Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-06-13T15:22:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alexandre Martins Ferreira Bueno - 2011.pdf: 2170812 bytes, checksum: ca9620fc2142f942080575c91a55e932 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-13T15:27:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alexandre Martins Ferreira Bueno - 2011.pdf: 2170812 bytes, checksum: ca9620fc2142f942080575c91a55e932 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T15:27:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alexandre Martins Ferreira Bueno - 2011.pdf: 2170812 bytes, checksum: ca9620fc2142f942080575c91a55e932 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011-12-13 / Nowadays, e-learning has become an important source of knowledge, providing content without the limitation of time or space. In this context, Web-based education became an important sector. A large number of e-learning applications have utilized the Web to teach, mainly to provide distance learning. As a result of the substantial growth in elearning there has been an increase in the diversity of students that uses this environment to achieve their academic or professional backgrounds. In general, these students have di erent personal, social-cultural and cognitive characteristics. Adaptive Hypermedia Systems provide resources to assist this diverse public, they are able to consider the individual characteristics of students during the learning process. It is known that the representation of these features are often associated with uncertain and imprecise information. Given this context, this work proposes a Web-based Adaptive Educational Hypermedia System (with instructional content) that aims to personalize the process of distance learning. It has a student model that is able to represent the uncertainties related to the student's knowledge (characteristic of the students considered by the system) through the use of a Bayesian Network. This model is adjusted according to the answers provided by students in ability tests, which in turn are evaluated by a mathematical model of Item Response Theory. The experiment realized compared the results obtained by the proposed system, that is provided with adaptation (personalization) mechanisms, and other system that has no such mechanisms, in which the same content was presented to all the students. Statistical analysis of the collected data has shown a signi cant improvement in knowledge retention by the students who used the system provided with adaptation. However, it was expected, as a result of this improvement, that the levels of satisfaction reported by the students who used the proposed system were better than the levels reported by the students who used the system without adaptation, which was not evidenced by the gathered data. / Hoje em dia, o e-learning se tornou uma importante vertente na obtenção de conhecimento, fornecendo conteúdo sem a limitação de tempo ou espaço . Neste contexto, a educação baseada na Web tem recebido destaque. Inúmeras aplicações de e-learning tem se utilizado da Web para ensinar, principalmente para prover ensino a distancia. Como consequência do crescimento substancial do e-learning houve um aumento na diversidade dos alunos que fazem uso deste meio para a obtenção de suas formações acadêmicas ou prossionais. Em geral, estes alunos possuem diferentes características pessoais, sócio culturais e cognitivas. Os Sistemas Hiperm dia Adaptativos oferecem recursos para atender a este p ublico diverso, eles são capazes de considerar as características individuais dos alunos durante o processo de aprendizagem. Sabe-se que na representação destas características frequentemente estão associadas informações que são incertas e imprecisas. Diante do apresentado, este trabalho propõe um Sistema Hipermídia Adaptativo Educacional (com conteúdo instrucional) que tem como objetivo a personalização do processo de ensino a distância através da Web. Ele possui um modelo do aluno que e capaz de lidar com as incertezas relacionadas ao conhecimento dos alunos (caracteristica dos alunos considerada pelo sistema) através do uso de uma Rede Bayesiana. Este modelo e ajustado por respostas dadas pelos alunos em testes de habilidade, que são avaliadas por um modelo matemático da Teoria da Resposta ao Item. O experimento realizado comparou os resultados obtidos pelo sistema proposto, provido de mecanismos de adaptação (personalização), e outro sistema desprovido de adaptação, em que o mesmo conteúdo era apresentado a todos os alunos. A analise estatística dos dados coletados mostrou uma melhoria signicativa na retenção de conhecimento por parte dos alunos que zeram uso do sistema provido de adaptação. Entretanto, esperava-se, como consequência desta melhoria, que os níveis de satisfação informados pelos alunos que zeram uso do sistema proposto fossem superiores aos níveis informados pelos alunos que zeram uso do sistema desprovido de adaptação, fato não evidenciado pelos dados obtidos.

Redes Bayesianas Dinâmicas (DBNs) são modelos capazes de representar um sistema dinâmico por meio de uma rede complexa que codifica as independências estatísticas condicionais entre os seus estados internos. Entre seus métodos de aprendizagem estrutural a partir de dados, o uso daqueles baseados em teoria de informação têm ganhado bastante espaço nos últimos anos, devido às suas vantages de serem livres de modelo e permitirem uma aprendizagem offline a partir de medidas em múltiplas repetições do experimento. No entanto, resta uma exploração dos paralelos entre a área de aprendizagem de DBNs e aquela interessada em realizar medidas de transferência de informação entre elementos de um sistema neural, principalmente por meio de transferência de entropia (TE). O presente trabalho busca, assim, aproximar estes dois focos de pesquisa, identificando suas equivalências e tratando de alguns dos desafios relacionados à sua implementação em identificação de sistemas neurais. Nota-se que uma das maiores dificuldades relacionadas ao uso de teoria de informação em sistemas multivariados concerne a alta dimensionalidade das funções de distribuição de probabilidade, exigindo grandes quantidades de dados observados simultaneamente. Não obstante, a aplicação de DBNs e transferência de entropia em sistemas de tempo contínuo também envolve considerações sobre a discretização dos sistemas no tempo, o que implica na necessidade de relaxamento da suposição da propriedade de Markov de primeira ordem (presente na definição de DBNs), e leva, assim, à proposta de redes Bayesianas dinâmicas de altas ordens (HO-DBNs). Além de realizar uma revisão das principais propostas para a solução destas dificuldades, o trabalho primeiramente propõe que, sob a suposição de um sistema com elementos se comportando de forma igual, os valores das medidas baseadas em teoria de informação com baixa dimensionalidade podem ser utilizados para a aprendizagem de estruturas de rede. Isso é mostrado a partir do uso de informação mútua par a par para a aprendizagem de redes Bayesianas simuladas com distribuições de probabilidade condicional fixas. No que concerne o uso de HO-DBNs, também se propõe um algoritmo baseado em otimização por enxame de partículas (PSO) para percorrer o espaço de busca de estruturas de HO-DBNs de forma mais eficiente. Em seguida, duas aplicações de modelagem de DBNs com uso de teoria de informação são exploradas na área de sistemas neurais, tendo em vista a obtenção de conhecimento acerca de conectividade funcional e até uma aplicação futura em engenharia bioinspirada. Os desafios apresentados anteriormente são, assim, exemplificados, junto com algumas propostas de solução. A primeira área diz respeito à elicitação de conectividade funcional entre as sub-áreas do hipocampo, no cérebro humano, a partir de dados de ressonância magnética funcional (fMRI) de alta resolução. A partir de uma análise seed-to-voxel em grupo, regiões de interesse (ROIs) são identificadas e um modelo inicial de DBN é proposto, que é coerente com alguns estudos já feitos na literatura. A segunda área de aplicação concerne a conectividade neural do sistema neuromotor do gafanhoto, a partir de gravações intracelulares de potencial sináptico em neurônios sensores, motores e interneurônios, sob estimulação com um fórceps no órgão femoral cordotonal (FeCO). Embora um modelo completo de DBN ainda não seja possível devido à ausência de gravações simultâneas suficientes, os atrasos de transferência de entropia entre o estímulo e a resposta nos neurônios motores são obtidos e integrados a partir de uma análise Bayesiana, dado também um pré-processamento com análise de espectro singular (SSA) que, ao remover a não-estacionariedade do sinal (que se deve a fatores extrínsecos ao sistema), aumentou consideravelmente a quantidade de amostras disponíveis. Tais resultados, ao ajudar a reduzir o espaço de busca de DBNs, também servem para direcionar futuros experimentos e pesquisas na área. / Dynamic Bayesian Networks (DBNs) are models capable of representing a dynamical system by means of a complex network which codifies statistical conditional independencies between their internal states. Among their strucutural learning methods based on data, the use of ones based on information theory are gaining ground in recent years, due to their advantages of being model-free and permitting offline learning from multiple repetitions of an experiment. However, there still remains an exploration of the parallels between the areas of DBN structure learning and those interested in obtaining measures of information transfer between elements of neural systems, mainly through transfer entropy (TE). Thus, the current work seeks to approximate these two foci of research by identifying some of their equivalences and challenges related to their usage in neural systems identification. It is noted that one of the main difficulties related to the use of information theory in multivariate neural systems concerns the high dimensionality of the probability distribution functions, requiring thus great quantities of data observed simultaneously. Furthermore, the application of DBNs and transfer entropy on continuous time systems also involves considerations about their discretization on time, which implies the necessity of relaxing the first order Markov property (instrinsinc to the definition of DBNs), and thus leads to the proposal of high-order dynamic Bayesian networks (HO-DBNs). Besides performing a review on the main proposals for solving these difficulties, this work first proposes that, under the supposition of a system with elements behaving in a similar way, the values of information theory based measures with low dimensions can be employed for learning network structures. This is shown with the use of pairwise mutual information for learning simulated Bayesian networks with fixed conditional probability distributions. And concerning the use of HO-DBNs, an algorithm based on PSO is proposed in order to pass through their search space more efficiently. Next, two applications of DBN modeling with information theory are explored in the field of neural systems, in view of obtaining knowledge about functional connectivity and even of a future application of bioinspired engineering. The challenged presented earlier are then exemplified along with some proposals of solutions. The first field regards the elicitation of functional connectivity between hippocampal subfields on the human brain based of high resolution fMRI data. Starting from a seed-to-voxel group analysis, regions of interest (ROIs) are identified and an initial DBN model is proposed, which is coherent with some studies already conducted in the literature. The second field of application concerns the neural connectivity between the neuromotor system of the locust, based on intracellular synaptic potential recordings on sensory neurons, interneurons and motor neurons under stimulation by a forceps in the femoral chordotonal organ (FeCO). Although a complete DBN model is still not possible due to the absence of sufficient and simultaneous recordings, the transfer entropy delays between stimulus and responses on the motor neuros are obtained and integrated by a Bayesian analysis, given also a pre-processing based on Singular Spectrum Analysis (SSA) which, by removing the nonstationarity characteristics of the signal (which are due to extrinsic factors on the system), considerably increased the number of available samples for learning. Such results, by helping to reduce the search space of DBNs, also direct further experiments and studies on this field.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-31T19:39:43Z No. of bitstreams: 1 MARIA ISABEL FARIA CARNEIRO - DISSERTAÇÃO PPGCC 2014..pdf: 45568096 bytes, checksum: 7fe570750f4904224de8b7e2f76035e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-31T19:39:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARIA ISABEL FARIA CARNEIRO - DISSERTAÇÃO PPGCC 2014..pdf: 45568096 bytes, checksum: 7fe570750f4904224de8b7e2f76035e2 (MD5) Previous issue date: 2014-03 / 0 desenvolvimento de interfaces vocais [VUI - Voice User Interface) per se não é uma garantia para um processo interativo de qualidade entre usuários com deficiência visual e sistemas computacionais. Com o intuito de avaliar os problemas de acessibilidade em VUI, a presente pesquisa focalizou a proposição de uma abordagem de avaliação baseada em um conjunto de técnicas já conhecidas pela comunidade de IHC (Interação Homem-Máquina). No tocante a cada técnica utilizada, o problema foi focado a partir de diferentes perspectivas: (i) do usuário, expresso a partir das visões dos usuários sobre o produto, reunidas a partir de uma abordagem de avaliação; (ii) do especialista, expresso sob a forma de análise dos resultados dos desempenhos dos usuários em sessões de teste de acessibilidade; e (iii) da comunidade de acessibilidade, expresso com base em revisões de projeto, a fim de determinar se o projeto da interface está em conformidade com um padrão. Além disso, visando a evidenciar a incerteza associada aos julgamentos do avaliador na inspeção de conformidade do produto, incorporou-se a modelagem de incerteza, a partir da utilização de Redes Bayesianas, possibilitando ao avaliador explicitar os níveis de incerteza associados às inspeções de conformidade do produto a um padrão, por ele realizadas. A abordagem metodológica foi validada a partir de um estudo de caso envolvendo a avaliação da acessibilidade do sistema computacional DOSVOX, desenvolvido na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), com o objetivo de auxiliar usuários com deficiência visual no uso de sistemas computacionais. No enfoque da inspeção de conformidade, consideraram-se as partes 14 (Diálogos via menus), 17 (Diálogos via preenchimento via formulários) e 171 (Guia de acessibilidade de software) do padrão internacional ISO 9241. Por outro lado, nos enfoques da mensuração de desempenho e da sondagem da satisfação subjetiva do usuário, foram realizados testes de acessibilidade, envolvendo um universo amostrai de 100 usuários. Inicialmente, os participantes foram agrupados como cegos (40 usuários), baixa visão (20 usuários) e sem deficiência visual (40 usuários), de acordo com tipo de deficiência visual. Em seguida, eles foram classificados como principiantes (46 usuários) ou intermediários (54 usuários), de acordo com o nível de conhecimento em Informática e de experiência o produto avaliado. Os dados resultantes dos testes de acessibilidade foram processados estatisticamente, a fim de verificar a correlação entre os desempenhos dos grupos de usuários e entre o desempenho das categorias de usuários de cada grupo. O processamento estatístico dos dados evidenciou a inexistência de diferenças significativas entre os desempenhos dos grupos, bem como entre as categorias de usuários. Por outro lado, a confrontação dos resultados dos três enfoques (mensuração de desempenho do usuário, mensuração da satisfação subjetiva do usuário e inspeção de conformidade do produto a padrões) demonstrou que a abordagem de avaliação proposta produziu resultados complementares e reforçou a relevância da utilização de uma abordagem multimétodos para a avaliação de acessibilidade de interfaces vocais. / Voice interaction design per se does not provide quality assurance of the interactive process for visually impaired users. In this dissertation, a method for evaluating voice user interface (VUI) accessibility based upon a set of techniques already well-known to the HCI (Human-Computer Interaction) community is proposed. For each technique, the problem is focused from a different perspective: (i) the user's perspective, which is expressed as views on the product gathered from an inquiry-based approach; (ii) the specialist's perspective, which is expressed by the analysis of the performance results in accessibility testing sessions; and (iii) the accessibility community's perspective, which is expressed by design reviews to determine whether a user interface design conforms to standards. Additionally, Bayesian networks were used in order to make explicit the uncertainty inherent in conformity inspection processes. A case study with DOSVOX system was performed to validate the proposed approach. DOSVOX system was developed at Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ) with the aim of helping visually impaired users use the computer. A conformity inspection was performed in accordance with parts 14 (Menu dialogues), 17 (Form-filling dialogues) 171 (Guidance on software accessibility) of ISO 9241. On the other hand, the user performance measurement and the user subjective satisfaction measurement were conducted via accessibility testing. One hundred subjects were enrolled in this study. First, they were categorized as blind (40 users), low vision (20 users) and non-visually impaired (40 users), according to their visual impairment. Second, they were grouped as novices (46 users) and intermediates (54 users), according to their knowledge level in Informatics and experience with the evaluated product. Accessibility test results were statistically analyzed in order to verify the correlation between category performances and between group performances. No statistically significant differences between the user categories or the user groups were found. On the other hand, data comparison showed that the three strategies adopted (user performance measurement, user satisfaction measurement and standard conformity inspection) add to the evaluation process, producing complimentary data that are significant to the process, and reinforcing the relevance of a multi-layered approach for the accessibility evaluation of voice user interfaces.

Submitted by Gabriel Campos Pérgola (gabrielpergola@gmail.com) on 2013-02-04T12:56:43Z No. of bitstreams: 1 DissertationGabrielPergola2013.pdf: 521205 bytes, checksum: 85369078a82b0d5cc02f8248961e9214 (MD5) / Rejected by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br), reason: Prezado Gabriel, Não recebemos os arquivo em PDF. Att. Suzi 3799-7876 on 2013-02-05T18:53:00Z (GMT) / Submitted by Gabriel Campos Pérgola (gabrielpergola@gmail.com) on 2013-02-05T19:00:17Z No. of bitstreams: 2 DissertationGabrielPergola2013.pdf: 521205 bytes, checksum: 85369078a82b0d5cc02f8248961e9214 (MD5) DissertationGabrielPergola2013.pdf: 521205 bytes, checksum: 85369078a82b0d5cc02f8248961e9214 (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2013-02-05T19:07:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DissertationGabrielPergola2013.pdf: 521205 bytes, checksum: 85369078a82b0d5cc02f8248961e9214 (MD5) DissertationGabrielPergola2013.pdf: 521205 bytes, checksum: 85369078a82b0d5cc02f8248961e9214 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-05T19:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DissertationGabrielPergola2013.pdf: 521205 bytes, checksum: 85369078a82b0d5cc02f8248961e9214 (MD5) DissertationGabrielPergola2013.pdf: 521205 bytes, checksum: 85369078a82b0d5cc02f8248961e9214 (MD5) Previous issue date: 23-01-13 / Portfolio insurance allows a manager to limit downside risk while allowing participation in upside markets. The purpose of this dissertation is to introduce a framework to portfolio insurance optimization from a hybrid frequentist-Bayesian approach. We obtain the joint distribution of regular returns from a frequentist statistical method, once the outliers have been identified and removed from the data sample. The joint distribution of extreme returns, in its turn, is modelled by a Bayesian network, whose topology reflects the events that can significantly impact the portfolio performance. Once we link the regular and extreme distributions of returns, we simulate future scenarios for the portfolio value. The insurance subportfolio is then optimized by the Differential Evolution algorithm. We show the framework in a step by step example for a long portfolio including stocks participating in the Bovespa Index (Ibovespa), using market data from 2008 to 2012. / Seguros de carteiras proporcionam aos gestores limitar o risco de downside sem renunciar a movimentos de upside. Nesta dissertação, propomos um arcabouço de otimização de seguro de carteira a partir de um modelo híbrido frequentista-Bayesiano com uso de derivativos. Obtemos a distribuição conjunta de retornos regulares através de uma abordagem estatística frequentista, uma vez removidos os outliers da amostra. A distribuição conjunta dos retornos extremos, por sua vez, é modelada através de Redes Bayesianas, cuja topologia contempla os eventos que o gestor considera crítico ao desempenho da carteira. Unindo as distribuições de retornos regulares e extremos, simulamos cenários futuros para a carteira. O seguro é, então, otimizado através do algoritmo Evolução Diferencial. Mostramos uma aplicação passo a passo para uma carteira comprada em ações do Ibovespa, utilizando dados de mercado entre 2008 e 2012.