1 até n. Como existem implementações triviais que permitem encontrar o máximo para um comprimento fixo, existe um procedimento quadrático simples que permite resolver o MCSP. Apesar dos esforços dedicados ao problema, não é conhecido nenhum algoritmo significativamente melhor que a solução simples. Portanto, uma pergunta natural é se existe um limite inferior superlinear para o MCSP. Neste trabalho reportamos nossas pesquisas no sentido de provar tal limite. / [en] The Maximum Consecutive Subsums Problem (MCSP) arises in scenarios of both theoretical and practical interest, for example, approximate pattern matching, protein identification and analysis of statistical data to cite a few. Given a sequence of n non-negative real numbers, The MCSP asks for the computation of the maximum consecutive sums of lengths 1 through n. Since trivial implementations allow to compute the maximum for a fixed length value, it follows that there exists a naive quadratic procedure to solve the MCSP. Notwithstanding the effort devoted to the problem, no algorithm is known which is significantly better than the naive solution. Therefore, a natural question is whether there exists a superlinear lower bound for the MCSP. In this work we report our research in the direction of proving such a ower bound.
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Planejamento probabilístico usando programação dinâmica assíncrona e fatorada / Probabilistic planning using asynchronous and factored dynamic programming.

Holguin, Mijail Gamarra 03 April 2013 (has links)
Processos de Decisão Markovianos (Markov Decision Process - MDP) modelam problemas de tomada de decisão sequencial em que as possíveis ações de um agente possuem efeitos probabilísticos sobre os estados sucessores (que podem ser definidas por matrizes de transição de estados). Programação dinâmica em tempo real (Real-time dynamic programming - RTDP), é uma técnica usada para resolver MDPs quando existe informação sobre o estado inicial. Abordagens tradicionais apresentam melhor desempenho em problemas com matrizes esparsas de transição de estados porque podem alcançar eficientemente a convergência para a política ótima, sem ter que visitar todos os estados. Porém essa vantagem pode ser perdida em problemas com matrizes densas de transição, nos quais muitos estados podem ser alcançados em um passo (por exemplo, problemas de controle com eventos exógenos). Uma abordagem para superar essa limitação é explorar regularidades existentes na dinâmica do domínio através de uma representação fatorada, isto é, uma representação baseada em variáveis de estado. Nesse trabalho de mestrado, propomos um novo algoritmo chamado de FactRTDP (RTDP Fatorado), e sua versão aproximada aFactRTDP (RTDP Fatorado e Aproximado), que é a primeira versão eficiente fatorada do algoritmo clássico RTDP. Também propomos outras 2 extensões desses algoritmos, o FactLRTDP e aFactLRTDP, que rotulam estados cuja função valor convergiu para o ótimo. Os resultados experimentais mostram que estes novos algoritmos convergem mais rapidamente quando executados em domínios com matrizes de transição densa e tem bom comportamento online em domínios com matrizes de transição densa com pouca dependência entre as variáveis de estado. / Markov Decision Process (MDP) model problems of sequential decision making, where the possible actions have probabilistic effects on the successor states (defined by state transition matrices). Real-time dynamic programming (RTDP), is a technique for solving MDPs when there exists information about the initial state. Traditional approaches show better performance in problems with sparse state transition matrices, because they can achieve the convergence to optimal policy efficiently, without visiting all states. But, this advantage can be lose in problems with dense state transition matrices, in which several states can be achieved in a step (for example, control problems with exogenous events). An approach to overcome this limitation is to explore regularities existing in the domain dynamics through a factored representation, i.e., a representation based on state variables. In this master thesis, we propose a new algorithm called FactRTDP (Factored RTDP), and its approximate version aFactRTDP (Approximate and Factored RTDP), that are the first factored efficient versions of the classical RTDP algorithm. We also propose two other extensions, FactLRTDP and aFactLRTDP, that label states for which the value function has converged to the optimal. The experimental results show that when these new algorithms are executed in domains with dense transition matrices, they converge faster. And they have a good online performance in domains with dense transition matrices and few dependencies among state variables.
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Aplicação do Método de Galerkin para Equações e sistemas elípticos. / Application of the Galerkin Method for Equations and Elliptical Systems.

SOUZA, Tatiana rocha de. 06 July 2018 (has links)
Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-06T12:56:02Z No. of bitstreams: 1 TATIANA ROCHA DE SOUZA - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2005..pdf: 635145 bytes, checksum: 84477cb78515ac5241ef5b362a0ff141 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-06T12:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TATIANA ROCHA DE SOUZA - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2005..pdf: 635145 bytes, checksum: 84477cb78515ac5241ef5b362a0ff141 (MD5) Previous issue date: 2005-08 / Capes / Neste trabalho estudamos a eficiência do Método de Galerkin na resolução de problemas e sistemas Elípticos lineares, não-lineares, variacionias e não-variacionais. / In this work we study the Galerkin Method efficiency in solving of linear, nonlinear, variational and nonvariational Elliptic problems and Elliptic systems.
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Planejamento probabilístico usando programação dinâmica assíncrona e fatorada / Probabilistic planning using asynchronous and factored dynamic programming.

Mijail Gamarra Holguin 03 April 2013 (has links)
Processos de Decisão Markovianos (Markov Decision Process - MDP) modelam problemas de tomada de decisão sequencial em que as possíveis ações de um agente possuem efeitos probabilísticos sobre os estados sucessores (que podem ser definidas por matrizes de transição de estados). Programação dinâmica em tempo real (Real-time dynamic programming - RTDP), é uma técnica usada para resolver MDPs quando existe informação sobre o estado inicial. Abordagens tradicionais apresentam melhor desempenho em problemas com matrizes esparsas de transição de estados porque podem alcançar eficientemente a convergência para a política ótima, sem ter que visitar todos os estados. Porém essa vantagem pode ser perdida em problemas com matrizes densas de transição, nos quais muitos estados podem ser alcançados em um passo (por exemplo, problemas de controle com eventos exógenos). Uma abordagem para superar essa limitação é explorar regularidades existentes na dinâmica do domínio através de uma representação fatorada, isto é, uma representação baseada em variáveis de estado. Nesse trabalho de mestrado, propomos um novo algoritmo chamado de FactRTDP (RTDP Fatorado), e sua versão aproximada aFactRTDP (RTDP Fatorado e Aproximado), que é a primeira versão eficiente fatorada do algoritmo clássico RTDP. Também propomos outras 2 extensões desses algoritmos, o FactLRTDP e aFactLRTDP, que rotulam estados cuja função valor convergiu para o ótimo. Os resultados experimentais mostram que estes novos algoritmos convergem mais rapidamente quando executados em domínios com matrizes de transição densa e tem bom comportamento online em domínios com matrizes de transição densa com pouca dependência entre as variáveis de estado. / Markov Decision Process (MDP) model problems of sequential decision making, where the possible actions have probabilistic effects on the successor states (defined by state transition matrices). Real-time dynamic programming (RTDP), is a technique for solving MDPs when there exists information about the initial state. Traditional approaches show better performance in problems with sparse state transition matrices, because they can achieve the convergence to optimal policy efficiently, without visiting all states. But, this advantage can be lose in problems with dense state transition matrices, in which several states can be achieved in a step (for example, control problems with exogenous events). An approach to overcome this limitation is to explore regularities existing in the domain dynamics through a factored representation, i.e., a representation based on state variables. In this master thesis, we propose a new algorithm called FactRTDP (Factored RTDP), and its approximate version aFactRTDP (Approximate and Factored RTDP), that are the first factored efficient versions of the classical RTDP algorithm. We also propose two other extensions, FactLRTDP and aFactLRTDP, that label states for which the value function has converged to the optimal. The experimental results show that when these new algorithms are executed in domains with dense transition matrices, they converge faster. And they have a good online performance in domains with dense transition matrices and few dependencies among state variables.
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[en] COMPUTED-TORQUE CONTROL OF A SIMULATED BIPEDAL ROBOT WITH LOCOMOTION BY REINFORCEMENT LEARNING / [pt] CONTROLE POR TORQUE COMPUTADO DE UM ROBÔ BÍPEDE SIMULADO COM LOCOMOÇÃO VIA APRENDIZADO POR REFORÇO

CARLOS MAGNO CATHARINO OLSSON VALLE 27 October 2016 (has links)
[pt] Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um controle híbrido de um robô do tipo humanoide Atlas em regime de locomoção estática para a frente. Nos experimentos faz-se uso do ambiente de simulação Gazebo, que permite uma modelagem precisa do robô. O sistema desenvolvido é composto pela modelagem da mecânica do robô, incluindo as equações da dinâmica que permitem o controle das juntas por torque computado, e pela determinação das posições que as juntas devem assumir. Isto é realizado por agentes que utilizam o algoritmo de aprendizado por reforço Q-Learning aproximado para planejar a locomoção do robô. A definição do espaço de estados, que compõe cada agente, difere da cartesiana tradicional e é baseada no conceito de pontos cardeais para estabelecer as direções a serem seguidas até o objetivo e para evitar obstáculos. Esta definição permite o uso de um ambiente simulado reduzido para treinamento, fornecendo aos agentes um conhecimento prévio à aplicação no ambiente real e facilitando, em consequência, a convergência para uma ação dita ótima em poucas iterações. Utilizam-se, no total, três agentes: um para controlar o deslocamento do centro de massa enquanto as duas pernas estão apoiadas ao chão, e outros dois para manter o centro de massa dentro de uma área de tolerância de cada um dos pés na situação em que o robô estiver apoiado com apenas um dos pés no chão. O controle híbrido foi também concebido para reduzir as chances de queda do robô durante a caminhada mediante o uso de uma série de restrições, tanto pelo aprendizado por reforço como pelo modelo da cinemática do robô. A abordagem proposta permite um treinamento eficiente em poucas iterações, produz bons resultados e assegura a integridade do robô. / [en] This dissertation presents the development of a hybrid control for an Atlas humanoid robot moving forward in a static locomotion regime. The Gazebo simulation environment used in the experiments allows a precise modeling of the robot. The developed system consists of the robot mechanics modeling, including dynamical equations that allow the control of joints by computed-torque and the determination of positions the joints should take. This is accomplished by agents that make use of the approximate Q-Learning reinforcement learning algorithm to plan the robot s locomotion. The definition of the state space that makes up each agent differs from the traditional cartesian one and is based on the concept of cardinal points to establish the directions to be followed to the goal and avoid obstacles. This allows the use of a reduced simulated environment for training, providing the agents with prior knowledge to the application in a real environment and facilitating, as a result, convergence to a so-called optimal action in few iterations. Three agents are used: one to control the center of mass displacement when the two legs are poised on the floor and other two for keeping the center of mass within a tolerance range of each of the legs when only one foot is on the ground. In order to reduce the chance of the robot falling down while walking the hybrid control employs a number of constraints, both in the reinforcement learning part and in the robot kinematics model. The proposed approach allows an effective training in few iterations, achieves good results and ensures the integrity of the robot.
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Processamento de conhecimento impreciso combinando raciocínio de ontologias fuzzy e sistemas de inferência fuzzy

Yaguinuma, Cristiane Akemi 13 December 2013 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:03:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5694.pdf: 2329501 bytes, checksum: 90a80d78f180e25fc719ec410704ff8f (MD5) Previous issue date: 2013-12-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / In Computer Science, ontologies are used for knowledge representation in a number of applications, aiming to structure and handle domain semantics through models shared by humans and computational systems. Although traditional ontologies model semantic information and support reasoning tasks, they are based on a formalism which is less suitable to express the vagueness inherent in real-world phenomena and human language. To address this issue, many proposals investigate how traditional ontologies can be extended by incorporating concepts from fuzzy sets and fuzzy logic, resulting in fuzzy ontologies. In special, combining the formalism from fuzzy ontologies with fuzzy rule-based reasoning, which has been successfully applied in the context of fuzzy inference systems, can lead to more expressive inferences involving imprecision. In this sense, this doctoral thesis aims at exploring the integration of fuzzy ontology reasoning with fuzzy inference systems, resulting in the definition and the development of two approaches: HyFOM (Hybrid integration of Fuzzy Ontology and Mamdani reasoning) and FT-FIS (Fuzzy Tableau and Fuzzy Inference System). HyFOM is based on a hybrid architecture combining reasoners for ontologies, fuzzy ontologies and fuzzy inference systems, focusing on the interaction among its independent components. FT-FIS defines an interface between a fuzzy tableau-based algorithm and a fuzzy inference system, including the fuzzyRuleReasoning predicate that allows fuzzy rule-based reasoning to be invoked whenever necessary for fuzzy ontology reasoning tasks. The main contribution of HyFOM and FT-FIS comes from their reasoning architectures, which combine flexibility in terms of fuzzy rule semantics with the collaboration between inferences from both types of reasoning. Experiments regarding the recommendation of touristic attractions, based on synthetic data, revealed that HyFOM and FT-FIS provide integrated inferences, in addition to a more expressive approximation of the relation defined by fuzzy rules than the results from the fuzzyDL reasoner. In experiments involving the evaluation of chemical risk in food samples, based on real data, results obtained by HyFOM and FT-FIS are also more precise than fuzzyDL results, in comparison with reference values available in this domain. / No contexto da Ciência da Computação, ontologias são utilizadas para representação de conhecimento em diversas aplicações, com o intuito de estruturar e tratar a semântica de domínios específicos. Embora representem e permitam inferir conhecimento implícito, as ontologias convencionais baseiam-se em um formalismo que não é capaz de expressar a imprecisão presente em fenômenos do mundo real e na linguagem humana. Para abordar esta limitação, há diversas pesquisas que investigam a incorporação de conceitos da teoria de conjuntos fuzzy e da lógica fuzzy em ontologias, resultando em ontologias fuzzy. Em especial, combinar o formalismo das ontologias fuzzy com o raciocínio baseado em regras fuzzy, utilizado com sucesso no contexto de sistemas de inferência fuzzy, pode proporcionar uma maior expressividade com relação às inferências envolvendo imprecisão. Neste sentido, o objetivo deste projeto de doutorado é explorar a integração do raciocínio de ontologias fuzzy e de sistemas de inferência fuzzy, resultando na definição e no desenvolvimento das abordagens HyFOM (Hybrid integration of Fuzzy Ontology and Mamdani reasoning) e FT-FIS (Fuzzy Tableau and Fuzzy Inference System). HyFOM baseia-se em uma arquitetura híbrida que combina motores de inferência existentes na literatura para ontologias, ontologias fuzzy e sistemas de inferência fuzzy, com foco na interação entre seus componentes independentes. FT-FIS define uma interface entre um algoritmo baseado em tableau fuzzy e um sistema de inferência fuzzy, incluindo o predicado fuzzyRuleReasoning que permite invocar o raciocínio baseado em regras fuzzy quando for necessário para as tarefas de raciocínio da ontologia fuzzy. A principal contribuição das arquiteturas de raciocínio de HyFOM e FT-FIS está na combinação de flexibilidade, em termos da semântica das regras fuzzy, com a colaboração entre as inferências de ambos tipos de raciocínio. Experimentos considerando a recomendação de atrações turísticas, baseados em dados sintéticos, revelaram que HyFOM e FT-FIS são capazes de proporcionar inferências integradas, além de uma aproximação mais expressiva da relação estabelecida pelas regras fuzzy que os resultados providos pelo raciocinador fuzzyDL. Em experimentos envolvendo o domínio de risco químico em alimentos, baseado em dados reais, os resultados de HyFOM e FT-FIS também são mais precisos que os resultados de fuzzyDL, em comparação com valores de referência disponíveis nesse domínio.

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