O entendimento dos mecanismos de representação e processamento de odores pelo sistema olfatório é uma das questões centrais da neurociência moderna. Os odores são codificados pela circuitaria interna do bulbo olfatório em padrões espaço-temporais refletidos pela atividade de suas células de saída, as células mitrais e tufosas, que transmitem os resultados das computações dessa estrutura inicial de processamento a regiões corticais superiores. A arquitetura das conexões existentes no bulbo olfatório apresenta inibição lateral em duas camadas diferentes de sua estrutura laminar, intermediadas por dois tipos distintos de interneurônios. Na camada glomerular, mais externa, a inibição lateral é mediada pelas células periglomerulares e na camada plexiforme externa, mais interna, a inibição lateral é mediada pelas células granulares. O papel desses dois níveis distintos de inibição lateral e os mecanismos segundo os quais eles atuam moldando os padrões espaço-temporais de resposta do bulbo olfatório a odores diferentes são ainda pouco conhecidos. O objetivo deste trabalho foi construir um modelo de rede neural biologicamente plausível do bulbo olfatório para investigar como dois tipos diferentes de interneurônios, atuando em estágios distintos de processamento, podem contribuir para a discriminação de odores e a coordenação dos padrões de disparo das células mitrais. O modelo de rede construído, com representação de odores pela atividade das células mitrais e baseado nas interações recíprocas entre essas células e os interneurônios inibitórios, mostrou que a inibição gerada pelas células periglomerulares pode melhorar o contraste entre odores similares, facilitando a discriminação de odores, enquanto que a inibição das células granulares atua no refinamento da resposta de saída da informação olfatória. / The understanding of odor representation and processing mechanisms by the olfactory system is one of the central questions of modern neuroscience. Odors are encoded by the olfactory bulb circuitry in terms of spatiotemporal spiking patterns. These are reflected in the activity of the mitral cells, which are the output cells of the olfactory bulb that transmit the information processed in this early structure to higher cortical regions. The architecture of the olfactory bulb connections presents lateral inhibition at two different layers of its laminar structure, mediated by two distinct types of interneurons. In the glomerular layer, lateral inhibition is mediated by periglomerular cells. In the external plexiform layer, lateral inhibition is mediated by granule cells. The role of these two different lateral inhibition levels and the mechanisms whereby they shape the spatial and temporal patterns of the olfactory bulb response to different odors is not well known. The aim of this work was to build a biologically plausible neural network model of the olfactory bulb to investigate how two different types of interneurons, acting at different processing stages, could contribute to odor discrimination and the coordination of the mitral cells spiking patterns. The results of simulations of the network model shown that the inhibition generated by periglomerular cells can provide contrast enhancement and odors discrimination, while the granule cell inhibition can refine the output response of the olfactory information.

Este trabalho adota a técnica de simulação baseada em agentes para analisar o processo de precificação de energia comercializada no ambiente de contratação regulada (leilões) do mercado elétrico do Brasil. Nesse contexto, são simulados leilões de energia nova - produto fonte eólica. O simulador dos leilões de energia do Brasil foi construído através de programação realizada em matlab. Nesse programa, é possível comparar a escolha de lances de vendedores participantes nos pleitos. Os agentes (vendedores) participantes dos leilões aprendem com o decorrer dos leilões simulados. A aprendizagem é determinada através da utilização de variação do algoritmo Q-learning. Os resultados claramente demonstram que as técnicas de aprendizagem consideradas têm resultados mais favoráveis do que escolhas aleatórias (sem aprendizagem). Considerando outro ponto de vista, é possível verificar diferença de média de preços nos leilões entre os perfis de geradores públicos e privados. Além disso, é possível afirmar que o preço da energia se altera dada alteração na participação relativa de vendedores públicos ou privados nos pleitos. / This thesis adopts an agent based simulation in order to analyses the pricing process of energy that is negotiate by auctions in Brazil. In this work, wind energy power auctions are simulate. The model was developed in Matlab platform, and so, it was possible to compare the bidding process of the players in those auctions. The players learn during the auctions, and the process of learning is defined by a variation of the Q-learning algorithm. The results of the research show that when Q-learning is considered by generators there are more benefits than it is not. From another point of view, it is possible to say that there is difference between the prices of public and private players (enterprises that sell Wind energy). Besides it is possible to say that when the number of public and private players in an auction change the energy price.

Uma efetiva ação de conservação depende de um claro entendimento de como as espécies respondem às características ambientais, em particular à cobertura, configuração espacial e qualidade do habitat. No entanto, nem sempre esses dados estruturais da paisagem estão disponíveis em extensão e escala compatíveis com o planejamento ambiental. Ademais, a obtenção de dados empíricos sobre as respostas das espécies à estrutura da paisagem é longa e custosa, o que exige abordagens alternativas para o entendimento destas relações. Esta tese teve dois objetivos principais: i. gerar informações atualizadas sobre as características espaciais dos remanescentes de Mata Atlântica, estimando a quantidade e distribuição de mata existente ao longo de todo o Domínio fitogeográfico, além de avaliar a distribuição da floresta em relação a características do relevo; ii. avaliar, através de modelos de simulação, o efeito da estrutura da paisagem, qualidade de habitat e atributos das espécies, em processos associados à movimentação de aves. A Mata Atlântica é uma das florestas com maior biodiversidade do planeta, mas está também entre as mais ameaçadas, dado o avançado estágio de perda e fragmentação do hábitat, o que a coloca entre os principais hotspots do planeta. Na primeira parte desta tese, estimamos que a cobertura da Mata Atlântica está entre 12 a 16% (em função de erros de mapeamento), o que representa um valor intermediário em relação às estimativas anteriores (7-8%, ou 22-23%). Os dados de configuração mostram uma situação pouco favorável para conservação das espécies. Mais de 80% dos fragmentos remanescentes são menores que 50 hectares, tamanho extremamente reduzido e incapaz de preservar a maioria das espécies florestais. Ademais, quase a metade da floresta existente está a menos de 100 m de ambientes antropizados, sendo que as áreas mais distantes da borda ficam a aproximadamente 12 km da matriz. Outro fato alarmante é a grande distância média entre os remanescentes de mata (1.440 m), o que torna difícil a movimentação de indivíduos entre fragmentos. A quantidade de unidades de conservação é extremamente reduzida, correspondendo apenas a aproximadamente 1% da Mata Atlântica original, bem abaixo dos 10% sugeridos como mínimo para a manutenção de espécies. As faixas de altitude acima de 1200 m mantêm mais de 20% da cobertura original, enquanto as faixas mais baixas conservam somente 10% da floresta. Algumas diretrizes de conservação e restauração por sub-regiões biogeográficas foram propostas, porém tais regiões apresentaram-se muito extensas para a definição de ações de manejo. Este fato nos levou a sugerir a subdivisão do domínio em 55 novos compartimentos, considerando características de clima e relevo, além dos aspectos biogeográficos. Na segunda parte desta tese, foi desenvolvido o BioDIM (Biologically scaled dispersal model), um modelo baseado em indivíduos que simula a movimentação de aves florestais calibradas para espécies encontradas na Mata Atlântica. O BioDIM inclui vários perfis (i.e. sensibilidades) de espécies, permitindo simular desde espécies muito sensíveis (preferência pelo interior dos fragmentos), até espécies moderadamente generalistas (cruzam até 120 m através de ambientes abertos). Além da sensibilidade a ambientes abertos ou de borda, a área de vida (i.e. requerimento de habitat), e o deslocamento máximo diário ou explorativo (i.e. quando o indivíduo está dispersando) também foram considerados. As simulações com o BioDIM foram feitas para 10.000 paisagens simuladas, apresentando grande variação de porcentagem (de 5 a 70%), agregação e qualidade do habitat, o que nos permitiu estudar uma ampla gama de paisagens, o que não seria viável em estudos empíricos. Os resultados sugerem as características das espécies e a estrutura da paisagem foram igualmente importantes para explicar os processos ecológicos analisados, porém a qualidade de habitat foi pouco influente. A sensibilidade das espécies foi o fator mais importante para explicar a mortalidade de indivíduos e a taxa de dispersão, sendo um fator de efeito secundário para o custo de movimentação e para a taxa de encontros entre indivíduos. A porcentagem de cobertura foi o fator mais influente para custo de movimentação, enquanto para a taxa de encontros o efeito primário foi o tamanho da área de vida. Uma surpresa foi que, ao se avaliar os efeitos para cada perfil de espécie, observou-se que a agregação de habitat foi tão importante quanto a quantidade de habitat para explicar alguns processos, independente da quantidade de habitat, oposto do que tem sido sugerido na literatura. Isto sugere que as variáveis de paisagem são importantes ao longo de todo o processo de conversão do habitat, e devem ser cuidadosamente consideradas na tomada de decisão voltada ao manejo para a conservação de espécies. / Effective conservation actions depend on a clear understanding of how species respond to environmental factors, particularly to the amount of habitat and the spatial arrangement and quality of this habitat. However, landscape structure information is not always available to the extent and scale needed to promote effective conservation planning. Additionally, acquiring biological information of how species respond to landscape structure is particularly expensive in time and money. This thesis has two main goals: i. to generate updated information about the amount and spatial distribution of the remnants of the Brazilian Atlantic Forest, combining information on the remaining forest and landscape relief; ii. untangle the effects of landscape structure, habitat quality, and species traits on ecological processes related to the movements of Atlantic Forest bird species, using simulation models. The Atlantic Forest is one of the most biodiverse regions on the planet, but is also among the most threatened because of the high degree of habitat loss and fragmentation, which confer the status of biodiversity \"hotspot\" on the region. In the first part of the thesis, I estimated that the remaining Brazilian Atlantic Forest occupies between 12-16% of its original extent (considering mapping errors), which is an intermediate estimate compared to previous ones (7-8%, or 22-23%). The spatial distribution of this forest indicates poor conditions for species conservation. More than 80% of the remaining forest is distributed in patches smaller than 50 ha, which is extremely reduced in size and incapable of preserving most of the forest species. Additionally, half of the remaining forest is less than 100 m distant from any edge, and the farthest point within any forest is about 12 km from the surrounding matrix. Another critical point is the high degree of isolation between patches (mean 1 440 m), which impedes the movement of individuals between forest fragments. Protected areas are extremely small, approximately 1% of the original extent, which is below the 10% suggested as the minimum amount for species maintenance. Higher-altitude areas (> 1200 m) retain more than 20% of the original cover; whereas in lower altitudes, such as from 400 to 800 m, only about 10% of the original forest still exists. Some conservation and restoration measures for the entire region and within biogeographical sub-regions are suggested, but I consider the subregions too extensive for defining appropriate management actions. Thus, I refined the subdivision of the entire region into 55 new sub-regions, considering climate and relief characteristics, as well as biogeographical aspects. In the second part of this thesis I developed a program called BioDIM (Biologically scaled dispersal model), an individual-based model calibrated to simulate the movement of Atlantic Forest bird species in fragmented landscapes. Five species profiles (i.e., species sensitivity) are already available in BioDIM, which allows us to simulate movements from highly sensitive species (which avoid forest edges), to moderately generalist ones (capable of crossing 120 m of open matrix). Home-range size (a surrogate for habitat amount requirement) and maximum routine and explorative distances per day can also be set. I generated 10 000 simulated landscapes, varying in habitat amount (5 to 70%), aggregation, and quality, which made it possible to evaluate landscape variability to a degree that would not be possible in real conditions. The results suggest that species traits and landscape structure were both important to explain the ecological processes, but habitat quality contributed relatively little. Species sensitivity was the prime factor in explaining dispersal rate and mortality, and had a secondary effect on movement cost and encounter rate. Habitat amount was the most influential factor to explain movement cost, and home-range size was the prime factor for encounter rate. Astonishingly, we observed that, within species profiles, habitat aggregation was as important as habitat amount to explain several ecological processes, independently of the percentage of forest amount. This is the opposite of what has been observed in the literature. These results indicate that landscape variables are important for all habitat conversion processes, and that they must be carefully considered in decision-making for species conservation management.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Location-based mobile games are a special type of game where location technologies are employed to track players and to alter the rules of the games. Such games are a subclass of pervasive games whose playability advances according to the location of players. This work proposes an authoring tool to develop location-based mobile games enhances with augmented reality features. This tool was conceived from research studies on authoring tools and pervasive games. By analysing the related works, we have compiled the most common features of location-based mobile games and the main aspects presented in authoring tools for developing these games. Moreover, we have used focus groups to both enhance the creation of new scenarios for location-based mobile games and improve the usage of augmented reality in such games. Ultimately, we have compiled a set of requirements to design a software architecture for the development of an authoring tool. The designed architecture is composed of a server to manage running games, a web based system for developing these games, and a mobile application in which the games are executed. The main goal of this work is to provide a software solution that allows non-programmers to design, build and execute location-based mobile games. To assess the proposed work, we have designed and implemented a game called "Battle for Fortaleza" using the authoring tool. Besides, we have conducted interviews with users to validate the utility and the easiness of the tool to develop location-based mobile games. / Jogos mÃveis baseados em localizaÃÃo sÃo aqueles que fazem uso de tecnologias de localizaÃÃo e que agregam a posiÃÃo de seus jogadores nas regras do jogo. Estes jogos sÃo uma subclasse de jogos pervasivos em que a jogabilidade progride de acordo com a localizaÃÃo do jogador. Neste trabalho à proposta uma ferramenta de autoria para a criaÃÃo de jogos mÃveis baseados em localizaÃÃo, acrescidos com recursos de realidade aumentada. A concepÃÃo desta ferramenta foi feita com base em uma revisÃo da literatura sobre ferramentas de autoria e jogos pervasivos. A partir de trabalhos relacionados, buscou-se recolher as caracterÃsticas comuns de jogos mÃveis baseados em localizaÃÃo e caracterÃsticas de ferramentas de autoria para estes jogos. AlÃm disso, utilizou-se grupos focais para refinar os novos cenÃrios para jogos mÃveis baseados em localizaÃÃo, em particular a respeito de como a realidade aumentada pode ser utilizada nestes jogos. Com o estudo de ambos, na revisÃo da literatura e nos grupos focais foi produzido um conjunto de requisitos para projetar uma arquitetura de software para o desenvolvimento de uma ferramenta de criaÃÃo. Esta arquitetura à composta de um servidor para gerenciar os jogos em execuÃÃo, uma aplicaÃÃo baseada na web que permite a autoria dos jogos e um aplicativo para dispositivos mÃveis onde sÃo executados os jogos desenvolvidos. Nosso principal objetivo à fornecer uma soluÃÃo de software para permitir que usuÃrios nÃo-programadores possam projetar, construir e executar jogos mÃveis baseados em localizaÃÃo. A fim de avaliar a nossa ferramenta, foi projetado e implementado um jogo chamado âBatalha por Fortalezaâ, em que as funcionalidades da ferramentas sÃo demonstradas. AlÃm disso, buscou-se validar, com usuÃrios, se a ferramenta proposta consegue auxiliar na criaÃÃo de jogos de maneira fÃcil e intuitiva.

Orientador: Elaine Maria Cardoso / Resumo: A energia solar pode ser aproveitada como fonte de energia térmica para aquecimento de água, por exemplo, em coletores solares ou como fonte de energia elétrica usando sistemas de células fotovoltaicas. Entretanto, as células fotovoltaicas, geralmente, de custos relativamente altos, têm algumas restrições relacionadas a altas temperaturas de operação e distribuições de temperatura não homogêneas levando a redução da vida útil e eficiência elétrica de tais sistemas. Essas limitações têm sido o foco de pesquisas, a fim de melhorar as eficiências elétricas, regular as temperaturas de operação e reduzir os materiais necessários para fabricação das células. Assim, este projeto de pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho de um dissipador de calor, baseado em microcanais retangulares paralelos, no resfriamento de uma célula fotovoltaica de alta concentração (HCPV-High Concentration Photovoltaic Cell), utilizando-se de análise teórica (modelo térmico), simulação numérica (usando o software comercial CFD ANSYS® Fluent v15) e de uma bancada experimental. Neste trabalho, foram consideradas as condições de máxima radiação (denominado de pior cenário, quando a célula não gera eletricidade e todo o calor deve ser dissipado) e de radiação média ao longo do período considerado. Os dados climatológicos foram obtidos do site Canal Clima - UNESP, com dados historicos do clima na região noroeste paulista. Foi realizada uma revisão do estado da arte a fim de compreender como os sistemas de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Solar energy can be used as a source of thermal energy in solar collectors, for example, or as a source of electricity using photovoltaic cell systems. However, photovoltaic cells requires high investments having some restrictions related to high operating temperatures and nonhomogeneous temperature distributions, leading to a reduction in the useful life and electrical efficiency. These limitations have been the focus of researches in order to improve electrical efficiencies, to regulate operating temperatures, and to reduce required materials in the cells. Thus, this research project aims to evaluate the performance of a heat sink based on parallel rectangular microchannels for cooling of a high concentration photovoltaic cell (HCPV), using theoretical analysis (thermal model), numerical simulation (using commercial software CFD ANSYS® Fluent v15) and an experimental bench. In this work, it was considered the conditions of maximum radiation (named worst scenario, when the cell does not generate electricity and all the heat must be dissipated) and the average radiation over the period considered. These climatological data were obtained from the Canal Clima – UNESP site, in the northwestern region of São Paulo state. A review on the subject was carried out in order to understand how solar photovoltaic systems can be optimized using solar concentrators and more efficient materials (multiple-junction cells). The influence of temperature and cooling systems were analyzed. An exp... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Em diversos domínios, além das informações sobre os objetos ou entidades que os compõem, existem, também, informaçõoes a respeito das relações entre esses objetos. Alguns desses domínios são, por exemplo, as redes de co-autoria, e as páginas Web. Nesse sentido, é natural procurar por técnicas de classificação que levem em conta estas informações. Dentre essas técnicas estão as denominadas classificação baseada em grafos, que visam classificar os exemplos levando em conta as relações existentes entre eles. Este trabalho aborda o desenvolvimento de métodos para melhorar o desempenho de classificadores baseados em grafos utilizando estratégias de ensembles. Um classificador ensemble considera um conjunto de classificadores cujas predições individuais são combinadas de alguma forma. Este classificador normalmente apresenta um melhor desempenho do que seus classificadores individualmente. Assim, foram desenvolvidas três técnicas: a primeira para dados originalmente no formato proposicional e transformados para formato relacional baseado em grafo e a segunda e terceira para dados originalmente já no formato de grafo. A primeira técnica, inspirada no algoritmo de boosting, originou o algoritmo KNN Adaptativo Baseado em Grafos (A-KNN). A segunda ténica, inspirada no algoritmo de Bagging originou trê abordagens de Bagging Baseado em Grafos (BG). Finalmente, a terceira técnica, inspirada no algoritmo de Cross-Validated Committees, originou o Cross-Validated Committees Baseado em Grafos (CVCG). Os experimentos foram realizados em 38 conjuntos de dados, sendo 22 conjuntos proposicionais e 16 conjuntos no formato relacional. Na avaliação foi utilizado o esquema de 10-fold stratified cross-validation e para determinar diferenças estatísticas entre classificadores foi utilizado o método proposto por Demsar (2006). Em relação aos resultados, as três técnicas melhoraram ou mantiveram o desempenho dos classificadores bases. Concluindo, ensembles aplicados em classificadores baseados em grafos apresentam bons resultados no desempenho destes / In many fields, besides information about the objects or entities that compose them, there is also information about the relationships between objects. Some of these fields are, for example, co-authorship networks and Web pages. Therefore, it is natural to search for classification techniques that take into account this information. Among these techniques are the so-called graphbased classification, which seek to classify examples taking into account the relationships between them. This paper presents the development of methods to improve the performance of graph-based classifiers by using strategies of ensembles. An ensemble classifier considers a set of classifiers whose individual predictions are combined in some way. This combined classifier usually performs better than its individual classifiers. Three techniques have been developed: the first applied for originally propositional data transformed to relational format based on graphs and the second and the third applied for data originally in graph format. The first technique, inspired by the boosting algorithm originated the Adaptive Graph-Based K-Nearest Neighbor (A-KNN). The second technique, inspired by the bagging algorithm led to three approaches of Graph-Based Bagging (BG). Finally the third technique, inspired by the Cross- Validated Committees algorithm led to the Graph-Based Cross-Validated Committees (CVCG). The experiments were performed on 38 data sets, 22 datasets in propositional format and 16 in relational format. Evaluation was performed using the scheme of 10-fold stratified cross-validation and to determine statistical differences between the classifiers it was used the method proposed by Demsar (2006). Regarding the results, these three techniques improved or at least maintain the performance of the base classifiers. In conclusion, ensembles applied to graph-based classifiers have good results in the performance of them

GEMs (Gas Electron Multiplier) and Thick-GEMs (Thick-Gas Electron Multiplier) are MPGDs (Micropattern Gas Detector) that make part of the new generation of gaseous detectors, allowing high counting rates, low cost when compared to solid state detectors, high radiation hardness and gain when using multiple structures. Besides that, the handling and maintenance of these detectors is relatively simple, being versatile to detect different types of radiation. Therefore, these detectors are an effective alternative to build imaging systems with large sensitive area. This work consists in the study and characterization of a set of gaseous detectors, more specifically the Thick-GEMs produced in the High Energy Physics and Instrumentation Center at IFUSP, which were tested showing promising results in terms of gain, energy resolution and operational stability. However, due to the low signal-to-noise ratio of the Thick-GEMs, the X-ray fluorescence imaging system was mounted using GEMs. During this work the necessary software tools for image processing and reconstruction were developed as a parallel study in computational simulations to better understand the operation of gaseous detectors. X-ray fluorescence techniques are essential in areas such as medicine and the study of historical and cultural heritage since they are non-invasive and non-destructive. Techniques to check the authenticity of masterpieces are required and museums are gradually becoming more interested in the Physics and instrumentation needed to characterize their patrimony. / Os GEMs (Gas Electron Multiplier) e Thick-GEMs (Thick-Gas Electron Multiplier) são estruturas do tipo MPGD (Micropattern Gas Detector) que fazem parte da nova geração de detectores de radiação a gás e permitem altas taxas de contagens, baixo custo quando comparados com os detectores de estado sólido, uma elevada resistência à radiação e ganhos elevados, quando utilizadas estruturas múltiplas para multiplicação. Além disso, o manuseio e manutenção desses detectores é relativamente simples, sendo versáteis em relação à montagem podendo detectar diferentes tipos de radiação. Sendo assim, a utilização desses detectores é uma alternativa eficiente para montar um sistema de imagem com grande área sensível. Este trabalho consiste no estudo e caracterização de um conjunto de detectores gasosos, mais especificamente os Thick-GEMs produzidos pelo grupo de Física de altas energias e Instrumentação do IFUSP, que foram testados para serem empregados em um sistema de imagem de fluorescência de raios-X. Os Thick-GEMs testados apresentaram resultados promissores em termos de ganho, resolução em energia e estabilidade operacional. No entanto, devido à baixa relação sinal-ruído, um sistema de imagem de fluorescência de raios-X foi montado utilizando GEMs. Durante o trabalho as ferramentas de software necessárias para processamento e reconstrução de imagens foram desenvolvidas, assim como um estudo paralelo de simulações computacionais para entender melhor o funcionamento de detectores gasosos. Técnicas como o imageamento por fluorescência de raios-X são de suma importância pois são consideradas não invasivas e não destrutivas. Sua utilização tem uma importância imprescindível nas áreas da medicina e na análise de patrimônios histórico e cultural. Atualmente, a verificação e validação de autenticidade de obras é um requisito obrigatório e alguns museus começam a se interessar cada vez mais em áreas da Física e da instrumentação necessária para caracterizar o seu patrimônio.

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

O diagnóstico de eventos que afetam a qualidade da energia elétrica tem se tornado preocupação de magnitude mundial, em especial em dois temas importantes que são: a localização relativa da origem do evento (LROE) e a classificação automática da causa fundamental de eventos (CACFE). O primeiro está relacionado com a identificação da fonte do evento, isto é, a montante ou a jusante do medidor de qualidade de energia (MQE). O segundo pode ser dividido em dois grupos: a classificação das causas internas e das causas externas. As causas internas estão relacionadas a eventos produzidos pela operação do sistema elétrico (energização ou desenergização do sistema, energização de transformador, chaveamento de capacitores dentre outros), e as causas externas estão vinculadas a eventos produzidos por faltas externas ao sistema elétrico (contato com galhos de árvore, animais, descargas atmosféricas, dentre outros). Ambos os temas, LROE e CACFE, são abordados nesta tese de doutorado. Para classificar eventos por causas internas ou externas é necessário antes definir se realmente trata-se ou não de um evento, para o qual é imprescindível conhecer a LROE. Este último necessita de um processo de segmentação das formas de onda de tensão e corrente para funcionar de forma correta. A segmentação identifica segmentos transitórios e não transitórios nas formas de onda e contribui também na extração de características para os diferentes algoritmos de classificação. Neste sentido, neste trabalho de pesquisa é proposta uma metodologia de diagnóstico da qualidade de eventos, focada em LROE e CACFE. Para isto foram desenvolvidos diferentes algoritmos de segmentação, extração de características e classificação, sendo criada uma ferramenta computacional em MatLab® que inclui pré-processamento de sinais de tensão e corrente de um banco de dados real fornecido por uma concessionária do Estado de São Paulo. Além disto, foram propostos novos algoritmos de LROE com resultados satisfatórios quando comparados com outros dois disponíveis na literatura científica. Para as causas internas, dois novos índices são propostos para separar eventos produzidos por faltas e energização de transformadores. Finalmente, são propostos novos algoritmos de extração de características baseados na energia dos coeficientes de decomposição da transformada wavelet bem como o algoritmo à trous modificado. São propostos dois novos vetores de descritores de energia (VDE) baseados no primeiro segmento transitório do evento. Para a classificação destes eventos foi utilizado um algoritmo de indução de regras de decisão (CN2), que gera regras de simples implementação. Todos os métodos de classificação utilizados nesta tese estão baseados em regras, sendo seu desempenho avaliado por meio da matriz de confusão. / Diagnosing events that affect power quality have become a worldwide concern, especially with respect to two important issues related to the relative location of the event origin (RLEO) and automatic cause classification of events (ACCE). The first one is related to the identification of the event source, i.e. either upstream or downstream in relation to the power quality meter (PQM). The second one can be subdivided into two groups, namely the classification of internal causes and of external causes. Internal causes are related to events produced by power system operation (connection or disconnection of feeders, power transformer inrush, capacitor switching, amongst others) and external causes that are related to events produced by external faults to the power system (network contacts to tree branches, animals contact, atmospheric discharges, amongst others). Both topics, RLEO and ACCE, are herein considered. In order to classify events due to internal or external causes, one should first define whether it is an actual event, what demands the RLEO. This makes use of a segmentation process applied to the voltage and current waveforms. The segmentation identifies the transient and stationary segments within the waveforms, contributing also to the feature extraction for different classification algorithms. Based on the aforementioned, this research proposes a methodology to diagnose power quality events, focusing on RLEO and ACCE. Different algorithms of segmentation, feature extraction and classification were then developed by the use of a computational tool implemented in MatLab®, that considers also the preprocessing of voltage and current signals in a real data base which was made available by a distribution company in Sao Paulo State. Besides that, new RLEO algorithms have shown satisfactory results when compared to algorithms published in the scientific literature. As for the internal causes, two new indices were proposed in order to separate events produced by faults or by the connection of power transformers. New algorithms for feature extraction are proposed, which are based on the energy of decomposition coefficients of the wavelet transform as well as the modified à trous algorithm. Two vectors of energy descriptors are proposed, which are based on the first transient segment of the event. The classification of such events was carried out by an induction algorithm of decision rules (CN2), that generates easily implementable rules. All classification methods utilized in this thesis are based on rules and their performances are assessed by the confusion matrix.

Com o aumento da capacidade de armazenamento, as bases de dados são cada vez maiores e, em muitas situações, apenas um pequeno subconjunto de itens de dados pode ser rotulado. Isto acontece devido ao processo de rotulagem ser frequentemente caro, demorado e necessitar do envolvimento de especialistas humanos. Com isso, diversos algoritmos semissupervisionados foram propostos, mostrando que é possível obter bons resultados empregando conhecimento prévio, relativo à pequena fração de dados rotulados. Dentre esses algoritmos, os que têm ganhado bastante destaque na área têm sido aqueles baseados em redes. Tal interesse, justifica-se pelas vantagens oferecidas pela representação via redes, tais como, a possibilidade de capturar a estrutura topológica dos dados, representar estruturas hierárquicas, bem como modelar manifolds no espaço multi-dimensional. No entanto, existe uma grande quantidade de dados representados em tabelas atributo-valor, nos quais não se poderia aplicar os algoritmos baseados em redes sem antes construir uma rede a partir desses dados. Como a geração das redes, assim como sua relação com o desempenho dos algoritmos têm sido pouco estudadas, esta tese investigou esses aspectos e propôs novos métodos para construção de redes, considerando características ainda não exploradas na literatura. Foram propostos três métodos para construção de redes com diferentes topologias: 1) S-kNN (Sequential k Nearest Neighbors), que gera redes regulares; 2) GBILI (Graph Based on the Informativeness of Labeled Instances) e RGCLI (Robust Graph that Considers Labeled Instances), que exploram os rótulos disponíveis gerando redes com distribuição de grau lei de potência; 3) GBLP (Graph Based on Link Prediction), que se baseia em medidas de predição de links gerando redes com propriedades mundo-pequeno. As estratégias de construção de redes propostas foram analisadas por meio de medidas de teoria dos grafos e redes complexas e validadas por meio da classificação semissupervisionada. Os métodos foram aplicados em benchmarks da área e também na classificação de gêneros musicais e segmentação de imagens. Os resultados mostram que a topologia da rede influencia diretamente os algoritmos de classificação e as estratégias propostas alcançam boa acurácia. / With the increase capacity of storage, databases are getting larger and, in many situations, only a small subset of data items can be labeled. This happens because the labeling process is often expensive, time consuming and requires the involvement of human experts. Hence, several semi-supervised algorithms have been proposed, showing that it is possible to achieve good results by using prior knowledge. Among these algorithms, those based on graphs have gained prominence in the area. Such interest is justified by the benefits provided by the representation via graphs, such as the ability to capture the topological structure of the data, represent hierarchical structures, as well as model manifold in high dimensional spaces. Nevertheless, most of available data is represented by attribute-value tables, making necessary the study of graph construction techniques in order to convert these tabular data into graphs for applying such algorithms. As the generation of the weight matrix and the sparse graph, and their relation to the performance of the algorithms have been little studied, this thesis investigated these aspects and proposed new methods for graph construction with characteristics litle explored in the literature yet. We have proposed three methods for graph construction with different topologies: 1) S-kNN (Sequential k Nearest Neighbors) that generates regular graphs; 2) GBILI (Graph Based on the informativeness of Labeled Instances) and RGCLI (Robust Graph that Considers Labeled Instances), which exploit the labels available generating power-law graphs; 3) GBLP (Graph Based on Link Prediction), which are based on link prediction measures and generates small-world graphs. The strategies proposed were analyzed by graph theory and complex networks measures and validated in semi-supervised classification tasks. The methods were applied in benchmarks of the area and also in the music genre classification and image segmentation. The results show that the topology of the graph directly affects the classification algorithms and the proposed strategies achieve good accuracy.