The GUHA method is one of the oldest methods of exploratory data analysis, which is regarded as part of the data mining or knowledge discovery in databases (KDD) scienti_c area. Unlike many other methods of data mining, the GUHA method has firm theoretical foundations in logic and statistics. In scope of the method, finding interesting knowledge corresponds to finding special formulas in satisfactory rich logical calculus, which is called observational calculus. The main topic of the thesis is application of the "fuzzy paradigm" to the GUHA method By the term "fuzzy paradigm" we mean approaches that use many-valued membership degrees or truth values, namely fuzzy set theory and fuzzy logic. The thesis does not aim to cover all the aspects of this application, it emphasises mainly on: - Association rules as the most prevalent type of formulas mined by the GUHA method - Usage of fuzzy data - Logical aspects of fuzzy association rules mining - Comparison of the GUHA theory to the mainstream fuzzy association rules - Implementation of the theory using the bit string approach The thesis throughoutly elaborates the theory of fuzzy association rules, both using the theoretical apparatus of fuzzy set theory and fuzzy logic. Fuzzy set theory is used mainly to compare the GUHA method to existing mainstream approaches to formalize fuzzy association rules, which were studied in detail. Fuzzy logic is used to define novel class of logical calculi called logical calculi of fuzzy association rules (LCFAR) for logical representation of fuzzy association rules. The problem of existence of deduction rules in LCFAR is dealt in depth. Suitable part of the proposed theory is implemented in the Ferda system using the bit string approach. In the approach, characteristics of examined objects are represented as strings of bits, which in the crisp case enables efficient computation. In order to maintain this feature also in the fuzzy case, a profound low level testing of data structures and algoritms for fuzzy bit strings have been carried out as a part of the thesis.

[pt] O presente estudo propõe uma metodologia para medir graus de bilingualidade. A proposta é tentar quantificar esse conceito. Considerando que o comportamento bilíngüe não deve ser descrito como um aspecto universalista ou essencialista do indivíduo bilíngüe, os conhecimentos objetivos de estatística ou de probabilidade e as metodologias formais de coletas de dados, por exemplo, não contemplam os aspectos subjetivos e contextuais de manifestações bilíngües. A ortodoxia e inflexibilidade das metodologias disponíveis não conseguem apreender a fluidez de um conceito como bilingualidade. Nossa questão é mostrar que a lógica fuzzy apresenta-se como uma possível ferramenta de medida porque leva em consideração as percepções individuais e as experiência culturais do observador/pesquisador quando este tenta definir o que constitui o fenômeno observado. A verdade de qualquer afirmação se torna uma questão de gradação. A metodologia usada foi: 1) gravação e transcrição de entrevista com indivíduos bilíngües; 2) seleção das narrativas de histórias de vida presentes nas entrevistas; 3) identificação das variáveis relevantes para a análise; 4) análise das bilingualidades dos indivíduos usando a Fuzzy Logic Toolbox do software MATLAB. As bilingualidades dos indivíduos são analisadas nos contextos familiar, social e profissional. Um aspecto importante a ser considerado é que, devido à fluidez da bilingualidade, fatores diferentes e variáveis múltiplas concorrem para configurar uma análise de manifestações de bilingüismo. Assim, conseguimos mostrar matematicamente, através do uso da lógica fuzzy, o que conhecemos com base em nossa experiência de vida: um mesmo indivíduo apresenta diferentes graus de bilingualidade em diferentes contextos sociais. Da mesma forma, comprovamos que em um mesmo contexto social, um mesmo indivíduo pode apresentar diferentes graus de bilingualidade, dependendo do estágio de vida em que se encontra. / [en] This study proposes a methodology to evaluate degrees of bilinguality. The objective is to quantify the concept bilinguality. Considering that the bilingual behavior should not be taken as one`s universalist or essentialist aspect, objective knowledge of statistics and probability, and formal methodology of data gathering, for example, do not cope with the subjective and contextual aspects of the bilingual manifestations. The orthodoxy and inflexibility of the available methodologies can not apprehend such a fluid concept as bilinguality. The propose of this study is to present Fuzzy Logic as a possible tool to measure bilinguality for it takes into account the observer/researcher`s individual perceptions and cultural experience for defining what constitutes the observed phenomenon. The truth of any affirmation is a matter of gradation. The methodology used was: 1) recording and transcription of interviews with bilingual individuals; 2) selection of life story narratives inside these interviews; 3) identification of the relevant variables for the analysis; 4) analysis of bilinguality using Fuzzy Logic Toolbox in MATLAB. The bilinguality of the individuals is analyzed in real everyday life situations, in contexts such as: familiar, social and professional. An important aspect to be considered is that, due to the fluidity of bilinguality, different factors and multiple variables compete to set up an analysis of bilingualism manifestations. Thus, we could prove mathematically, using fuzzy logic, what we might previously know based on our life experience: one individual presents different degrees of bilinguality, depending on the moment of their life they are.

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Rosemar Batista da Silva / Resumo: A necessidade de reduções de custos aliada ao aumento de qualidade das peças produzidas requer a implementação de sistemas inteligentes em ambientes industriais. O controle dos danos causados no processo de retificação é de interesse direto da indústria dependente desse processo. O objetivo deste trabalho é a proposição de modelos fuzzy empregados na detecção da queima de peças de aço SAE 1020 no processo de retificação plana. Foram realizados doze testes para diferentes condições de usinagem. Para cada teste foram coletados dados referentes a potência elétrica e emissão acústica (sinal puro). Os níveis de queima das peças foram analisados visualmente e com o auxílio computacional. A partir dos sinais de emissão acústica, potência de corte e parâmetros utilizando esses dois sinais, regras linguísticas foram estabelecidas para as diversas situações de queima (leve, média, severa) com a aplicação da lógica nebulosa utilizando-se o Toolbox do MATLAB. Quatro modelos práticos de sistema fuzzy foram desenvolvidos. O primeiro modelo com duas entradas apenas resultam num processo de simples análise. O segundo modelo possui a entrada adicional da estatística do desvio do valor médio (MVD), associando uma nova informação e precisão. Esse modelo é baseado em um sistema de inferência de três entradas, combinados dois a dois. O terceiro modelo, com 64 regras, baseia-se nas mesmas três entradas utilizadas no segundo modelo, combinadas três a três. Esses dois modelos diferem entre si pela base de regras desenvolvidas. O quarto modelo difere do terceiro devido ao número de regras e a entrada adicional baseada na potência de corte, do desvio padrão da mesma e do sinal RMS de emissão acústica. Apresentando respostas válidas, os quatro modelos desenvolvidos mostraram eficiência, precisão, confiabilidade e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The need of costs reduction and quality increase of the produced pieces requires the implementation of intelligent systems in industrial environments. The control of damages caused during the grinding process is interesting to the industry that depends on such process. This work uses fuzzy logic as tool to classify and estimate burn levels in the grinding process in order to help controlling such process. Twelve tests were performed for different grinding conditions. For each test, data were concerning electrical power and acoustic emission (raw signal). The levels of burning parts were analyzed visually and with computer assistance. Based on acoustic emission signals, cutting power, and statistics using these two signals, liguistic rules were established for the various burn situations (slight, intermediate, sever) by applying fuzzy logic using the MATLAB toolbox. Four practical fuzzy system models were developed. This first model with two inputs resulted only in a simple analysis process. The second model has an additional MVD statistic input, associating information and precision. This model is base d on an inference system of three inputs, combined two by two. The third model with 64 rules is based on the same three inputs used in the second model, differ by the rule base developed. The forth model is different from the third one due to the number of rules, the additional input based on the cutting power, the standard deviation and the acoustic emission RMS signal. The four developed models presented valid responses, proving effective, accurate, reliable and easy to use for the determination of ground workpiece burn. In this analysis... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Design of intelligent systems that can learn from the environment and adapt to the change in the environment has been pursued by many researchers in this age of information technology. The Group Method of Data Handling (GMDH) algorithm to be implemented is a multilayered neural network. Neural network consists of neurons which use information acquired in training to deduce relationships in order to predict future responses. Most software tool during the simulation of the neural network based algorithms in a sequential, single processor machine like Pascal, C or C++ takes several hours or even days. But in this thesis, the GMDH algorithm was modified and implemented into a software tool written in Verilog HDL and tested with specific application (XOR) to make the simulation faster. The purpose of the development of this tool is also to keep it general enough so that it can have a wide range of uses, but robust enough that it can give accurate results for all of those uses. Most of the applications of neural networks are basically software simulations of the algorithms only but in this thesis the hardware design is also developed of the algorithm so that it can be easily implemented on hardware using Field Programmable Gate Array (FPGA) type devices. The design is small enough to require a minimum amount of memory, circuit space, and propagation delay. / by Mukul Gupta. / Thesis (M.S.C.S.)--Florida Atlantic University, 2010. / Includes bibliography. / Electronic reproduction. Boca Raton, Fla., 2010. Mode of access: World Wide Web.

A prática deliberada de corrida promove uma melhora no padrão de movimento do corredor, porém ainda é incerto quais são as contribuições da experiência de corrida na mecânica do corpo. No curso de dar luz a essas contribuições nos deparamos com uma questão básica anterior: o que é um corredor experiente? Apesar de existir uma regra dos \"dez anos\" de prática para se tornar especialista, não há uma definição clara do que é ser experiente em corrida e, quantificar o nível da experiência é uma tarefa desafiadora. Uma alternativa para essa tarefa envolve a criação de um sistema de apoio à decisão para classificação do fenômeno utilizando um sistemas linguísticos fuzzy. O uso desses sistemas é indicado para tratar de fenômenos com características de incerteza de identificação. Os objetivos do estudo foram: (i) desenvolver um sistema de apoio à decisão para a classificação da experiência do corredor de longa distância não federado por meio de um modelo fuzzy; e (ii) desenvolver uma prova que avalie a capacidade do corredor em controlar o ritmo durante a corrida, como forma de qualificar a experiência nessa modalidade. Para o primeiro objetivo, dois subsistemas tipo Mamdani foram desenvolvidos a partir do julgamento de três técnicos especialistas em corrida. No primeiro subsistema as variáveis linguísticas de frequência e volume de treino foram combinadas tendo como saída conjuntos que definiram a qualidade da prática. O segundo subsistema combinou à saída do 1º sistema, o número de provas e o tempo de prática e determinou o nível de experiência em corrida, em cinco conjuntos de saída. Os resultados do modelo foram altamente consistentes com a avaliação dos três especialistas em corrida que o criaram (r > O,88, p < O,OOl) e altamente consistentes com a avaliação de cinco outros especialistas (r > O,86, p < O,OOl). Para o segundo objetivo, como os especialistas descreveram de forma contundente que o controle de ritmo durante a corrida é uma característica presente e marcante em corredores experientes, desenvolvemos uma prova para testar essa capacidade do corredor e para que esta ferramenta pudesse ser utilizada como padrão de comparação com os resultados da avaliação do modelo fuzzy. Duas provas de 1000 m e 3200 m foram desenvolvidas. A primeira foi aplicada em 100 e a segunda em 42 corredores de longa distância não federados, onde tinham um tempo alvo para completar a prova baseado no tempo da última prova de 5km ou 10km que tivessem realizado. Os tempos parciais foram mensurados a cada 200m para identificar o ritmo. Foi possível identificar algumas distribuições de ritmo típicas ao longo dos testes, todavia, elas não se relacionaram com o nível de experiência dos corredores, o mesmo ocorreu entre o grau de acurácia em reproduzir os tempos solicitados e o nível de experiência. No geral, pode-se dizer que a classificação de experiência baseada num sistema fuzzy foi consistente como se pode depreender do grau de correlação do modelo com os julgamentos dos especialistas. A ausência de relações significantes entre o modelo e o controle de ritmo pode ser atribuída ao segundo, já que não há consenso na literatura sobre qual seria um teste de ritmo objetivo, fidedigno e válido. O controle de ritmo por si já está imbuído de um grau de incerteza (várias combinações temporais levam ao mesmo resultado final) o que corrobora com a utilização da lógica fuzzy para o entendimento do fenômeno e demanda estudos específicos. É importante destacar que a aplicação do modelo permitiu identificar que um alto nível de experiência não está balizado pela \"regra dos 10 anos de prática\" o que provavelmente tem a ver com o tipo de atividade estudada aqui, depende de uma habilidade mais motora e menos cognitiva. Isso indica que na corrida há outros fatores balizadores, como a frequência e o volume de treinos e a participação em provas. O sistema fuzzy de apoio a decisão para classificação do nível de experiência do praticante de corrida de fundo mostrou-se capaz de identificar e classificar a experiência em corrida com confiabilidade / The deliberate practice of running enhances the runner\'s movement pattern, but it is yet uncertain what are the contributions of running experience to body mechanics. In the course to unravel such contributions one is faced with a more basic question: what is an experienced runner? In spite of the well known rule of \"ten years of practice\" to become an expertise, there is no clear definition of what it is to be an experienced runner, hence to quantify the experience levei is a challenging task. One alternative to this task entails the development a system to support decision-making to classify the phenomenon using Fuzzy Linguistic Systems. The use of such systems is indicated to deal with phenomena that have an uncertain characterization because its identification allows different configurations. The goals of the study were: (i) to develop a fuzzy decision support system for classifying the running experience of non- elite long distance runners; (ii) to develop a running test to assess the runner\'s ability to pace control during running and that might be associated to experience levels. For the first goal, two Mamdani subsystems were developed from the judgements of three expert running coaches. In the first subsystem, the linguistic variables of training frequency and volume were combined and the output defined the quality of running practice. The second subsystem determined the running experience levei from the five output sets of the first subsystem combined with the number of races and practice time. The results of the model were highly consistent with the evaluation done by the three expert running coaches who created it (r > O,88, p < O,OOl) as well as with that of other five expert running coaches (r > O,86, p < O,OOl). For the second goal, considering that the running experts were quite confident that pace control is a marked ability of experienced runners, a running test was developed to assess the runner\'s ability to exert such control and that might be a reference for comparison with the experience levei defined by the fuzzy system based classification. Two running tests, 1000 and 3200 meters races, were developed and applied in a sample of 142 non-elite long distance runners in which they had a goal time to complete the test based on their personal last time in 10km or 5km races. Splits times we-re taken at each 200 m to identify the pace. Although it was possible to identify some typical pace distributions in the tests, they were not correlated to experience levels and also to the accuracy with which the goal time were attained. Overall, the classification of running experience based in a fuzzy system was consistent as one considers the degree of correlation between the model and the judgments made by the expert coaches. The lack of correlation with the pace control might be due to the fact that the test might not be appropriated. There is no consensus in the literature about what would be an objective, reliable and valid running pace control testo Pace control is in itself an uncertain process (many temporal combinations can yield the same final result) which agrees with the use fuzzy logic to unravel it, hence it warrants a set of particular investigations. It is important to remark that with the application of the model it was possible to verify that a high running experience levei is not constrained by \"the ten years of practice\" rule, which is likely to related to the activity studied here. This indicates that in running there are other constraints for experience such as training frequency, volume and participation in races. The fuzzy decision support system to classify the experience levei of the non-elite long distance runner proved to be capable to identify and classify the running experience with reliability

Avanços positivos nas pesquisas em veículos agrícolas autônomos (VAA\'s) e de robôs agrícolas móveis (RAM\'s) têm sido conquistados nos últimos anos. Entretanto, um número limitado de trabalhos tem proposto sistemas robustos baseados em arquiteturas robóticas capazes de realizar operações múltiplas e idependentes, bem como adaptar-se às mudanças ambientais no campo. Por outro lado, em outras áreas de pesquisa, um número representativo de arquiteturas baseadas em comportamentos tem sido proposto para guiagem e para navegação autônomas de robôs móveis em ambientes não estruturados e/ou não explorados. No presente trabalho, uma arquitetura robótica baseada em comportamentos é desenvolvida para guiagem e navegação de RAM\'s e VAA\'s. Regras difusas são utilizadas para compor e coordenar comportamentos primitivos e comportamentos complexos. O desenvolvimento inclui: a implementação e a simulação da arquitetura em um mini-robô; a avaliação e a caracterização de sensores para o módulo perceptivo da arquitetura; e a aplicação de um método de análise baseado em um modelo matemático para auxiliar a composição de uma rede de comunicação digital baseada no protocolo CAN para sistemas de controle robóticos. Experimentos foram realizados para avaliar os comportamentos implementados e para avaliar a capacidade de operação da plataforma robótica em um ambiente agrícola simulado. Os resultados mostraram a viabilidade da abordagem proposta. A modularidade da arquitetura com a utilização de controladores difusos descentralizados simplificou a implementação da arquitetura. O processo de arbitragem difuso mostrou-se um método simples e viável para implementar a coordenação de comportamentos e para compor comportamentos complexos. A avaliação e caracterização de sensores, em especial de um sensor ultrassônico, permitiram a determinação de condições operacionais para a utilização desses sensores em VAA\'s ou em RAM\'s. A aplicação do modelo matemático para a rede permitiu a análise de desempenho da rede CAN para diferentes equipamentos e sob diferentes parâmetros de configuração para aplicação em um RAM. / Positive advances on AVV (Agricultural Autonomous Vehicle) and MAR (Mobile Agricultural Robot) research are noticed in recent years. However, a limited number of works have proposed reliable systems based on a robotic architectures that are able to perform multiple and independent operations, as well as to self-adapt under changing environmental conditions in the field. In other hand, in other research areas a considerable number of behavior-based architectures have been proposed for mobile robot for autonomous guidance and navigation in unstructured and/or in unexplored environments. At this work, a robotic behavior-based architecture is developed for guidance and navigation of AAV and MAR. Fuzzy rules are used to compose and coordinate the primitive and the complex behaviors. The development includes: the implementation and the simulation of the proposed architecture on a mini-robot; the evaluation and characterization of sensors for the perceptive module of the architecture; and the application of an analysis method based on a mathematical model to assist the composition of a digital communication networks based on the CAN protocol for robot control systems. Experiments have been performed to evaluate the implemented behaviors and to evaluate the operation ability of the robotic platform on a simulated agricultural environment. The results show the feasibility of the proposed approach. The modularity of the architecture by using decentralized fuzzy controllers simplifies the implementation of the robotic architecture. The fuzzy arbitration process is an easy and a feasible method to implement the behavior coordination and to compose complex behaviors. The sensors evaluation and characterization, in particular of an ultrasonic sensor, have allowed establishing operational conditions for using them in AAV or in a MAR. The application of the network mathematical model has allowed the performance analysis of the CAN-based networks under differentiated equipment and configuration parameters for applications in a MAR.

A avaliação dos riscos de que o sistema de controle interno de uma entidade possa falhar na identificação, mensuração, registro e divulgação de eventos econômicos, que deverão ser refletidos nas demonstrações contábeis de uma entidade, constitui-se em significativo desafio para os auditores independentes. As metodologias de trabalho empregadas para tal finalidade, normalmente, utilizam como sustentáculo a lógica clássica, em que os elementos que compõem os fatores de riscos são avaliados de forma binária, qual seja, presume-se de modo algo simplista que tais fatores ou estão presentes, ou não, em um determinado tipo de controle ou fase do processo, existem ou não, são realizados ou não, e assim por diante. O objetivo deste trabalho foi a concepção de um modelo de avaliação de risco dos sistemas de controles internos de uma entidade utilizando a lógica nebulosa (fuzzy logic) para contemplar os elementos incertos e difusos que compõem, de maneira representativa, os fatores desse tipo de risco analisados pelos auditores independentes no âmbito de um processo de auditoria das demonstrações contábeis; buscou-se, com o resultado desta pesquisa, permitir que venham a ser produzidos resultados de alcance mais amplo e com maior aproximação da realidade efetivamente encontrada no dia a dia dos negócios, que talvez raramente indique situações pontuais de “sim" ou “não" tal como exigido pela lógica clássica ou pelo método binário de avaliação e julgamento. A validação conceitual do modelo concebido foi realizada por meio de entrevistas e debates com especialistas, bibliografia relevante e manuais práticos de metodologia de trabalho de auditoria de empresas representativas dessa indústria e a validade operacional foi testada com uma massa de dados de casos práticos de entidades que tiveram seus sistemas de controles internos avaliados por empresas de auditoria independente de renome atuantes no Brasil, processados no software FuzzyTech 5.54. Como conclusão do estudo, ficou patente que o modelo de avaliação de risco com o uso da lógica nebulosa, além de eliminar a restrição binária imposta pela lógica clássica, permite tratar, de forma numérica e sistematizada, conceitos ambíguos e incertos, através da aplicação de uma escala psicométrica, para refletir predicados tais como “bom", “razoável", “de grande importância" etc., produzindo, dessa maneira, resultados mais amplos e próximos da realidade. / The assessment of the risks that an entity’s internal control system may fail concerning the identification, measurement, registration and disclosure of economic events, which should be reflected on the entity´s financial statements, is a significant challenge to independent auditors. The methodologies used to achieve those objectives are usually supported by classical logic thinking, in which the components of the risk factors are assessed under the binary form, in other words, under the relatively simplistic assumption that either they are present or not in a certain kind of control or in a certain phase of the process, they either exist or not, they either are carried out or not, and so on. The purpose of this study was to conceive a risk assessment pattern to assess the effectiveness of entity’s internal control system, using the fuzzy logic approach, in order to take into consideration the uncertain and diffuse elements that are actually present, to a representative extent, in the factors of the control risk analyzed by independent auditors in their process of a financial statements audit; The results of this study aim at permitting that broader conclusions may be reached by the auditors, much closer to the realities of the business environment, which may seldom present individual situations where simple “yes" or “no" answers may be given, as required by the classical logic and binary approach for assessment and evaluation The conceptual validation of the conceived model was based in interviews and debateswith experts, relevant bibliography and manuals of audit methodology of audit firms representative of this services industry, and the operational validation was tested from a database of casesof profit oriented entities which had their internal control systems assessed by recognized Brazilian audit firms, processed on the FuzzyTech 5.54 software. This study has concluded that the use of fuzzy logic to support risk assessment models not only eliminates the binary restriction imposed by classic logic, but also allows a numerical and systematic form of treating ambiguous and uncertain concepts, through the application of a psicometric scale, to reflect adjectives such as “good", “reasonable", “of great importance" etc, producing, therefore, more ample and closer to reality results.

As culturas do milho e da soja respondem pela maior parte da produção nacional de grãos, predominando o sistema de plantio direto. Para uma semeadura direta de qualidade, o bom aterramento do sulco é indispensável, pois garante um ambiente adequado às sementes. Neste sentido, é importante estimar a mobilização de solo promovida por uma haste sulcadora estreita durante esta operação. O modelo analítico existente visa representar a mobilização do solo no sistema de plantio convencional. Como consequência, há situações em que este não pode se aplicado, como no caso de hastes sulcadoras estreitas utilizadas em semeadoras de plantio direto. Nestas situações, o mecanismo de falha do solo pode se alterar, assumindo um comportamento não modelado na literatura. Essa pesquisa propõe um modelo fuzzy capaz de representar estas situações, aproveitando conhecimento da teoria de mecânica dos solos e da análise de resultados experimentais. No modelo proposto, parte das regras descrevem situações não abrangidas pelo modelo analítico, as quais foram formuladas a partir da estimativa das prováveis áreas de solo mobilizado. O modelo fuzzy foi testado com dados de experimentos conduzidos durante a pesquisa, em duas condições de granulometria de solo (arenoso e argiloso). O modelo proposto reproduziu as tendências observadas nos dados experimentais, mas superestimou os valores de área observados, sendo esse efeito bem mais intenso para os dados do experimento em solo arenoso. A superestimativa ocorreu devido à soma de diversos fatores. Um deles é a diferença entre as leituras experimentais, as quais consideram apenas o solo realmente movimentado, e a premissa do modelo analítico, que considera toda a área de solo incluindo aquela cisalhada, porém não mobilizada. Outro fator foi devido ao efeito do disco de corte da palha, que pré-cisalha o solo à frente da ferramenta. No ensaio em solo arenoso os valores observados de área de solo mobilizado foram menores que os esperados, intensificando o efeito de superestimativa do modelo fuzzy, sendo que este efeito não representa uma deficiência deste modelo. / Soybean and corn crops account for the majority of Brazilian crop production, predominantly under no-till system. A high quality no-till seeding requires adequate furrow finishing to ensure a suitable environment for seed germination and emergence. Therefore, it is important to estimate furrow soil mobilization promoted by a chisel opener during seeding operation. Existing analytical models aim to represent soil mobilization in conventional tillage. As result, there are situations which the model cannot be applied, such as the case of chisel opener of no-till seeders. Under these situations, soil failure mechanism may change assuming a behavior not modeled by other studies yet. This research proposes a fuzzy model to represent these situations, taking advantage of knowledge obtained from soil mechanics theory and analysis of experimental data. In the proposed model, part of the rules describes situations not covered by the analytical model, which were formulated based on the estimation of possible mobilized soil areas. The fuzzy model was tested using data from experiments for two conditions of soil particle size (sandy and clay). The model simulated trends observed in the experimental data but overestimated observed values of area, which effect was much more intense on sandy soil experiment. The overestimation was due a sum of factors. One is the difference between experimental and modeled data, the first only consider the really mobilized soil, while the last consider the whole soil area, including the sheared but not mobilized area. Another factor was the effect of the straw cutting disc, which pre-shear the soil in front of the tool. In sandy soil experiment, observed values of soil disturbed area were lower than expected, overestimating the effect of fuzzy model, which was not a deficiency of the model.

Biodiversity, the variety of life on the planet, is declining due to climate change, population and species interactions and as the result f demographic and landscape dynamics. Integrated model-based assessments play a key role in understanding and exploring these complex dynamics and have proven use in conservation planning. Model-based assessments using Species Distribution Models constitute an efficient means of translating limited point data to distribution probability maps for current and future scenarios in support of conservation decision making. The aims of this doctoral study were to investigate; (1) the use of a hybrid genetic programming to build high quality models that handle noisy real-world presence and absence data, (2) the extension of this solution to exploit the parallelism inherent to genetic programming for fast scenario based decision making tasks, and (3) a conceptual framework to share models in the hope of enabling research synthesis. Subsequent to this, the quality of the method, evaluated with the true skill statistic, was examined with two case studies. The first with a dataset obtained by defining a virtual species, and the second with data extracted from the North American Breeding Bird Survey relating to mourning dove (Zenaida macroura). In these studies, the produced models effectively predicted the species distribution up to 30% of error rate both presence and absence samples. The parallel implementation based on a twenty-node c3.xlarge Amazon EC2 StarCluster showed a linear speedup due to the multiple-deme coarse-grained design. The hybrid fuzzy genetic programming algorithm generated under certain consitions during the case studies significantly better transferable models. / Biodiversidade, a variedade de vida no planeta, está em declínio às alterações climáticas, mudanças nas interações das populações e espécies, bem como nas alterações demográficas e na dinâmica de paisagens. Avaliações integradas baseadas em modelo desempenham um papel fundamental na compreensão e na exploração destas dinâmicas complexas e tem o seu uso comprovado no planejamento de conservação da biodiversidade. Os objetivos deste estudo de doutorado foram investigar; (1) o uso de técnicas de programação genética e fuzzy para construir modelos de alta qualidade que lida com presença e ausência de dados ruidosos do mundo real, (2) a extensão desta solução para explorar o paralelismo inerente à programação genética para acelerar tomadas de decisão e (3) um framework conceitual para compartilhar modelos, na expectativa de permitir a síntese de pesquisa. Subsequentemente, a qualidade do método, avaliada com a true skill statistic, foi examinado com dois estudos de caso. O primeiro utilizou um conjunto de dados fictícios obtidos a partir da definição de uma espécie virtual, e o segundo utilizou dados de uma espécie de pomba (Zenaida macroura) obtidos do North American Breeding Bird Survey. Nestes estudos, os modelos foram capazes de predizer a distribuição das espécies maneira correta mesmo utilizando bases de dados com até 30% de erros nas amostras de presença e de ausência. A implementação paralela utilizando um cluster de vinte nós c3.xlarge Amazon EC2 StarCluster, mostrou uma aceleração linear devido ao arquitetura de múltiplos deme de granulação grossa. O algoritmo de programação genética e fuzzy gerada em determinadas condições durante os estudos de caso, foram significativamente melhores na transferência do que os algoritmos do BIOMOD.

Este trabalho desenvolve uma metodologia para a automação da análise morfológica de imagens de cromossomos humanos irradiados no reator nuclear IEA-R1 (localizado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN, em São Paulo, Brasil) e, portanto, sujeitos a aberrações morfológicas. Esta metodologia se propõe a auxiliar na identificação, caracterização e classificação de cromossomos pelo profissional citogeneticista. O desenvolvimento da metodologia inclui a elaboração de um aplicativo baseado em técnicas de inteligência artificial utilizando Lógica Fuzzy e técnicas de processamento de imagens. O aplicativo desenvolvido foi denominado de CHRIMAN e é composto de módulos que contêm etapas metodológicas que suprem aspectos importantes para a obtenção de uma análise automatizada. A primeira etapa é a padronização dos procedimentos de aquisição das imagens digitais bidimensionais de metáfases através do acoplamento de uma câmera fotográfica digital comercial comum à ocular do microscópio utilizado na análise metafásica convencional. A segunda etapa é relativa ao tratamento das imagens obtidas através da aplicação de filtros digitais, armazenamento e organização das informações tanto do conteúdo da imagem em si, como das características extraídas e selecionadas, para posterior utilização nos algoritmos de reconhecimento de padrões. A terceira etapa consiste na utilização do banco de imagens digitalizadas e informações extraídas e armazenadas para a identificação dos cromossomos, sua caracterização, contagem e posterior classificação. O acerto no reconhecimento das imagens cromossômicas é de 93,9%. Esta classificação é baseada nos padrões encontrados classicamente em Buckton [1973], e possibilita o auxílio ao geneticista no procedimento de análise dos cromossomos com diminuição do tempo de análise e criando condições para a inclusão deste método num sistema mais amplo de avaliação de danos causados às células pela exposição à radiação ionizante. / This work has implemented a methodology for automation of images analysis of chromosomes of human cells irradiated at IEA-R1 nuclear reactor (located at IPEN, São Paulo, Brazil), and therefore subject to morphological aberrations. This methodology intends to be a tool for helping cytogeneticists on identification, characterization and classification of chromosomal metaphasic analysis. The methodology development has included the creation of a software application based on artificial intelligence techniques using Fuzzy Logic combined with image processing techniques. The developed application was named CHRIMAN and is composed of modules that contain the methodological steps which are important requirements in order to achieve an automated analysis. The first step is the standardization of the bi-dimensional digital image acquisition procedure through coupling a simple digital camera to the ocular of the conventional metaphasic analysis microscope. Second step is related to the image treatment achieved through digital filters application; storing and organization of information obtained both from image content itself, and from selected extracted features, for further use on pattern recognition algorithms. The third step consists on characterizing, counting and classification of stored digital images and extracted features information. The accuracy in the recognition of chromosome images is 93.9%. This classification is based on classical standards obtained at Buckton [1973], and enables support to geneticist on chromosomic analysis procedure, decreasing analysis time, and creating conditions to include this method on a broader evaluation system on human cell damage due to ionizing radiation exposure.