Parallel computing is a powerful way to reduce the computation time and to improve the quality of solutions of evolutionary algorithms (EAs). At first, parallel evolutionary algorithms (PEAs) ran on very expensive and not easily available parallel machines. As multicore processors become ubiquitous, the improved performance available to parallel programs is a great motivation to computationally demanding EAs to turn into parallel programs and exploit the power of multicores. The parallel implementation brings more factors to influence performance, and consequently adds more complexity on PEAs evaluations. Statistics can help in this task and guarantee the significance and correct conclusions with minimum tests, provided that the correct design of experiments is applied. This work presents a methodology that guarantees the correct estimation of speedups and applies a factorial design on the analysis of PEAs performance. As a case study, the influence of migration related parameters on the performance of a parallel evolutionary algorithm solving two benchmark problems executed on a multicore processor is evaluated. / A computação paralela é um modo poderoso de reduzir o tempo de processamento e de melhorar a qualidade das soluções dos algoritmos evolutivos (AE). No princípio, os AE paralelos (AEP) eram executados em máquinas paralelas caras e pouco disponíveis. Desde que os processadores multicore tornaram-se largamente disponíveis, sua capacidade de processamento paralelo é um grande incentivo para que os AE, programas exigentes de poder computacional, sejam paralelizados e explorem ao máximo a capacidade de processamento dos multicore. A implementação paralela traz mais fatores que podem influenciar a performance dos AEP e adiciona mais complexidade na avaliação desses algoritmos. A estatística pode ajudar nessa tarefa e garantir conclusões corretas e significativas, com o mínimo de testes, se for aplicado o planejamento de experimentos adequado. Neste trabalho é apresentada uma metodologia de experimentação com AEP. Essa metodologia garante a correta estimação do speedup e aplica ao planejamento fatorial na análise dos fatores que influenciam o desempenho. Como estudo de caso, um algoritmo genético, denominado AGP-I, foi paralelizado segundo o modelo de ilhas. O AGP-I foi executado em plataformas com diferentes processadores multicore na resolução de duas funções de teste. A metodologia de experimentação com AEP foi aplicada para se determinar a influência dos fatores relacionados à migração no desempenho do AGP-I. / Doutor em Ciências

Empowerment é uma abordagem de projeto que objetiva a delegação de poder de decisão, autonomia e participação dos funcionários do empowerment através dos estágios evolutivos das áreas de gestão. Estudam-se as especificidades do empowerment em termos de suas dimensões, ciclo de implementação e tipologia. Analisa-se o desenvolvimento de empowerment através dos estágios evolutivos das áreas de gestão, configurações organizacionais, estratégias competitivas, gestão de recursos humanos e qualidade. Apresenta-se um estudo de casos em duas empresas manufatureiras do interior de São Paulo, a fim de analisar o grau de participação dos funcionários de acordo com o estágio evolutivo de suas áreas de gestão, configuração organizacional, estratégia competitiva, gestão de recursos humanos e gestão da qualidade da empresa. Nas conclusões, discutem-se os fatores favoráveis, as particularidades e limitações do empowerment com base nos estudos de casos. / Empowerment is an approach of work design which aims at delegating decision power, autonomy and employees\' participation in managing the company. This paper aims at analyzing the development of the empowerment through the evolution stages of management areas. The peculiarities of empowerment in terms of its dimensions, implementation cycle and typology are studied. The development of the empowerment is analyzed through the evolution stage of management area, organizational configurations, managerial strategy, human resource management and quality management. A case study in two industrial companies in the interior of São Paulo is presented in order to analyze the degree of the employees\' participation in agreement with the evolution stages of management areas, organizational configuration, competitive strategy, human resource management and quality management of each company. In the section of conclusions, the favorable aspects, peculiarities and limitations of empowerment which were found on the case study are discussed.

Mutualismos são interações em que os parceiros se exploram reciprocamente com benefícios líquidos para ambos os indivíduos que interagem. Sistemas mutualistas multiespecíficos podem ser descritos como redes de interação, tais como aquelas formadas por sistemas de polinização, dispersão de sementes, estações de limpeza em ambientes recifais, formigas defensoras de plantas, mimetismo mülleriano e bactérias fixadoras de nitrogênio em raízes de plantas. As interações mutualísticas estão sujeitas à trapaça por indivíduos que, por meio de algum comportamento, alcançam o benefício oferecido pelo parceiro sem oferecer nada ou oferecer muito pouco em troca. No entanto, interações mutualísticas persistem apesar da existência de trapaceiros. Neste trabalho, mostro que os parasitas de interações mutualísticas, os trapaceiros, aumentam a resiliência das redes mutualísticas às perturbações mais rapidamente em redes aninhadas, redes tipicamente encontradas em mutualismos ricos em espécies. Portanto os efeitos combinados de trapaceiros, estrutura e dinâmica das redes mutualísticas podem ter implicações para a forma como a biodiversidade é mantida. Em seguida, estudo as condições em que flores tubulares, que sofrem maiores danos ao interagirem com ladrões de néctar, conseguem coexistir com flores planares, polinizadores e pilhadores por meio de efeitos indiretos da trapaça em seu sucesso reprodutivo. O roubo do néctar pode aumentar o sucesso de uma planta se as interações com pilhadores gerarem maior quantidade de polinização cruzada, aumentando assim o sucesso reprodutivo das plantas que interagem com ambos os visitantes florais. Tal resultado sugere uma nova fonte de manutenção da cooperação e da diversidade de estratégias por meio de efeitos não lineares das interações entre diferentes estratégias. Finalmente, estudo como as interações locais promovem a prevalência de mímicos (trapaceiros) em uma certa população na ausência de seus modelos. Mostro que presas que interagem localmente podem favorecer a predominância de mímicos e predadores que os evitam após algumas gerações e que uma distribuição não aleatória de indivíduos no espaço pode reforçar ainda mais este efeito inesperado de alopatria de modelo e mímico / Mutualisms are interactions in which organisms of different species exploit each other with net benefits for both interacting individuals. Multispecific mutualistic system can be depicted as interaction networks, such as those formed by plant-pollinator interactions, dispersal systems, species interacting in cleaning stations in reef environments, protective ants in plants, müllerian mimicry, and nitrogen fixing bacteria on the roots of plants. Mutualistic interaction is subject to cheating by individuals who, by means of a diversity of behavioral strategies, achieve the benefit provided by the partner offering nothing or few in return. However, the mutualistic interactions persist despite the existence of cheaters. In this work I show that the parasites of mutualistic interactions increase the resilience of mutualistic networks to disturbances in nested networks, typically found in species-rich mutualisms. Therefore the joint effect of cheating, structure and dynamics of mutualistic networks have implications for how biodiversity is maintained. I subsequently study the conditions under which tubular flowers, which suffer stronger damages when interacting with nectar robbers, can coexist with planar flowers, pollinators, and robbers through indirect effects of cheating on their reproductive success. The theft of nectar may increase the success of a plant if its interactions with robbers generate higher degrees of cross-pollination, thus increasing the reproductive success of plants that interact with both floral visitors. This study suggests a new source of continued cooperation and diversity strategies through non-linear effects of the interactions between different strategies. Finally, I study how local interactions can promote the prevalence of mimic (the cheaters) in a given population in the absence of their models. I found that prey interacting locally may favor the predominance of mimic preys and avoid predators that, after a few generations and under a non-random distribution of individuals in space, can further strengthen this unexpected effect allopatry of the mimic and its model

Modelos para aprendizado não supervisionado podem fornecer restrições complementares úteis para melhorar a capacidade de generalização de classificadores. Baseando-se nessa premissa, um algoritmo existente, denominado de C3E (Consensus between Classification and Clustering Ensembles), recebe como entradas estimativas de distribuições de probabilidades de classes para objetos de um conjunto alvo, bem como uma matriz de similaridades entre esses objetos. Tal matriz é tipicamente construída por agregadores de agrupadores de dados, enquanto que as distribuições de probabilidades de classes são obtidas por um agregador de classificadores induzidos por um conjunto de treinamento. Como resultado, o C3E fornece estimativas refinadas das distribuições de probabilidades de classes como uma forma de consenso entre classificadores e agrupadores. A ideia subjacente é de que objetos similares são mais propensos a compartilharem o mesmo rótulo de classe. Nesta tese, uma versão mais simples do algoritmo C3E, baseada em uma função de perda quadrática (C3E-SL), foi investigada em uma abordagem que permitiu a estimação automática (a partir dos dados) de seus parâmetros críticos. Tal abordagem faz uso de um nova estratégia evolutiva concebida especialmente para tornar o C3E-SL mais prático e flexível, abrindo caminho para que variantes do algoritmo pudessem ser desenvolvidas. Em particular, para lidar com a escassez de dados rotulados, um novo algoritmo que realiza aprendizado semissupervisionado foi proposto. Seu mecanismo explora estruturas intrínsecas dos dados a partir do C3E-SL em um procedimento de autotreinamento (self-training). Esta noção também inspirou a concepção de um outro algoritmo baseado em aprendizado ativo (active learning), o qual é capaz de se autoadaptar para aprender novas classes que possam surgir durante a predição de novos dados. Uma extensa análise experimental, focada em problemas do mundo real, mostrou que os algoritmos propostos são bastante úteis e promissores. A combinação de classificadores e agrupadores resultou em modelos de classificação com grande potencial prático e que são menos dependentes do usuário ou do especialista de domínio. Os resultados alcançados foram tipicamente melhores em comparação com os obtidos por classificadores tradicionalmente usados. / Unsupervised learning models can provide a variety of supplementary constraints to improve the generalization capability of classifiers. Based on this assumption, an existing algorithm, named C3E (from Consensus between Classification and Clustering Ensembles), receives as inputs class probability distribution estimates for objects in a target set as well as a similarity matrix. Such a similarity matrix is typically built from clusterers induced on the target set, whereas the class probability distributions are obtained by an ensemble of classifiers induced from a training set. As a result, C3E provides refined estimates of the class probability distributions, from the consensus between classifiers and clusterers. The underlying idea is that similar new objects in the target set are more likely to share the same class label. In this thesis, a simpler version of the C3E algorithm, based on a Squared Loss function (C3E-SL), was investigated from an approach that enables the automatic estimation (from data) of its critical parameters. This approach uses a new evolutionary strategy designed to make C3E-SL more practical and flexible, making room for the development of variants of the algorithm. To address the scarcity of labeled data, a new algorithm that performs semi-supervised learning was proposed. Its mechanism exploits the intrinsic structure of the data by using the C3E-SL algorithm in a self-training procedure. Such a notion inspired the development of another algorithm based on active learning, which is able to self-adapt to learn new classes that may emerge when classifying new data. An extensive experimental analysis, focused on real-world problems, showed that the proposed algorithms are quite useful and promising. The combination of supervised and unsupervised learning yielded classifiers of great practical value and that are less dependent on user-defined parameters. The achieved results were typically better than those obtained by traditional classifiers.

Diversas atividades humanas são fortemente dependentes do clima e da sua variabilidade, especialmente aquelas relacionadas ao uso da água. A operação integrada de reservatórios com múltiplos usos requer uma série de decisões que definem quanta água deve ser alocada, ao longo do tempo para cada um dos usos, e quais os volumes dos reservatórios a serem mantidos. O conhecimento antecipado das condições climáticas resulta de vital importância para os operadores de reservatórios, pois o insumo dos reservatórios é a vazão dos rios, que por sua vez é dependente de condições atmosféricas e hidrológicas em diferentes escalas de tempo e espaço. A pesquisa trata sobre três importantes elementos de subsídio à tomada de decisão na operação de reservatórios baseada na previsão de variáveis hidrológicas: (a) as previsões de vazão de curto prazo; (b) as previsões de precipitação de longo prazo e (c) as medidas de desempenho das previsões. O reservatório de Furnas, localizado na bacia do Rio Grande, em Minas Gerais, foi selecionado como estudo de caso devido, principalmente, à disponibilidade de previsões quantitativas de chuva e pela importância desse reservatório na região analisada. A previsão de curto prazo de vazão com base na precipitação foi estimada com um modelo empírico (rede neural artificial) e a previsão de precipitação foi obtida pelo modelo regional ETA. Uma metodologia de treinamento e validação da rede neural artificial foi desenvolvida utilizando previsões perfeitas de chuva (considerando a chuva observada como previsão) e utilizando o maior número de dados disponíveis, favorecendo a representatividade dos resultados obtidos. A metodologia empírica alcançou os desempenhos obtidos com um modelo hidrológico conceitual, mostrando-se menos sensitiva aos erros na previsão quantitativa de precipitação nessa bacia. Os resultados obtidos mostraram que as previsões de vazão utilizando modelos empíricos e conceituais e incorporando previsões quantitativas de precipitação são melhores que a metodologia utilizada pelo ONS no local de estudo. A redução dos erros de previsão relativos à metodologia empregada pelo ONS foi em torno de 20% quando usadas previsões quantitativas de precipitação definidas pelo modelo regional ETA e superiores a 50% quando usadas previsões perfeitas de precipitação. Embora essas últimas previsões nunca possam ser obtidas na prática, os resultados sugerem o quanto o incremento do desempenho das previsões quantitativas de chuva melhoraria as previsões de vazão. A previsão de precipitação de longo prazo para a bacia analisada foi também estimada com um modelo empírico de redes neurais artificiais e utilizando índices climáticos como variáveis de entrada. Nesse sentido, foram estimadas previsões de precipitação acumulada no período mais chuvoso (DJF) utilizando índices climáticos associados a fenômenos climáticos, como o El Niño - Oscilação Sul e a Oscilação Decadal do Pacífico, e a modos de variabilidade climática, como a Oscilação do Atlântico Norte e o Modo Anular do Hemisfério Sul. Apesar das redes neurais artificiais terem sido aplicadas em diversos problemas relacionados a hidrometeorologia, a aplicação dessas técnicas na previsão de precipitação de longo prazo é ainda rara. Os resultados obtidos nesse trabalho mostraram que consideráveis reduções dos erros da previsão relativos ao uso apenas da média climatológica como previsão podem ser obtidos com a metodologia utilizada. Foram obtidas reduções dos erros de, no mínimo 50%, e chegando até um valor próximo a 75% nos diferentes testes efetuados no estudo de caso. Uma medida de desempenho da previsão foi desenvolvida baseada no uso de tabelas de contingência e levando em conta a utilidade da previsão. Essa medida de desempenho foi calculada com base nos resultados do uso das previsões por um modelo de operação de reservatório, e não apenas na comparação de vazões previstas e observadas. Nos testes realizados durante essa pesquisa, ficou evidente que não existe uma relação unívoca entre qualidade das previsões e utilidade das previsões. No entanto, em função de comportamentos particulares das previsões, tendências foram encontradas, como por exemplo nos modelos cuja previsão apresenta apenas defasagem. Nesses modelos, a utilidade das previsões tende a crescer na medida que a qualidade das mesmas aumenta. Por fim, uma das grandes virtudes da medida de desempenho desenvolvida nesse trabalho foi sua capacidade de distinguir o desempenho de modelos que apresentaram a mesma qualidade. / Several human activities are strongly dependent on climate and its variability, especially those related to water use. The operation of multi-purpose reservoirs systems defines how much water should be allocated and the reservoir storage volumes to be maintained, over time. Knowing in advance the weather conditions helps the decision making process, as the major inputs to reservoirs are the streamflows, which are dependent on atmospheric and hydrological conditions at different time-space scales. This research deals with three important aspects towards the decision making process of multi-purpose reservoir operation based on forecast of hydrological variables: (a) short-term streamflow forecast, (b) long-range precipitation forecast and (c) performance measures. The Furnas reservoir on the Rio Grande basin was selected as the case study, primarily because of the availability of quantitative precipitation forecasts from the Brazilian Center for Weather Prediction and Climate Studies and due to its importance in the Brazilian hydropower generation system. Short-term streamflow forecasts were estimated by an empirical model (artificial neural network – ANN) and incorporating forecast of rainfall. Quantitative precipitation forecasts (QPFs), defined by the ETA regional model, were used as inputs to the ANN models. A methodology for training and validating the ANN models was developed using perfect precipitation forecasts (i.e., using the observed precipitation as if it was a forecast) and considering the largest number of available samples, in order to increase the representativeness of the results. The empirical methodology achieved the performance obtained with a conceptual hydrological model and seemed to be less sensitive to precipitation forecast error relative to the conceptual hydrological model. Although limited to one reservoir, the results obtained show that streamflow forecasting using empirical and conceptual models and incorporating QPFs performs better than the methodology used by ONS. Reduction in the forecast errors relative to the ONS method was about 20% when using QPFs provided by ETA model, and greater than 50% when using the perfect precipitation forecast. Although the latter can never be achieved in practice, these results suggest that improving QPFs would lead to better forecasts of reservoir inflows. Long-range precipitation forecast was also estimated by an empirical model based on artificial neural networks and using climate indices as input variables. The output variable is the summer (DJF) precipitation over the Furnas watershed. It was estimated using climate indices related to climatic phenomena such as El Niño - Southern Oscillation and the Pacific Decadal Oscillation and modes of climate variability, such as the North Atlantic Oscillation and the Southern Annular Mode. Despite of ANN has been applied in several problems of hydrometeorological areas, the application of such technique for long-range precipitation forecast is still rare. The results obtained demonstrate how the methodology for seasonal precipitation forecast based on ANN can be particularly helpful, with the use of available time series of climate indices. Reductions in the forecast errors achieved by using only the climatological mean as forecast were considerable, being at least of 50% and reaching values close to 75% in several tests. A performance measure based on the use of contingency tables was developed taking into account the utility of the forecast. This performance measure was calculated based on the results of the use of the forecasts by a reservoir operation model, and not only by comparing streamflow observed and forecast. The performed tests show that there is no unequivocal relationship between quality and utility of the forecasts. However, when the forecast has a particular behavior, trends were found in the relationship between utility and quality of the forecast, such as models that generate streamflow forecast with lags in comparison to the observed values. In these models, the utility of the forecasts tends to enhance as the quality increases. Finally, the ability to distinguish the performance of forecast models having similar quality was one of the main merits of the performance measure developed in this research.

Orientadores: Romis Ribeiro de Faissol Attux, Amauri Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T06:42:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Boccato_Levy_M.pdf: 4045423 bytes, checksum: 1d40c6a25139b336b0f908ad27ab3522 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O problema de estimação de direção de chegada (DOA, em inglês direction of arrival ) de ondas planas que incidem sobre um arranjo linear uniforme de sensores, através do critério da máxima verossimilhança (ML, em inglês maximum likelihood), requer a minimização de uma função custo não-linear, não-quadrática, multimodal e variante com a relação sinal-ruído (SNR, em inglês signal-to-noise ratio). Esta dissertação trata da aplicação de algoritmos de computação natural como alternativa ao uso de métodos clássicos, como o MODE e o MODEX, os quais não são capazes de alcançar o desempenho do estimador ML em uma ampla faixa de valores de SNR. As simulações realizadas em diferentes cenários indicam que alguns dos algoritmos analisados conseguem estimar os ângulos de chegada adequadamente. Por fim, inspirados em uma proposta de filtragem de ruído dos dados recebidos, elaboramos uma maneira de realizar a amostragem no espaço de soluções candidatas: a resposta em frequência do filtro que produz a maior atenuação de ruído é empregada como função densidade de probabilidade no processo de amostragem. Os resultados obtidos atestam que este procedimento tende a aumentar a eficiência dos algoritmos estudados na estimação DOA / Abstract: The problem of estimating the direction of arrival (DOA) of plane waves impinging on a uniform linear array of sensors, through the maximum likelihood (ML) criterion, requires the minimization of a cost function that is non-linear, non-quadratic, multimodal and variant with the signal-to-noise ratio (SNR). This work deals with the application of natural computing algorithms as an alternative to the use of classical methods, such as MODE and MODEX, which are not capable of achieving the performance of the ML estimator in a wide range of SNR values. The simulations performed in different scenarios indicate that some of the studied algorithms can adequately estimate the angles of arrival. Finally, inspired by a proposal of noise filtering of the received data, we designed a procedure of sampling the search space: the frequency response of the filter which produces the maximal noise reduction is employed as the probability density function during the sampling process. The obtained results attest that this procedure tends to increase the efficiency of the considered algorithms in DOA estimation / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Fernando Jose Von Zuben / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T09:17:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franca_FabricioOlivettide_D.pdf: 3983253 bytes, checksum: 6b0d30018574ad5a6e0cce05c34606b8 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O processo de aquisição de dados está sujeito a muitas fontes de incerteza e inconsistência. Essas incertezas podem fazer com que os dados se tornem ruidosos ou impedir a aquisição dos mesmos, gerando o problema de dados faltantes. A maioria das ferramentas utilizadas para tratar tais problemas age de forma global em relação às informações da base de dados e ignora o efeito que o ruído pode ter na análise desses. Esta tese tem como objetivo explorar as propriedades do processo de biclusterização, que faz uma análise local dos dados, criando múltiplos modelos de imputação de dados que buscam minimizar o erro de predição dos valores faltantes na base de dados. Primeiramente, é proposto um novo algoritmo de biclusterização com um melhor desempenho que outras abordagens utilizadas atualmente, enfatizando a capacidade dos biclusters em gerar modelos com ruído reduzido. Em seguida, é proposta uma formulação de otimização quadrática para, utilizando os modelos locais gerados pelo bicluster, imputar os valores faltantes na base de dados. Os resultados obtidos indicam que a utilização da biclusterização ajuda a reduzir o erro de predição da imputação, além de fornecer condições favoráveis a uma análise a posteriori das informações contidas nos dados / Abstract: The data acquisition process is subject to many inconsistencies and uncertainties. These uncertainties may produce noisy data or even provoke the absence of some of them, thus leading to the missing data problem. Most procedures used to deal with such problem act in a global manner, relatively to the dataset, and ignore the noise e_ect on such analysis. The objective of this thesis is to explore the properties of the so called biclustering method, which performs a local data analysis, creating several imputation models for the dataset in order to minimize the prediction error estimating missing values of the dataset. First, it is proposed a new biclustering algorithm with a better performance than the one produced by other traditional approaches, with emphasis on the noise reduction capability of the models generated by the biclusters. Next, it is proposed the formulation of a quadratic optimization problem to impute the missing data by means of the local models engendered by a set of biclusters. The obtained results show that the use of biclustering helps to reduce the prediction error of data imputation, besides providing some interesting conditions for an a posteriori analysis of the dataset / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-11-20T11:31:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Danilo Alves Martins de Faria - 2013.pdf: 1188393 bytes, checksum: c56b169690f22bbbeaa2ee6fa46ade1c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-11-20T14:17:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Danilo Alves Martins de Faria - 2013.pdf: 1188393 bytes, checksum: c56b169690f22bbbeaa2ee6fa46ade1c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-20T14:17:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Danilo Alves Martins de Faria - 2013.pdf: 1188393 bytes, checksum: c56b169690f22bbbeaa2ee6fa46ade1c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-10-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Network Design Problems (NDPs) are present in many areas, such as electric power distribution, communication networks, vehicle routing, phylogenetic trees among others. Many NDPs are classified as NP-Hard problems. Among the techniques used to solve them, we highlight the Evolutionary Algorithms (EA). These algorithms simulate the natural evolution of the species. However, in its standard form EAs have limitations to solve large scale NDPs, or with very specific characteristics. To solve these problems, many researchers have studied specific forms of representation of NDPs. Among these stands we show Node-Depth-Degre Encoding (NDDE). This representation produces only feasible solutions, regardless of the network characteristics. NDDE has two mutation operators Preserve Ancestor Operator (PAO) and Ancestor Change Operator (CAO) and the recombination operator EHR (Evolutionary History Recombination Operator) that uses historical applications of mutation, and was applied to NDPs more than one tree and had good results. Thus, this work proposes adapt EHR for NDPs classics represented by a single tree. In addition, two evolutionary algorithms are developed: the AE-RNPG, which uses only NDDE, with mutation operators. And the AE-EHR, which makes use of mutation operators and recombination operator EHR to the One Max Tree Problem. The results showed that the AE-EHR obtained better solutions than the EA-RNPG for most instances analyzed. / Problemas de Projeto de Redes (PPRs) estão presentes em diversas áreas, tais como reconfiguração de sistemas de distribuição de energia elétrica, projetos de redes de comunicação, roteamento de veículos, reconstrução de árvores filogenéticas entre outros. Vários PPRs pertencem à classe de problemas NP-Difíceis. Dentre as técnicas utilizadas para resolvê-los, destacam-se os Algoritmos Evolutivos (AE), cujo processo de resolução de um problema simula a evolução natural das espécies. Entretanto, os AEs em sua forma padrão também possuem limitações quanto a PPRs de larga escala, ou com características muito específicas. Para solucionar esses problemas, diversas pesquisas têm estudado formas específicas de estruturas de dados dos PPRs. Dentre essas destaca-se a representação Nó-Profundidade-Grau (RNPG). Essa representação produz apenas soluções factíveis, independente da característica da rede. A RNPG possui dois operadores de mutação Preserve Ancestor Operator (PAO) e Change Ancestor Operator (CAO) e o operador de recombinação EHR (Evolutionary History Recombination Operator), que utiliza o histórico de aplicações dos operadores de mutação, o qual tem sido aplicado a PPRs com mais de uma árvore com bons resultados. Este trabalho propõem a adequação do EHR para PPRs clássicos de uma única árvore. Além disso, são desenvolvidos dois algoritmos evolutivos: o AE-RNPG, que utiliza a RNPG somente com os operadores de mutação; e o AE-EHR, que faz uso tanto dos operadores de mutação quanto do operador de recombinação EHR para o problema da Árvore máxima. Os resultados obtidos mostram que o AE-EHR obtém melhores soluções do que o AE-RNPG para a maioria das instâncias analisadas.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-12-16T20:28:04Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carlos Antônio Campos Jorge - 2014.pdf: 703425 bytes, checksum: 664e77c2f8e857788e0128256d76d4b7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-12-22T10:40:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carlos Antônio Campos Jorge - 2014.pdf: 703425 bytes, checksum: 664e77c2f8e857788e0128256d76d4b7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-22T10:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carlos Antônio Campos Jorge - 2014.pdf: 703425 bytes, checksum: 664e77c2f8e857788e0128256d76d4b7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-04-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work proposes the use of a multi-objective evolutionary algorithm that makes use of subsets stored in a data structure called table in which the best individuals from each objective considered are preserved. This approach is compared in this work with the traditional mono-objective evolutionary algorithm (GA), classical algorithms (PLS and SPA) and another classic multi-objective algorithm (NSGA-II). As a case study, a multivariate calibration problem is presented which involves the prediction of protein concentration in samples of whole wheat from the spectrophotometric measurements. The results showed that the proposed formulation has a smaller prediction error when compared to the mono-objective formulation and with a lower number of variables. Finally,astudyofnoisesensitivityobtainedbythemulti-objectiveformulationshoweda better resultwhen compared tothe other classical algorithmforvariable selection. / Este trabalho propõe o uso de algoritmo multi-objetivo evolutivo que faz uso de subconjuntos armazenados em uma estrutura de dados chamada tabela em que os melhores indivíduos de cada objetivo são preservadas. Esta abordagem é comparada neste trabalho com o algoritmo evolutivo tradicional mono-objetivo e outros algoritmos clássicos (MONO-GA-MLR, PLS, APS-MLR) e com o algoritmo multi-objetivo clássico NSGAII-MLR.Comoestudodecaso,oproblemadecalibraçãomultivariadaenvolveaprevisão daconcentraçãodeproteínasemamostrasdetrigoapartirdasmediçõesespectrofotométricas. Os resultados mostraram que a formulação proposta seleciona um número menor de variáveis e apresenta um erro de predição menor quando comparada com o algoritmo evolutivo mono-objetivo. Quando comparado com os algoritmos clássicos PLS e APSMLR e com o algoritmo multi-objetivo clássico NSGA-II-MLR, o algoritmo proposto apresenta um erro de predição menor, porém com um número maior de variáveis selecionadas. Finalmente, um estudo de sensibilidade à ruído foi realizado. A solução obtida pela formulação proposta apresentou melhores resultados quando comparado com o algoritmo mono-objetivo e NSGA-II-MLR e desempenho similar à solução obtida com o SPA-MLR.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-11-13T14:25:31Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Victor Martin de Oliveira - 2017.pdf: 4224923 bytes, checksum: df22172ea97d67bc99001b28fa5e6c8a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-11-13T14:26:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Victor Martin de Oliveira - 2017.pdf: 4224923 bytes, checksum: df22172ea97d67bc99001b28fa5e6c8a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T14:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Victor Martin de Oliveira - 2017.pdf: 4224923 bytes, checksum: df22172ea97d67bc99001b28fa5e6c8a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-10-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the context of interactive art, which the spectators become interactors as well, technological development promotes new types of interaction and relations between the art and the human. The project “C³ – Cubos Interativos” (C³ project) rises in this context, created by Media Lab -- UFG with the philosophy of interpersonal and interactive relations, using art and technology. The project consists of three real cubes, which can be handled by users and produce feedback through light and sound effects. The users may communicate with one another and interact with the cubes in order to discover their behaviors and the possible reactions to the interactive activities. However, the cubes behaviors are created manually through the codification of a state machine, being a complex and time consuming task. On the other hand, the Interactive Evolutionary Computation (IEC) is an area of research that can be applied to the composition of artistic elements by using evolutionary algorithms and human interaction. One down point of the IEC is the human fatigue, what makes prohibitive the processing of many evolutionary cycles. Some techniques can be applied to avoid this problem, for example, the use of surrogate functions. This work aims to unite aspects of interactive art and interactive evolutionary computation, with the objective of providing a new way of creating behaviors that represents interesting and pleasant compositions to the C³ cubes. To achieve this goal, we propose the evolution of the C³ cubes state machines using IEC assisted by a surrogate function. A simulation environment for the C³ project was developed, in which the users can interact with virtual cubes and evaluate their behaviors, guiding the evolutionary approach. An experiment with the approach involving a group of users from UFG resulted in more complex and interesting C³ projects. / No contexto de arte interativa, em que o espectador se torna também um interator, avanços tecnológicos proporcionam novos tipos de interações e relações entre a arte e o ser humano. O projeto “C³ – Cubos Interativos” (projeto C³) surge neste contexto, criado no Media Lab -- UFG com a filosofia de relação interpessoal e interativa utilizando-se da arte e da tecnologia. Ele consiste de três cubos reais, os quais podem ser manipulados por usuários e que produzem um feedback através de efeitos luminosos e sonoros. Os usuários interagem entre si e com os cubos, a fim de descobrir seus comportamentos e as possíveis reações às atividades interativas. No entanto, a programação de comportamentos para os cubos é realizada manualmente através da codificação de uma máquina de estados, o que requer tempo e é uma tarefa complexa. Por outro lado, a computação evolutiva interativa (CEI) é uma área de pesquisa que pode ser empregada para composição de elementos artísticos pela utilização de algoritmos evolutivos e da interação humana. Uma desvantagem desta abordagem é a fadiga humana, impossibilitando assim a evolução de muitas gerações. Algumas técnicas podem ser utilizadas para contornar tal problema, como o uso de funções surrogate. Este trabalho tem por objetivo unir aspectos de arte interativa e computação evolutiva interativa, com o intuito de proporcionar uma nova forma de criação de comportamentos que caracterizem composições interessantes e agradáveis de forma automática, para os cubos do projeto C³. Para tanto, a abordagem proposta utiliza da CEI assistida por uma função surrogate, para a evolução das máquinas de estados presentes nos cubos C³. Também, é empregado um ambiente de simulação para o projeto C³, no qual usuários podem interagir com cubos virtuais e avaliar seus comportamentos, guiando o processo evolutivo. Um experimento foi realizado com um grupo de usuários da UFG, resultando em projetos C³ mais complexos e interessantes.