O presente trabalho tem por objetivo propor uma nova arquitetura e baseada nela, projetar um circuito que funcione como bloco de saída de um controlador baseado na lógica difusa. A nova arquitetura proposta realiza a defuzificação baseada no método defuzificação por altura, sendo composta por circuitos escalonadores, circuitos somadores e circuito multiplicador-divisor, desenvolvidos para operarem no modo corrente. Os mesmos serão implementados, através de hardware analógico, na tecnologia CMOS 0,35mm C35 da AMS - Austria Mikro Systems International AG com tensão de alimentação de 3,3V. Estes circuitos foram, na sua grande maioria, desenvolvidos com base no princípio translinear aplicado a dispositivos CMOS. Como características principais, o dispositivo projetado com base na arquitetura proposta apresentou, através de simulação, baixo consumo de potência, erro dentro da faixa de especificação inicial e, com seu uso, a obtenção de um controlador difuso completo, quando atuou junto com os demais blocos já existentes. Nesta tese são apresentados os resultados de simulação dos blocos constituintes do defuzificador, bem como do sistema completo. A simulação foi realizada no software SPICE. O layout do circuito proposto foi desenvolvido no software Mentor Graphics.

Um sistema de detecção de falhas deve incorporar técnicas de raciocínio que possam identificar um sinal de falha sob condições de incerteza. Nesse contexto, os modelos explorados na teoria de sistemas inteligentes, configurados para detectar falha, apresentam maior confiabilidade e versatilidade do que os modelos matemáticos convencionais. Este trabalho focaliza o estudo de caso de detecção de falhas em motores de combustão interna a pistão, em que foi escolhida a abordagem utilizando lógica nebulosa (fuzzy logic) na elaboração dos detectores de falhas no sistema de injeção e no sistema de ignição. Foram consideradas falhas no sistema de injeção as condições denominadas "mistura rica" e "mistura pobre", relativas às condições do combustível, e as falhas no sistema de ignição as do tipo detonação e rendimento térmico baixo. Essas falhas podem ser responsáveis por comprometer o desempenho do motor, reduzir a sua vida útil, aumentar os custos de manutenção e a emissão de poluentes e colocar em risco a segurança de pessoas. No sistema em foco, os detectores de falha de injeção e de ignição detectam a condição de falha através da observação das seguintes variáveis: ângulo de ignição, rotação e taxa de mistura ar/combustível. Para avaliar o sistema foi desenvolvido um simulador que incorpora a dinâmica do motor, um controlador e o sistema detector de falhas. O modelo do motor de combustão interna a pistão, elaborado dentro do ambiente computacional AMESim 4.2.1, considera uma configuração de quatro cilindros, oito válvulas, quatro sistemas de injeção indireta (um para cada cilindro), ignição por centelha, válvula borboleta, válvulas de admissão e escape, árvore de manivela e outros componentes que compõem um motor de combustão interna. Para controlar as variáveis do modelo no programa AMESim a uma dada condição de operação, o simulador apresenta uma unidade de controle, a qual recebe o sinal de pressão média efetiva, disponível no modelo do motor (ambiente AMESim) e o sinal de carga variável, com o objetivo de calcular a rotação responsável em definir a condição de operação do motor. Uma vez calculada a rotação, a unidade de controle calcula a vazão de combustível que é injetado no motor, o ângulo de abertura da válvula borboleta que proporcionará o estado de aceleração e desaceleração e o ângulo de ignição que indicará o momento da centelha. A unidade de controle e os detectores de falhas foram elaborados no ambiente computacional MATLAB 6.5/Simulink. O funcionamento combinado, via interface de comunicação dos dois ambientes computacionais, propicia uma representação adequada e resultados próximos às características de um motor de combustão real. Ao detectar as falhas provocadas intencionalmente no simulador a abordagem utilizando a lógica nebulosa apresentou resultados satisfatórios, com uma margem de erro de 0% na detecção de falhas no sistema de ignição e uma margem de erro no máximo de 5% na detecção de falhas no sistema de injeção, comprovando-se, assim, a adequação e viabilidade da proposta.

O objetivo desta dissertação é criar um sistema de apoio à tomada de decisão, baseado em lógica nebulosa para automatizar e padronizar a tomada de decisão. Este sistema foi aplicado no processo de delegação de responsabilidades de tarefas de inspeção, de conformidade em componentes aeronáuticos, para outras pessoas em uma empresa fornecedora, a fim de minimizar o tempo de execução destas tarefas, otimizando-as e tornando-as mais eficazes. Foram realizadas comparações com processos similares em empresas automobilísticas, aeronáutica, órgão governamental e teses apresentadas no ITA relativas ao assunto para verificação das práticas deste processo. O sistema de apoio à tomada de decisão, definido, baseia-se em conceitos subjetivos e qualitativos sobre determinadas variáveis de um cenário, relativas a um indivíduo e a empresa que este representa. A partir destas variáveis e seus respectivos subníveis de classificação foram elaboradas regras que definem o critério de delegação, ou seja, de avaliação de risco do processo delegação. Na operacionalização deste processo de delegação, coleta-se dados numéricos dos candidatos, via entrevista ou verificação de currículo. Com os dados numéricos, como idade, tempo de serviço, mérito e desempenho de qualidade, vincula-se os conceitos subjetivos e qualitativos para se obter o resultado final da avaliação do indivíduo a ser delegado. O indicador de monitoramento, neste caso o de desempenho da qualidade, fez parte do critério de delegação, pois com ele pode-se assegurar um bom desempenho na execução de uma tarefa delegada e ajustar periodicamente o nível de risco a delegação.

A fusão de dados ée uma disciplina relativamente nova que procura combinar dados de diversos sensores para realizar inferências que não seriam possíveis com um único sensor apenas. Este trabalho traz uma implementação conceitual de um sistema especialista aplicado a um cenário de vigilância aérea com o objetivo de auxiliar na tomada de decisão em diversas situações. A arquitetura proposta envolve lógica fuzzy como ferramenta para inferência, podendo ser classificada como fusão de dados nível dois. A vantagem desta escolha ée a capacidade de se combinar grandezas lingüísticas, ou simbólicas, com dados quantitativos. A motivação para este trabalho foi que a reação do sistema especialista a uma determinada situação pode ser mais rápida que a humana e ainda englobar uma maior quantidade de informações disponíveis, tanto de sensores como de níveis inferiores de fusão de dados. Desta forma, o sistema apresentado torna-se de grande auxílio na tomada de decisão.

O ruído aeronáutico é apontado como um dos principais impactos ambientais provocados pelo transporte aéreo. Em todo o mundo, o aumento do tráfego de aeronaves, associado ao aumento da consciência ambiental e da expectativa de qualidade de vida, tem provocado uma demanda social por medidas de mitigação do incômodo causado pelo ruído. De modo geral, as medidas de mitigação podem ser de comando e controle, representadas por alterações nos gabaritos de aproximação das aeronaves, proibição da operação das aeronaves mais ruidosas e de vôos noturnos, entre outras, e, também, por medidas chamadas de instrumentos econômicos, como as tarifas de ruído aplicadas às companhias aéreas. Essas tarifas, associadas aos instrumentos de comando e controle, têm se mostrado eficazes no tratamento do ruído aeronáutico. No Brasil são aplicadas apenas medidas de comando e controle. Este trabalho propõe um modelo de tarifa de ruído aeronáutico a ser aplicado às companhias aéreas que operam no Aeroporto Internacional de São Paulo Governador André Franco Montoro, situado em Guarulhos. O município de Guarulhos tem mais de 1.200.000 habitantes e 17 bairros em área crítica de ruído aeronáutico. Nesta pesquisa, para modelagem do custo causado pelo incômodo, utilizou-se duas variáveis: o ruído emitido pelas aeronaves, de acordo com dados da Federal Aviation Administration (FAA), órgão regulador americano, e uma variável de percepção subjetiva em relação ao incômodo, cujas medidas foram tomadas por meio de questionários aplicados à população que reside na área de ruído com o objetivo de definir os horários do dia em que o incômodo por causa do ruído é maior. Para a primeira variável, que considera o ruído medido, foram analisadas 363 aeronaves diferentes, e para a variável de ruído percebido, foram obtidos 248 questionários válidos. A modelagem das variáveis foi realizada utilizando Lógica Fuzzy. Por meio da aplicação do Modelo de Larsen, foram considerados, simultaneamente, o ruído medido na homologação das aeronaves e o ruído percebido pelas pessoas. Esses dados apresentam assimetria em razão da forte componente subjetiva da percepção de desconforto e incômodo. O resultado foi a criação de um multiplicador a ser aplicado às tarifas de pouso vigentes no Aeroporto Internacional de São Paulo. O valor do multiplicador varia entre 0.8 e 1.2, o que significa que uma aeronave que apresente ruído considerado fraco, voando em horário de incômodo não significativo, pode receber uma redução na tarifa de pouso, como incentivo. Por outro lado, aeronaves mais ruidosas e/ou que operem em horários de incômodo crítico, como no período noturno por exemplo, podem pagar até 20% de sobretarifa na tarifa de pouso, representando a parcela destinada a cobrir os custos provocados pelo ruído sobre a população, bem como encorajar as companhias aéreas na utilização de aeronaves mais silenciosas. Os resultados obtidos se mostraram consistentes com o objetivo do trabalho. A aplicação desse tipo de tarifa faz parte das medidas de políticas públicas e este modelo é uma ferramenta de auxílio ao tomador de decisões no sentido de se atingir um modelo de gestão aeroportuária mais moderno e condizente com os anseios da população.

Este trabalho apresenta a atualização de um circuito eletrônico projetado para controlar o Dispositivo de Assistência Ventricular Esquerdo (DAVE) do Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia (IDPC). O objetivo nesta atualização é diminuir os riscos relacionados ao implante do dispositivo, aperfeiçoar o software em desenvolvimento e diminuir as dimensões do circuito eletrônico. Técnicas para estimar a confiabilidade do circuito eletrônico foram aplicadas na tentativa de evidenciar problemas no projeto e identificar "módulos" que apresentem maior risco ao sistema. Esta análise nos mostra algumas melhorias que poderão ser feitas visando aumentar a confiabilidade do hardware e do software. O alto índice de mortes de pacientes na fila de espera por um transplante cardíaco é o grande incentivo para o desenvolvimento do DAVE do IDPC. O Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia espera realizar, apenas neste ano (2008), 1500 cirurgias relacionadas a problemas cardíacos. Estimativas mostram que de 5 a 10 milhões de brasileiros sofrem de problemas relacionados ao coração. A atualização do circuito realizada neste trabalho inicia uma nova fase do projeto DAVE, que é a possibilidade de implante da eletrônica de controle e acionamento.

Rastreamento de alvos ée a capacidade de estimar a posição de um ou mais alvos em tempos específicos, utilizando as medidas feitas por um ou mais sensores. As medidas geralmente não correspondem às posições reais do alvo, já que as mesmas são afetadas por ruído e erro sistemático (bias), ou podem fornecer informações incorretas devido à falha do respectivo sensor. As metodologias de rastreamento de alvos conhecidas são probabilísticas, no sentido de que elas têm a intenção de fornecer o valor esperado da estimativa, considerado premissas sobre o movimento do alvo e o conjunto de medidas disponível. Em algumas aplicações, no entanto, as informações sobre outros valores possíveis (ou prováveis) ée potencialmente mais útil ou pode ser usada para complementar a informação do valor esperado. Este ée particularmente o caso de aplicações de predição, onde posições futuras do alvo (ou mais especificamente, posições após a última medida) precisam ser rastreadas. A proposta deste trabalho ée prover uma abordagem possibilística em rastreamento de alvos, através do uso de dados fuzzy. Ao invés de fornecer apenas o valor esperado da estimativa, o método proposto ée capaz de prover informações sobre os valores possíveis, classificados segundo um critério de relevância. Esta informação pode ser valiosa já que a informação sobre valor esperado pode diferir consideravelmente da trajetória real sendo executada (ou que será executada) pelo alvo.

Os íons Cloreto são responsáveis por altas velocidades de corrosão das armaduras, reduzindo a vida útil das estruturas de concreto. A penetração desses íons Cloreto depende de vários fatores ligados à natureza do concreto de cobrimento e também ao meio ambiente. Os principais fatores ambientais que influenciam a penetração e movimentação dos íons Cloreto são a temperatura, a umidade relativa e o regime de chuvas e de ventos. Com o intuito de analisar a ação do micro-clima na penetração dos íons Cloreto no concreto, o presente trabalho realiza um estudo laboratorial com três regiões de exposição em quatro temperaturas distintas, verificando a concentração de Cloretos em algumas profundidades, e conclui-se com o desenvolvimento de um modelo matemático utilizando a Lógica Difusa para a determinação do Coeficiente de Difusão de Cloretos e um modelo Fractal e a 2 Lei de Fick para a determinação da concentração de Cloretos. Os resultados obtidos indicam a influência dos parâmetros ambentais estudados e apresentam boas perspectivas para a utilização da Lógica Difusa no desenvolvimento de modelos de previsão para o concreto.

O presente trabalho tem por objetivo propor uma nova arquitetura e baseada nela, projetar um circuito que funcione como um controlador baseado na lógica fuzzy tipo-2 intervalar. Neste trabalho são apresentados o projeto e a implementação dos circuitos que compõem o referido controlador, tais como: o circuito fuzificador tipo-2 intervalar (FOU); os circuitos de máximo e mínimo que são utilizados na máquina de inferência Mamdani tipo-2; os circuitos multiplicador-divisor; somador; escalonador; subtrator; mínimo e máximo que são utilizados para implementar o módulo tipo-redutor baseado no método de Wu-Mendel. E por fim, o circuito de média aritmética que é utilizado para implementar o circuito defuzificador. Todos estes circuitos foram implementados em tecnologia CMOS 0,35m da AMS - Austria Mikro Systems International AG, com tensão de alimentação de 3,3V.

A avaliação de redação de vestibular é tida como uma tarefa complexa e subjetiva. Em primeira análise, somente os humanos têm a capacidade de realizá-la. Com o advento de novas técnicas e a capacidade do ser humano de aplicar aquelas já desenvolvidas em novos problemas, é possível automatizar o processo de avaliação e valoração de redação. Para se avaliar uma redação com qualidade, os métodos e modelos empregados precisam trabalhar com vários quesitos avaliativos e seus fenômenos. Neste trabalho, propõe-se um modelo computacional, baseado em uma abordagem híbrida, para avaliar e valorar coesão, coerência e adequação ao tema em uma redação de vestibular em língua portuguesa. A proposta viabilizou o desenvolvimento do Avaliador Automático de Redação - AVAR, protótipo do sistema que implementa o modelo proposto. O AVAR utiliza a Inteligência Artificial - IA por meio do Sistema de Inferência Fuzzy - SIF para valorar cada quesito com base em um modelo matemático cujo objetivo é abstrair os elementos relevantes para o processo de atribuição da nota a redação. Esses elementos são captados por métodos que aplicam técnicas da IA Simbólica, Processamento de Língua Natural, Estatística e Representação de Conhecimento. Os resultados alcançados equiparam-se aos dos avaliadores humanos e indicam a viabilidade da aplicação do modelo e métodos ao processo de análise e valoração de redação em contextos práticos reais.