Los entornos colaborativos educacionales, así como las herramientas educacionales están tomando grandes repercusiones en nuestra sociedad, llevándose a cabo en la actualidad numerosos proyectos de investigación acerca de su construcción y su uso en comunidades educacionales. Las investigaciones llevadas a cabo durante estos años han estado basadas en la creación de entornos colaborativos y su aplicación en entornos educacionales, a través de las cuales se han realizado una serie de estudios sobre las ventajas y desventajas que proporcionan dichos entornos, tanto a nivel de arquitectura como a nivel de herramientas.Con lo cual uno de los objetivos de nuestro trabajo de investigación es ofrecer una plataforma colaborativa genérica que puede ser aplicada a cualquier ámbito colaborativo incluyendo el aprendizaje por descubrimiento. Para ello se han estudiado las principales tecnologías y las distintas plataformas existentes obteniendo a partir de ello los elementos necesarios para la creación de un entorno colaborativo genérico. Con el fin de consolidar dichos elementos mostramos como se han aplicado al desarrollo de aplicaciones y plataformas dentro del ámbito de dos proyectos europeos, ITCOLE y COLAB. / Earning collaborative environments as well as learning tools have taken a prominent relevance in society, producing a growth of research projects regarding the building and the use of this system in education area. During the last years the research in this area has been focused on the building of different kinds of collaborative platforms and its usage in the educational arena, providing different kinds of studies which indicate the advantages and disadvantages of the use of them. These studies have covered the architecture of these systems and the use of them. Therefore, the aim of this research is to provide a generic collaborative environment which can be applied to any area, including discovery learning. For that reason, we have studied the main technologies and platforms for obtaining the elements needed in the building of a generic collaborative environment. Moreover, we have included these elements in the development regarding two European projects, ITCOLE and COLAB.

Sistema de Gestión de Interfaces de Usuario (UIMS) capaz de analizar el comportamiento de los usuarios (de forma constante) para establecer perfiles de interacción, modificando los niveles léxico, sintáctico y semántico de la interfaz (canal de comunicación, apariencia, lenguaje, etc.) para adaptarlos a las características cognitivas, perceptivas y motrices de usuarios concretos.

En esta memoria se ha llevado a cabo un trabajo original sobre las prestaciones de varios algoritmos organizados por bloques para aplicar la eliminación de Neville sobre un sistema de ecuaciones lineales (Ax=b) en un computador paralelo, utilizando el paradigma de paso de mensajes y distintas métricas que nos han permitido analizar las prestaciones de los algoritmos estudiados. La eliminación de Neville es un procedimiento alternativo a la eliminación de Gauss para transformar una matriz cuadrada A en una matriz triangular superior. Estrictamente hablando, la eliminación de Neville hace ceros en una columna de A añadiendo a cada fila un múltiplo de la fila previa. Esta estrategia se ha probado especialmente útil cuando se trabaja con cierto tipo de matrices, como por ejemplo, las totalmente positivas o las signo-regulares. Una matriz se dice totalmente positiva si todos sus menores son no negativos. Este tipo de matrices aparecen en muchas ramas de la ciencia, como por ejemplo en, Matemáticas, Estadística, Economía, o en Diseño Geométrico Asistido por Ordenador. En esta línea, los trabajos de un amplio número de autores han mostrado en los últimos años que la eliminación de Neville es una alternativa interesante a la de Gauss para cierto tipo de estudios.En el desarrollo de algoritmos paralelos para resolver problemas de Algebra Lineal Numérica la organización por bloques se muestra como la más eficiente para obtener el máximo provecho de las máquinas actuales, tanto en cuanto al buen uso de la jerarquía de memorias en máquinas con memoria compartida como al aprovechamiento del paralelismo explícito en máquinas de memoria distribuida. Con esta organización se suelen obtener algoritmos eficientes y escalables. Dos librerías bien conocidas como Lapack y ScaLapack utilizan como principal estrategia de diseño de sus algoritmos paralelos la organización por bloques. Para poder llegar a códigos óptimos es necesario definir los parámetros del problema y hacer un análisis profundo del comportamiento de los algoritmos desarrollados en función de las propiedades de éstos. Este análisis debe tener en cuenta el comportamiento de los algoritmos en cuanto a tiempo de ejecución, speedup/eficiencia y escalabilidad. Cuando los algoritmos se organizan por bloques es especialmente importante la relación entre el tamaño del bloque y las prestaciones en cada una de las métricas citadas. El tamaño de los bloques puede influir notablemente en las prestaciones. Es importante conocer como influye en cada una de ellas, si se desea un tipo de algoritmo concreto que optimice las prestaciones en una u otra métrica, o en el conjunto de todas ellas. En nuestro trabajo proponemos una organización del algoritmo de eliminación de Neville para computadores que sigan el modelo de paso de mensajes, y llevamos a cabo un análisis general basado en tres métricas: tiempo, speedup/eficiencia y escalabilidad. Este análisis se considera para las distribuciones por bloques más usuales de los datos, distribuciones unidimensionales (por filas y columnas) y bidimensionales, y se compara con el caso experimental en dos tipos de máquinas representativas del modelo de paso de mensajes: una red de estaciones de trabajo y un multicomputador, para lo que previamente se ha modelizado el comportamiento de ambos entornos.

Monocular cues are spatial sensory inputs which are picked up exclusively from one eye. They are in majority static features that provide depth information and are extensively used in graphic art to create realistic representations of a scene. Since the spatial information contained in these cues is picked up from the retinal image, the existence of a link between it and the theory of direct perception can be conveniently assumed. According to this theory, spatial information of an environment is directly contained in the optic array. Thus, this assumption makes possible the modeling of visual perception processes through computational approaches. In this thesis, angular variation is considered as a monocular cue, and the concept of direct perception is adopted by a computer vision approach that considers it as a suitable principle from which innovative techniques to calculate spatial information can be developed. The expected spatial information to be obtained from this monocular cue is the position and orientation of an object with respect to the observer, which in computer vision is a well known field of research called 2D-3D pose estimation. In this thesis, the attempt to establish the angular variation as a monocular cue and thus the achievement of a computational approach to direct perception is carried out by the development of a set of pose estimation methods. Parting from conventional strategies to solve the pose estimation problem, a first approach imposes constraint equations to relate object and image features. In this sense, two algorithms based on a simple line rotation motion analysis were developed. These algorithms successfully provide pose information; however, they depend strongly on scene data conditions. To overcome this limitation, a second approach inspired in the biological processes performed by the human visual system was developed. It is based in the proper content of the image and defines a computational approach to direct perception. The set of developed algorithms analyzes the visual properties provided by angular variations. The aim is to gather valuable data from which spatial information can be obtained and used to emulate a visual perception process by establishing a 2D-3D metric relation. Since it is considered fundamental in the visual-motor coordination and consequently essential to interact with the environment, a significant cognitive effect is produced by the application of the developed computational approach in environments mediated by technology. In this work, this cognitive effect is demonstrated by an experimental study where a number of participants were asked to complete an action-perception task. The main purpose of the study was to analyze the visual guided behavior in teleoperation and the cognitive effect caused by the addition of 3D information. The results presented a significant influence of the 3D aid in the skill improvement, which showed an enhancement of the sense of presence. / Las señales monoculares son entradas sensoriales capturadas exclusivamente por un solo ojo que ayudan a la percepción de distancia o espacio. Son en su mayoría características estáticas que proveen información de profundidad y son muy utilizadas en arte gráfico para crear apariencias reales de una escena. Dado que la información espacial contenida en dichas señales son extraídas de la retina, la existencia de una relación entre esta extracción de información y la teoría de percepción directa puede ser convenientemente asumida. De acuerdo a esta teoría, la información espacial de todo le que vemos está directamente contenido en el arreglo óptico. Por lo tanto, esta suposición hace posible el modelado de procesos de percepción visual a través de enfoques computacionales. En esta tesis doctoral, la variación angular es considerada como una señal monocular, y el concepto de percepción directa adoptado por un enfoque basado en algoritmos de visión por computador que lo consideran un principio apropiado para el desarrollo de nuevas técnicas de cálculo de información espacial. La información espacial esperada a obtener de esta señal monocular es la posición y orientación de un objeto con respecto al observador, lo cual en visión por computador es un conocido campo de investigación llamado estimación de la pose 2D-3D. En esta tesis doctoral, establecer la variación angular como señal monocular y conseguir un modelo matemático que describa la percepción directa, se lleva a cabo mediante el desarrollo de un grupo de métodos de estimación de la pose. Partiendo de estrategias convencionales, un primer enfoque implanta restricciones geométricas en ecuaciones para relacionar características del objeto y la imagen. En este caso, dos algoritmos basados en el análisis de movimientos de rotación de una línea recta fueron desarrollados. Estos algoritmos exitosamente proveen información de la pose. Sin embargo, dependen fuertemente de condiciones de la escena. Para superar esta limitación, un segundo enfoque inspirado en los procesos biológicos ejecutados por el sistema visual humano fue desarrollado. Está basado en el propio contenido de la imagen y define un enfoque computacional a la percepción directa. El grupo de algoritmos desarrollados analiza las propiedades visuales suministradas por variaciones angulares. El propósito principal es el de reunir datos de importancia con los cuales la información espacial pueda ser obtenida y utilizada para emular procesos de percepción visual mediante el establecimiento de relaciones métricas 2D- 3D. Debido a que dicha relación es considerada fundamental en la coordinación visuomotora y consecuentemente esencial para interactuar con lo que nos rodea, un efecto cognitivo significativo puede ser producido por la aplicación de métodos de L estimación de pose en entornos mediados tecnológicamente. En esta tesis doctoral, este efecto cognitivo ha sido demostrado por un estudio experimental en el cual un número de participantes fueron invitados a ejecutar una tarea de acción-percepción. El propósito principal de este estudio fue el análisis de la conducta guiada visualmente en teleoperación y el efecto cognitivo causado por la inclusión de información 3D. Los resultados han presentado una influencia notable de la ayuda 3D en la mejora de la habilidad, así como un aumento de la sensación de presencia.

Este trabalho aborda um estudo sobre os STI - Sistemas Tutores Inteligentes - dando uma visão geral do que esta sendo feito nesta área e quais são as tendências futuras que direcionam os STI a trabalhar com arquiteturas de agentes. Para simular as mudanças que ocorrem em certos estados mentais dos agentes, fizemos uma unido dos STI com a IAD - Inteligência Artificial Distribuída - e construímos os modelos dos agentes com base no ambiente dos STI e na arquitetura SEM - Sociedade dos Estados Mentais - [CORM que baseia seu formalismo na Teoria das Situações. Exploramos e adotamos a ideia da arquitetura aberta dos STI [OLI92], pois, através dela, foi possível criar um ambiente cooperativo de aprendizagem no qual o tutor e o aluno podem ensinar e aprender. Trabalhamos com dois agentes globais, a saber, o tutor e o aluno, sendo cada um deles composto por quatro agentes locais associados a determinados estados mentais do agente. Os agentes locais correspondem aos estados mentais: crença, desejo, intenção e expectativa, definidos na arquitetura SEM como agentes locais, e tratados individualmente nesta, que se preocupa com o comportamento particular de cada um. Optamos por usar a arquitetura SEM, que é uma arquitetura de agentes, no lugar de uma funcional tradicional, ou seja, composta por módulos, que é característica dos STI, porque nela podemos tratar os estados mentais como agentes locais, e assim é possível modelar o comportamento individual de cada estado e as mudanças que a interação entre os agentes provoca em cada um Abordamos três situações de ensino/aprendizagem com peculiaridades diferentes nas quais os agentes globais interagem cooperativamente com o objetivo de um ensinar o outro. Para cada dialogo, estabelecemos objetivos específicos: no primeiro, nosso interesse é na maneira como o aluno ensina uma nova estratégia ao tutor; no segundo, analisamos as mudanças das crenças do tutor sobre o conhecimento do aluno; no terceiro, nos preocupamos com as estratégias de ensino utilizadas pelo tutor. O processo de ensino/aprendizagem que acontece no desenrolar da interação entre os agentes é realizado usando o método de aprendizagem simbólica automática EBL - Explanation-Based Learning - [MIT86],[COS90] Este método proporciona a generalização do exemplo de treinamento que é incorporado as crenças e as estratégias do agente que desempenha o papel daquele que aprende, enriquecendo-as. As estratégias, que são fundamentais para os STI, são tratadas como pianos de ensino, utilizadas para promover a aprendizagem, pois definem a maneira como determinado conteúdo deve ser ensinado. Tratamos aqui as estratégias de uma maneira inovadora e diferente da tratada anteriormente [COR94]. Elas são um conjunto de ações e possuem armazenados procedimentos que são usados pelos agentes durante a interação. São determinadas e controladas conforme a intenção e usadas de acordo com as crenças, no sentido de selecionar a mais adequada para cada situação. / This study focuses on the Intelligent Tutoring System (ITS) and aims at presenting a general view concerning what has been developed in this field as well as the coming trends which lead the ITS to deal with agents' architecture. In order to simulate the changes which occur in certain mental states of the agents, we linked ITS with Distributed Artificial Intelligence (DAI) and then we built the agents' modules based on ITS environment and on SEM - Sociedade dos Estados Mentais that means Mental States Society - architecture [COR94]. Such an architecture bases its formalism on the Situation Theory. We explored and adopted the idea of the ITS open architecture [OLI92] for, through it, it has been possible to create a cooperative learning environment in which both the tutor and the student are able to teach and learn. The two global agents we worked on - tutor and student - both of them are made up of four local agents which are their mental states. The mental states involved are: belief, desire, intention, and expectation. These mental states are treated individually and defined as local agents according to SEM architecture. Instead of using a functional architecture - characteristic of ITS - we chose an agent architecture, for this latter makes it possible to treat the mental states as subagents. It is possible, therefore, to model the individual behavior of each state as well as the changes resulted from the agents' interaction. We focused on three teaching/learning situations that present different situations in which the global agents interact co-operatively in such a way that they teach each other. Specific aims were meant to each dialogue, as follows: the first dialogue concern has to do with the way the student teaches the tutor a new strategy; the second dialogue aim is to explore the tutor's "belief revision" about the student's knowledge; the third dialo gue goal has to do with the teaching strategies used by the tutor. The teaching/learning process brought about as the interaction between the agents happens is applied by using the Explanation-Based Learning (EBL) method [MIT86],[COS 90]. This method makes it possible to generalize the test example which is added to the learning agent's beliefs and strategies, making them more complete. The strategies, which are vital to the ITS, are treated as teaching plans and used to bring about learning, for they define the way in which a certain content is supposed to be taught. The strategies are treated here in a new manner, differently from the way they had formerly been [COR94]. They are a set of actions and present procedures on file that are used by the agents during the interaction. Also, the strategies are chosen and controlled by the intention and consulted by the beliefs so as to select the most suitable one, according to the situation.

[pt] O presente trabalho apresenta uma pesquisa onde é proposto um novo modelo de pré-processamento para mineração de textos em português utilizando técnicas de inteligência computacional baseadas em conceitos existentes, como redes neurais, sistemas dinâmicos, e estatística multidimensional. O objetivo dessa tese de doutorado é, portanto, inovar na fase de pré- processamento da mineração de textos, propondo um modelo automático de enriquecimento de dados textuais. Essa abordagem se apresenta como uma extensão do tradicional modelo de conjunto de palavras (bag-of-words), de preocupação mais estatística, e propõe um modelo do tipo conjunto de lexemas (bag-of-lexems) com maior aproveitamento do conteúdo lingüístico do texto em uma abordagem mais computacional, proporcionando resultados mais eficientes. O trabalho é complementado com o desenvolvimento e implementação de um sistema de préprocessamento de textos, que torna automática essa fase do processo de mineração de textos ora proposto. Apesar do objeto principal desta tese ser a etapa de préprocessamento, passaremos, de forma não muito aprofundada, por todas as etapas do processo de mineração de textos com o intuito de fornecer a teoria base completa para o entendimento do processo como um todo. Além de apresentar a teoria de cada etapa, individualmente, é executado um processamento completo (com coleta de dados, indexação, pré-processamento, mineração e pósprocessamento) utilizando nas outras etapas modelos já consagrados na literatura que tiveram sua implementação realizada durante esse trabalho. Ao final são mostradas funcionalidades e algumas aplicações como: classificação de documentos, extração de informações e interface de linguagem natural (ILN). / [en] This work presents a research that proposes a new model of pre-processing for text mining in portuguese using computational intelligence techniques based on existing concepts, such as neural networks, dinamic systems and multidimensional statistics. The object of this doctoral thesis is, therefore, innovation in the pre-processing phase of text-mining, proposing an automatic model for the enrichment of textual data. This approach is presented as an extension of the traditional bag-of-words model, that has a more statistical emphasis, and proposes a bag-of-lexemes model with greater usage of the texts' linguistic content in a more computational approach, providing more efficient results. The work is complemented by the development and implementation of a text pre-processing system that automates this phase of th text mining process as proposed. Despite the object of this thesis being the pre- processing stage, one feels apropriate to describe, in overview, every step of the text mining process in order to provide the basic theory necessary to understand the process as a whole. Beyond presenting the theory of every stage individually, one executes a complete process (with data collection, indexing, pre-processing, mining and postprocessing) using tried-and-true models in all the other stages, which were implemented during the development of this work. At last some functionalities and aplications are shown, such as: document classification, information extraction and natural language interface (NLI).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T21:40:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 170414.pdf: 810065 bytes, checksum: e491aea1cfc1e628780fb64bcb4d0460 (MD5) / A necessidade que muitas micro e pequenas empresas experimentam em possuir especialistas financeiros, associada ao uso de sistemas de informação obsoletos e inadequados, leva a uma demanda por um sistema que, mais do que informações financeiras, traga conhecimento especializado ao usuário. A possibilidade de integração entre sistemas de informação tradicionais e técnicas de Inteligência Artificial viabiliza o desenvolvimento de sistemas que auxiliam o usuário a superar eventuais problemas de gerência financeira. O objetivo principal deste trabalho é oferecer ao usuário uma ferramenta eficaz que atenda a suas necessidades na área financeira, bem como às exigências do mundo globalizado, caracterizado pelo dinamismo, adaptabilidade e concorrência. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema híbrido que, a partir de dados de ingressos e desembolsos registrados pelas empresas através de um sistema de informação, gera fluxos e orçamentos de caixa. Por meio destas informações, é realizada uma análise da situação financeira da empresa, indicando medidas a serem tomadas pelo administrador financeiro. Esta análise é caracterizada pela autonomia e pela geração de conhecimento, características encontradas nas técnicas de Inteligência Artificial empregadas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:23:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 171194.pdf: 458108 bytes, checksum: e1181a3a6244e77cf24cb4f5e2365673 (MD5) / O ambiente de redes e serviços de telecomunicações é um sistema complexo. Como tal, o seu gerenciamento também é de alta complexidade. As experiências práticas, adquiridas ao longo dos anos e acumuladas individualmente por profissionais da área, são fundamentais para o sucesso e qualidade das atividades de gerenciamento de redes e serviços de telecomunicações. A Arquitetura de Informação TMN não faz referência, não orienta e não dispõe de elementos para representar conhecimento oriundo de experiências práticas em gerenciamento. Experiências estas que contém importantes informações em como gerenciar. Este trabalho propõe um modelo para incorporar conhecimento advindo de experiências em gerenciamento de redes e serviços à Arquitetura TMN, através da abordagem de Raciocínio Baseado em Casos. O modelo proposto foi concebido em acordo com a filosofia e recomendações do ITU-T, orientado a objetos, aberto e padronizado. Introduz à Arquitetura TMN diferentes construções e templates genéricos que permitem representar conhecimento advindo de diferentes experiências práticas de gerenciamento, criar bases de conhecimento formais e, em conseqüência, viabilizar o desenvolvimento de sistemas abertos de conhecimento.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2012-10-18T01:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245230.pdf: 915307 bytes, checksum: 80f882d408eba07d18a4a5ba5354a2ab (MD5) / Através da técnica de Morgan-Gastmans, combinada com a de Sippl-Stegbuchner, fazendo uso de recursos de IA e de lógica difusa, desenvolveu-se um método para localização de subestruturas de micromoléculas vegetais em uma base de dados de substâncias isoladas de plantas, com geometria otimizada por um programa modelador (HyperChem). O método consiste no reconhecimento de padrões de moléculas planas, através do uso de matrizes de conectividade e na sobreposição tridimensional de moléculas pela técnica de minimização das distâncias médias entre os átomos correspondentes. Após a implementação, o método deverá integrar-se a um sistema que, futuramente, aproveitará uma base de dados para estudos em quimiosistemática e evolução química vegetal, além de servir de base para a elaboração de um programa gerador estrutural automático. Through the technique of Morgan-Gastmans, combined with Sippl- Stegbuchner#s method, using resources of Artificial Intelligence and of fuzzy logic, was developed a new method for vegetable micro molecules substructures localization in a database of isolated plant#s substances, with geometry optimized for a modelating program (HyperChem). The method consist in recognizing patterns of plane molecules, through the use of connectivity arrays, and in the superposing of threedimensional molecules by technique of minimization of the medium distances among the corresponding atoms. After the implementation, the method should integrate into a system that will take advantage of a database for studies in chemiosistematics, and vegetable chemical evolution studies, as well as serving as a base for the elaboration of an automatic structural generating program.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-18T02:15:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:10:05Z : No. of bitstreams: 1 185075.pdf: 28316736 bytes, checksum: dee2d0ce5b0d976815326afcbc317d8c (MD5) / A importância do prognóstico para as empresas, ressaltando a necessidade de se obter valores cada vez mais confiáveis para a tomada de decisão empresarial. Estuda os métodos convencionais para a obtenção de valores de prognóstico, tais como regressão e metodologia de Box-Jenkins e apresenta as redes neurais para solucionar séries temporais com comportamento não-linear. O estudo de caso aborda a aplicação de redes neurais na série temporal representada pelo índice Bovespa