Using the orbicell decomposition of the Deligne-Mumford compactification of the moduli space of Riemann surfaces studied before by the author, a chain complex based on semistable ribbon graphs is constructed which is an extension of the Konsevich’s graph homology. / En este trabajo mediante la descomposicion orbicelular de la compacticacion de Deligne-Mumford del espacio de moduli de supercies de Riemann (estudiada antes por el autor) construimos un complejo basado en grafos de cinta semiestables, lo cual constituye una extension de la homologa de grafos de Kontsevich.

We study the Poincaré duality map from equivariant Chow cohomology to equivariant Chow groups in the case of torus actions on complete, possibly singular, varieties with isolated fixed points. Our main results yield criteria for the Poincaré duality map to become an isomorphism in this setting. The methods rely on the localization theorem for equivariant Chow cohomology and the notion of algebraic rational cell. We apply our results to complete spherical varieties and their generalizations. / En este artículo estudiamos el homomorfismo de dualidad de Poincaré, el cual relaciona cohomología de Chow equivariante y grupos de Chow equivariante en aquellos casos donde un toro algebraico actúa sobre una variedad singular compacta y con puntos fijos aislados. Nuestros resultados proporcionan criterios bajo los cuales el homomorfismo de dualidadde  Poincaré es un isomorfismo. Para ello, usamos el teorema de localización en cohomología de Chow equivariante y la noción de célula algebraica racional. Aplicamos nuestros resultados a las variedades esféricas compactas y sus generalizaciones.

Investigações da dinâmica crítica em modelos de magnetismo, para tempos curtos, têm aparecido com grande freqüência na literatura. Essa técnica foi descoberta por Li, Schülke e Zheng que, inspirados em trabalhos anteriores de Huse e Janssen et al., mostraram que generalizações de grandezas como a magnetização e o cumulante de Binder exibem comportamento universal já no início da simulação. O estudo da criticalidade em tempos curtos proporciona um caminho alternativo para a estimativa do expoente z, além de permitir o cálculo de um novo expoente dinâmico θ, associado ao comportamento anômalo da magnetização. Da mesma forma, simulações dependentes do tempo tornaram-se ferramenta útil para estudar transições de fase em autômatos celulares e modelos de spin. Em particular, as melhores estimativas para o expoente z do Ising bidimensional foram obtidas por meio da técnica de propagação de danos, introduzida por Kauffman no estudo de autômatos e mais tarde generalizada para modelos de spin. Na primeira parte deste trabalho utilizamos o método Monte Carlo em tempos curtos para investigar o modelo de Baxter-Wu, definido em uma rede bidimensional triangular com variáveis do tipo Ising, acopladas por interações de três corpos. Obtivemos os expoentes críticos dinâmicos z e θ além dos índices críticos estáticos ß e Nû. Os resultados não corroboram aqueles recentemente obtidos por Santos e Figueiredo para o expoente z. Na segunda parte do trabalho, investigamos a propagação de danos no modelo de Ising unidimensional submetido a duas dinâmicas propostas por Hinrichsen e Domany (HD). Em particular, nós estudamos o efeito da atualização síncrona (paralela) e assíncrona (dinâmica contínua) sobre o espalhamento do dano. Mostramos que o dano não se propaga quando a segunda dinâmica é implementada de forma assíncrona. Também mostramos que as regras para atualização do dano produzidas por essa dinâmica, quando a temperatura vai a infinito e um certo parâmetro Lambda é igual a zero, são equivalentes àquelas do bem conhecido autômato celular (modelo A) de Grassberger. / Short-time simulations have been used with great frequency in the literature. That technique was discovered by Li, Shülke and Zheng that, inspired in previous works by Huse and Janssen et al., showed that generalizations of quantities like magnetization and the Binder´s cumulant exhibit universal behavior in the beginning of the simulation (early time behavior). The study of criticality in short-times provides an alternative way to estimate the dynamic critical exponent z, besides allowing the calculation of a new dynamic exponent θ, associated to the anomalous behavior of the magnetization. In the same way, time-dependent simulations became a useful tool to study phase transitions in cellular automata and also for spin models. In fact, the best estimates for the exponent z of the two-dimensional Ising model were obtained through the technique of damage spreading, introduced by Kauffman in the study of cellular automata, later widespread for spin models. In the first part of this work we used short-time Monte Carlo simulations to investigate the Baxter-Wu model, defined in a triangular lattice whose variables are Ising-like coupled by triplet interactions. We have obtained estimates for the dynamic critical exponents z and θ besides static exponents ß e Nû. Our results do not corroborate recent estimates by Santos and Figueiredo for the critical exponent z. In the second part of this work, we investigated the damage spreading in the one-dimensional Ising model under two dynamics introduced by Hinrichsen and Domany (HD). In particular, we study the effects of synchronous (parallel) and asynchronous (continuous dynamics) updating on the spreading properties. We showed that the damage does not spread when the second dynamic is implemented in an asynchronous way. We found that the rules for updating the damage produced by this dynamic, as the temperature goes to infinity and a certain parameter Lambda is zero, are equivalent to those of Grassberger’s well-known model A cellular automaton.

Submitted by Lucelia Lucena (lucelia.lucena@ufpe.br) on 2015-03-09T19:50:50Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Marcos Graciano Santos.pdf: 3653832 bytes, checksum: 63b7958428e143779e52059edac458d4 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T19:50:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Marcos Graciano Santos.pdf: 3653832 bytes, checksum: 63b7958428e143779e52059edac458d4 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-08-11 / Atualmente, mais de 200 milhões de usuários utilizam as redes 3G/LTE (Long Term Evolution). Com este aumento crescente de usuários com acesso sem fio, muitas pesquisas se concentram no esforço de desenvolvimento de soluções que permitam atender às demandas de redes com alta disponibilidade e altas taxas de transmissão sem considerar, em geral, as limitações de bateria dos dispositivos. Como requisito do LTE Advanced (especificações para a Quarta Geração de comunicações móveis) incluem-se os Serviços de Proximidade, comunicação denominada de dispositivo a dispositivo (D2D, do inglês: device-to-device) para atender ao desenvolvimento de novas demandas de serviços, como jogos e vídeos on-line ou transferência de conteúdos, aplicações que, a cada dia, requerem maiores consumos de energia. Neste trabalho, realizamos medições que avaliam o consumo da comunicação dispositivo-estação base e propomos primeiramente um algoritmo de identificação de pares de dispositivos e definição de limiares de referência, diferentemente de outros trabalhos, com base nas características de consumo dos dispositivos, que viabilize comunicação direta D2D energeticamente mais eficiente que a comunicação convencional via estação rádio base. Em seguida, para cenários de grande aglomeração de pessoas, uma alternativa de serviço de disponibilização de conteúdos ou transferência de arquivos através de um novo padrão de alocação de recursos, utilizando o modo duplex por divisão no tempo (TDD – Time Duplex Division). Foram considerados cinco modelos de propagação distintos para comparação do desempenho, tomando como base uma situação real num parque do Recife considerando a transmissão de um vídeo em alta definição. Por fim, tratamos a questão da segurança com uma criptografia específica entre os dispositivos próximos. Os resultados são avaliados via simulação utilizando-se o Matlab, demonstrando a eficácia da solução com reduções de até 43% no consumo de energia da bateria do dispositivo.

Compósitos sólidos de borracha de copoli(butadieno-estireno) (SBR) com resíduos de SBR expandidos (SBR-r), oriundos da indústria calçadista, foram desenvolvidos para posterior obtenção de compósitos celulares, buscando viabilizar a utilização desses resíduos. O teor incorporado de SBR-r variou de 0 a 30 phr. O resíduo recebido na forma de aparas foi transformado em um pó fino e caracterizado quanto a sua composição química, granulometria, propriedades térmicas, morfologia e teor de gel. Os compósitos sólidos e celulares foram preparados em misturador de cilindro, prensados e analisados quanto às propriedades reométricas, físicas, térmicas, mecânicas e morfológicas. Algumas propriedades dos compósitos celulares foram estudadas antes e após o envelhecimento acelerado. Verificou-se que as propriedades dos compósitos sólidos com até 20 phr melhoraram com a incorporação do resíduo, sendo esse o limite máximo a ser adicionado sem perdas significativas de propriedades. Os resultados obtidos para os compósitos celulares permitiram concluir que o gás gerado pela decomposição do agente expansor (azodicarbonamida) alterou a estrutura do elastômero, rompendo algumas ligações cruzadas. As propriedades finais dos compósitos celulares foram dependentes da quantidade de elastômero presente na formulação, da quantidade de agente expansor, do controle dos parâmetros de processo e do teor de SBR-r adicionado. Os compósitos celulares apresentaram estrutura de células fechadas, distribuição do tamanho médio dos poros inferiores a 10 µ e uma densidade média de 0,5 g·cm-3. / Rubber compositions of copoly(butadiene-styrene) (SBR) with incorporation of an expanded residue from shoe industry (SBR scraps) were developed aiming later application to obtain cellular composites.n The amounts of the incorporated SBR-r varied from 0 to 30 phr. The SBR scraps were ground and the obtained powder (SBR-r) was characterized by chemical composition, granulometry, thermal properties, morphology and gel content. Solids and cellular compositions were prepared on a two roll mill, manufactured using compression molding and were evaluated as for their rheometric, physical, chemical, mechanical, thermal and morphology characteristics. Some of these properties were evaluated before and after accelerated ageing, for the cellular compositions. It was observed that properties are improved on the incorporation of SBR-r content up to 20 phr, for the solids compositions. The results obtained for the cellular compositions showed that the decomposition of foaming chemical agent (azodicarbonamide) affect the elastomer structure because occurring the cross-link destruction. Properties obtained with cellular composite are the result of quantity of elastomeric compound, amount of foaming chemical agent, parameters control process and SBR-r content. The cellular composites samples exhibited closed cell, smaller cell size (less 10 µ) and medium density of 0,50 g·cm-3.

O desenvolvimento da nanociência e nanotecnologia promoveu uma nova fronteira no estudo da matéria, permitindo que materiais já conhecidos tivessem suas propriedades redescobertas ao serem manipulados em nível molecular. Vários materiais vêm apresentando relevância na nanociência e nanotecnologia, como os nanotubos de carbono (CNTs), nanopartículas (NPs) e óxido de grafeno, uma vez que os CNTs e óxido de grafeno são dotados de propriedades mecânicas, térmicas e elétricas que os tornam apropriados para o desenvolvimento e a aplicação em dispositivos, especialmente na área biotecnológica e de sensores. Diversas áreas se beneficiam com o uso da tecnologia em nanopartículas (NPs), por exemplo: alimentícia, médica, agronegócio, cosmética, etc. Uma possível perspectiva na utilização desses nanomateriais em sistemas biológicos torna muito interessante investigar como tais materiais interagem em nível molecular com modelos de membranas celulares e com células. Esta tese tem como objetivos: i) investigar detalhadamente a interação entre nanopartículas (Fe3O4/Dextran; Fe3O4/PDAC; PDAC; Dextran) e nanotubos de carbono com modelos de membranas celulares; e ii) desenvolver nanofibras poliméricas pela técnica de electrospinning para ser utilizada com óxido de grafeno como modelos mimetizados (scaffolds) para a diferenciação de células-tronco neurais. Os filmes ultrafinos foram fabricados utilizando as técnicas de Langmuir e Langmuir-Blodgett. Esses nanomateriais foram avaliados através da técnica de Espectroscopia vibracional por Geração de Soma de Frequências. A espectroscopia SFG é sensível a interfaces. Nanofibras de Poli(ε-Caprolactone) foram fabricadas pela técnica de electrospinning. Scaffolds com óxido de grafeno/Nanofibras de Poli(ε-Caprolactone) foram desenvolvidos como suportes sólidos para a diferenciação de células-tronco neurais de rato. Óxido de grafeno em diferentes concentrações foi incorporado nas nanofibras poliméricas. Os modelos deste sistema foram investigados por imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura. Os resultados mostraram que a carga eletrostática de cada fosfolipídio utilizado pode influenciar nas interações com os nanomateriais (nanopartículas ou nanotubos de carbono), podendo resultar em uma desestruturação no modelo de membrana celular. Scaffolds contendo nanofibras de Poli(ε-Caprolactone) com óxido de grafeno representaram um eficiente modelo mimetizado para a interação/diferenciação de células-tronco neurais de rato conforme revelado por imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura. Estas imagens mostraram que o sistema de nanofibras de Poli(ε-Caprolactone) com 1,0 mg/mL de óxido de grafeno foram ideais para a diferenciação de oligodendrócitos em células-tronco neurais de rato. / The development of nanoscience and nanotechnology promoted a new frontier on the study of matter, allowing conventional materials to exhibit novel or improved properties. Several materials show relevance in nanoscience and nanotechnology, such as carbon nanotubes (CNTs), nanoparticles (NPs) and graphene oxide. CNTs and graphene oxide, for example, exhibit unique mechanical, thermal and electrical properties, which make them appropriate to the development and application in devices, especially in biotechnology and sensors areas. Many areas are benefited from the use of nanoparticles (NPs), such as food, medical, agrobusiness, cosmetic etc. The perspective regarding the use of nanomaterials in biological systems requires the understanding on how these materials interact at the molecular level with cell membrane models and with cells. The objectives of this thesis are: i) to investigate the interaction between nanoparticles (Fe3O4/Dextran; Fe3O4/PDAC; PDAC; Dextran) and carbon nanotubes with cell membrane models; and ii) to develop polymeric nanofibers via electrospinning technique, to be used with graphene oxide as mimic models (scaffolds) in the differentiation of neural stem cells. The cell membrane models were manufactured using Langmuir and Langmuir-Blodgett techniques. These nanomaterials were evaluated through Sum Frequency Vibrational Spectrosocopy (SFG). Poly(ε-Caprolactone) nanofibers were manufactured by electrospinning technique. Scaffolds with graphene oxide/Poly(ε-Caprolactone) were developed as solid supports for differentiation of rats neural stem cells. This biosystem was investigated via Scanning Electron Microscopy and biochemical essays. The results showed that the charge of each phospholipid influenced the interactions with the nanomaterials (nanoparticles or carbon nanotubes), in some cases, resulting in a disruption of the cell membrane model. Scaffolds with Poly(ε-Caprolactone) nanofibers obtained via electrospinning with graphene oxide represented an efficient mimic model for interaction/differentiation of neural stem cells as shown via Scanning Electron Microscopy. The images revealed that the PCL nanofibers system with 1.0 mg/mL of graphene oxide were ideal to the differentiation of oligodendrocytes in neural stem cells.

Nessa dissertação, é investigado o armazenamento e a recuperação de padrões de forma biologicamente inspirada no cérebro. Os modelos estudados consistiram de redes neurais realimentadas, que tentam modelar certos aspectos dinâmicos do funcionamento do cérebro. Em particular, atenção especial foi dada às Redes Neurais Celulares, que constituem uma versão localmente acoplada do já clássico modelo de Hopfield. Além da análise de estabilidade das redes consideradas, foi realizado um teste com o intuito de avaliar o desempenho de diversos métodos de construção de memórias endereçáveis por conteúdo (memórias associativas) em Redes Neurais Celulares. / In this dissertation we investigate biologically inspired models of pattern storage and retrieval, by means of feedback neural networks. These networks try to model some of the dynamical aspects of brain functioning. The study concentrated in Cellular Neural Networks, a local coupled version of the classical Hopfield model. The research comprised stability analysis of the referred networks, as well as performance tests of various methods for content-addressable (associative) memory design in Cellular Neural Networks.

Nesta dissertação foram estudados alguns modelos vetoriais que pretendem modelar e descrever alguns aspectos de sistemas sociais e de sua organização cultural. Partimos do modelo de Axelrod, um processo estocástico definido em uma rede, e introduzimos uma pequena alteração no modelo que desencadeou mudanças qualitativas interessantes, especialmente o surgimento de uma tensão superficial, que leva ao aparecimento de estados metaestáveis e de regiões culturais mais fixamente localizadas no espaço. Através da ótica da mecânica estatística e de extensas simulações computacionais, exploramos alguns dos aspectos que julgamos mais importantes na caracterização desse rico modelo. / Axelrod\'s model for cultural dissemination is a discrete vector representation for modeling social and cultural systems. In this work we have studied it and other related models, and a subtle change in the model\'s rule was proposed. Our slight alterations to the model yielded significant qualitative changes, specifically the emergence of surface tension, driving the system to metastable states. Using concepts from statistical mechanics and extensive numerical simulations, we explored some of the aspects that better describe the rich model devised, such as its transient and stationary behaviour.

Os padrões espaciais das alterações da cobertura da terra podem ser analisados a partir de modelagens da sua dinâmica espacial. Essas modelagens são capazes de descrever possíveis fatores responsáveis pelas mudanças territoriais, bem como viabilizar a estimativa de impactos futuros sobre o ambiente simulado. Considerando as pressões do setor de infraestrutura portuária sobre as configurações da forma de uso e planejamento do espaço na região portuária da Baixada Santista, tais como o aporte por áreas de retroporto, o armazenamento e o transporte de cargas, este estudo buscou desenvolver modelos dinâmicos da paisagem e investigar a relação entre as alterações na cobertura da terra e a infraestrutura de transportes na região portuária da Baixada Santista. A partir de produtos de sensoriamento remoto e da metodologia de modelagem dinâmica espacial baseada em autômatos celulares, foram gerados mapas simulados e cenários de prognósticos, com e sem projetos de expansão portuária para o ano de 2024. Os mapas simulados do ano de 1995 e 2005 foram semelhantes aos mapeamentos temáticos de cobertura da terra reais e apresentaram boa avaliação. Importante ressaltar que, apenas o mapa simulado de 2013 não previu as novas instalações portuárias, mesmo com a simulação rodando com a variável de novos empreendimentos operacionais em curto intervalo de tempo. O modelo estacionário em 2024 mostrou a expansão de áreas construídas em substituição, sobretudo, às áreas de campo. Não houve expansão de novas manchas de áreas construídas e isso condiz com a tendência de expansão de áreas urbanas seguindo as áreas já consolidadas e com infraestrutura implantada. Com relação à geração de modelos com os projetos de expansão portuária, tem-se a implantação de diversos empreendimentos ocupando parte da margem esquerda do estuário e áreas de retroporto próximas do arco viário da Baixada Santista. / Spatial patterns of change in land cover can be analyzed with spatial dynamic models. This modeling can indicate the driving factors of territorial changes as well as assess future impacts over the simulated environment. Considering the pressures of the port infrastructure sector over the land use and physical planning in the region of Baixada Santista, such as the demand for backport areas as well as for loads storage and transport, this study aims to develop dynamic models of the landscape and investigate the relationship between land cover change and the transport infrastructure in the port area of Santos. With the aid of remote sensing products and cellular automata based models, simulated maps of past landscapes and maps of future landscape scenarios were generated, both considering and disregarding port expansion projects for the year 2024.The simulated landscape maps of 1995 and 2005 were similar to the real ones, and hence, presented high fitness indices. It is important to mention that only the simulated map of 2013, could not foresee the new port facilities, even when the runs took into account the variables associated with the new operational ventures in a short period of time. The stationary model showed an expansion of built-up areas, mainly replacing former field areas. There was no occurrence of new patches of built-up areas and this trend is consistent with the expansion of urban areas nearby the already consolidated and established areas disposing of infrastructure facilities. Regarding the generation of future simulated scenarios taking into account the port expansion projects, they could well reproduce the implementation of several projects along part of the left bank of the estuary and nearby areas of the road ring of Baixada Santista.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo da Silva Freitas.pdf: 462625 bytes, checksum: 0a15a8db6ef05a12c27f5668822ef98c (MD5) Previous issue date: 2010-08-12 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / Cellular automata have been studied as computer models in many different forms. Several of its properties have been widely explored, among which reversibility stands out. This property is able to provide a cellular automaton the possibility of having their temporal evolution regenerated backward in time, regardless of its initial configuration, through an inverse cellular automaton. Reversibility is such a well characterized concept that many fundamental results associated with it have been obtained, such as the development of algorithms to enumerate all reversible one-dimensional cellular automata and the undecidability of this property for cellular automata in dimensions larger than 1. The driving force for the present research is to introduce a new concept involving the reversibility ability of a cellular automaton, the concept of partial reversibility, which is analysed herein according to the pre-images of all initial configurations of a rule, up to a certain length. This new concept may be useful for evolutionary searches for reversible cellular automata, to allow the use of cellular automata in tasks related somehow to the reversibility degree of a rule, or in applications where reversible rules are demonstrably employed, such as in cryptography. To that end, some parameters presumably related to reversibility are studied and compared, and empirical measures (lexicographical and numerical) are addressed. The results involving these empirical measures, showed that is possible to refer to a more partially reversible rule than another, besides revealing properties, apparently unknown so far, involving the pre-images of elementary rules. / Os autômatos celulares têm sido estudados como modelos computacionais de diversas formas. Diversas de suas propriedades têm sido amplamente exploradas, entre elas destacando-se a reversibilidade. Esta propriedade é capaz de fornecer a um autômato celular a possibilidade de ter sua evolução temporal refeita para trás no tempo, independentemente de sua configuração inicial, através de um autômato celular inverso. A reversibilidade é um conceito tão bem caracterizado que muitos resultados fundamentais associados a ela têm sido obtidos, tais como o desenvolvimento de algoritmos para enumerar todos os autômatos celulares unidimensionais reversíveis e a indecidibilidade desta propriedade para autômatos celulares com dimensão maior que 1. A ideia principal deste trabalho é introduzir um novo conceito envolvendo a capacidade de reversibilidade de um autômato celular, o conceito de reversibilidade parcial, que é analisado com base nas pré- imagens de todas configurações iniciais de uma regra, até um determinado tamanho de reticulado. Este novo conceito pode ser útil em buscas evolutivas de autômatos celulares reversíveis, a fim de permitir a utilização de autômatos celulares em tarefas associadas de alguma forma ao grau de reversibilidade de uma regra, ou ainda, em aplicações onde as regras reversíveis são comprovadamente empregadas, tal como em criptografia. Para tanto, alguns parâmetros supostamente relacionados à reversibilidade são estudados e comparados, e medidas empíricas (lexicográficas e numéricas) são abordadas. Os resultados obtidos envolvendo essas medidas empíricas mostraram que é possível referir-se a uma regra mais parcialmente reversível do que outra, além de revelar propriedades, até então desconhecidas, envolvendo as pré-imagens das regras elementares.