Fornecedores necessitam atender a demanda de seus clientes da forma mais adequada possível e mantendo a qualidade de seu serviço, porém em muitos casos essa demanda é desconhecida. Esse problema pode ser modelado como um problema de roteirização e estoque com demanda estocástica o qual inclui o controle de estoque, transporte do produto e decisões de agendamento da entrega. Existem vários trabalhos na literatura para resolver esse problema, porém nenhum deles lida com janela de tempo de atendimento, capacidade máxima de estoque tanto no cliente quanto no depósito e o nível de confiança de atendimento individualizado para cada cliente. O objetivo principal deste trabalho é propor um novo algoritmo baseado em otimização matemática para lidar com esse problema mais realista. Além disso, este trabalho tem como objetivo secundário melhorar o algoritmo de estado da arte baseado em otimização matemática, visando encontrar soluções com um menor tempo computacional e custo. Foram realizados experimentos com instâncias sintéticas com 15 até 50 clientes, as quais são geradas aleatoriamente, e com uma instância real, baseada na experiência profissional no mercado empresarial e em cenários reais de distribuição na cidade de São Paulo / Providers need to supply the demand of their clients as optimally as possible and maintaining the quality of their service, however in many cases this demand is unknown. This problem can be modeled as a inventory routing problem with stochastic demand, which includes inventory control, product transportation and delivery scheduling decisions. There are several papers in the literature to solve this problem, but none of them deals with service time window, maximum stock capacity for both the customer and the depot and individualized confidence level for each costumer. The main objective of this work is to propose a new algorithm based on mathematical optimization to deal with this more realistic problem. In addition, this work has as secondary objective to improve the state of the art algorithm based on mathematical optimization, aiming to find solutions with a lower computational time and cost. Experiments were performed with synthetic instances with 15 to 50 clients, which are randomly generated, and with a real instance, based on professional experience in the business market and in real distribution scenarios in the city of São Paulo

Neste trabalho foi estudado um problema de controle de sistemas lineares com saltos Markovianos sem observação da variável de salto, que pode ser escrito como um problema de otimização de considerável complexidade. As contribuições para a área estão divididas em três aspectos. Um dos avanços foi a elaboração de um contraexemplo para a conjectura de que há somente um mínimo local isolado para o problema. Além disso, foi estudado o problema de otimização intermediário, que consiste em fixar todas as variáveis do problema exceto duas matrizes de ganhos, e os resultados indicam que, com uma pequena alteração na formulação, este é um problema biquadrático. Por fim, novos algoritmos foram elaborados a partir de um método disponível na literatura, chamado de método Variacional, adaptando-o para atualizar os ganhos aos pares, levando a problemas intermediários biquadráticos. Três métodos foram implementados para a resolução destes problemas: dois métodos clássicos de descida, Newton e Gradiente, e uma adaptação do próprio método Variacional. Para a análise dos resultados foram utilizados exemplos gerados aleatoriamente a partir do Gerador de SLSM, que pode ser encontrado na literatura, e o método Variacional como referência para comparação com os métodos propostos / This work addresses a control problem arising in linear systems with Markov jumps without observation of the jump variable and advances in three different aspects. First, it is presented a counterexample to the conjecture that states about the uniqueness of local minimum. Second, the intermediary optimization problem, which sets all the variables of the problem except two arrays of gains, was studied and the results suggested that a slight modification in the formulation makes the intermediary problem a biquadratic one. Finally, new algorithms were developed based on a method available in the literature, which is frequently referred to as the Variational method, adapting it to update the gains in pairs, leading to biquadratic intermediary problems. Three methods were implemented to solve these intermediary problems: two classical descent methods, Newton and Gradient, and an adaptation of the Variational method. To evaluate the performance of the proposed methods, randomly generated examples were used and the Variational method was set as reference for comparing the results

A presente pesquisa teve como objetivo identificar e analisar aspectos cognitivos de adolescentes, adultos e idosos ao jogarem o Set. Este é um jogo de percepção visual, composto por 81 cartas diferenciadas em quatro atributos e três qualidades cujo desafio é formar trios (Sets) obedecendo à regra de que as qualidades dos atributos sejam agrupadas pelas semelhanças ou diferenças entre si. O desafio é não cometer o erro dois contra um (duas cartas têm um mesmo atributo e a outra, não). A coleta de dados foi realizada em 15 sábados, com duração de 90 minutos a cada vez. Foram realizadas três atividades. A atividade 1 consistiu em encontrar um trio, dentre 12 cartas a cada jogata, antes de o colega. Na atividade 2 teve-se de encontrar, individualmente, em dois quadros fixos (um com 9 cartas e outro com 12), quatro ou seis trios em que as figuras podiam ser repetidas para formar um novo trio. A atividade 3 consistiu em indicar individualmente a terceira carta para completar um trio, inferindo a terceira carta a partir das informações fornecidas pelas duas primeiras. Quarenta participantes, compondo um grupo de adolescentes (N=18), adultos (N=12) e idosos (N=10), realizaram voluntariamente as atividades. Para análise dos dados, comparativamente aos grupos de idade, foram criados protocolos com a finalidade de identificar, quanto à atividade 1, os aspectos cognitivos envolvidos no jogar e as qualidades dos atributos predominantes; quanto à atividade 2, analisar o desempenho na composição dos trios nas duas situações-problema; e quanto à atividade 3, as qualidades utilizadas para caracterizar a terceira carta. Os resultados indicaram na atividade 1, que no grupo dos adolescentes a rapidez em encontrar trios possibilitou que realizassem mais jogadas. No grupo dos adultos observou-se que a escolha de trios que anulavam outros trios da jogata prejudicava a jogada dos adversários. Já no grupo dos idosos, verificou-se na maior parte dos trios erros do tipo dois contra um. Quanto à predominância das qualidades dos atributos houve uma pequena flutuação na proporção entre os trios possíveis e os escolhidos com exceção, da cor e sua qualidade roxa. Na atividades 2, o grupo dos adultos foi o que apresentou mais êxito. Na atividade 3, os três grupos completaram os trios sem problemas. Do ponto de vista teórico esta pesquisa visou contribuir para uma compreensão dos aspectos cognitivos do jogar o Set segundo os coordenadores cognitivos de Piaget; do ponto de vista metodológico, pela proposição e análise de atividades com este jogo; e do ponto de vista empírico pela observação das diferenças entre os modos de jogar segundo grupos de idade e características dos atributos ou variáveis que o compõem / The objective of this research work was to identify and analyse cognitive aspects on playing the Set Game by teenagers, adults and elderly people. This is a visual perception game composed of 81 cards each one having a variation of four features and three features parts whose objective is to identify sets of three cards, whose features parts are either identical or distinct on each card, named Set from now on. The players should pay attention on not doing the mistake called 2 against 1 (when 2 features parts are grouped together obeying the rule and one not). In order to collect the data, it was organized 15 workshops of 90 minutes each, composed of 3 activities. In the activity 1, the players before their adversary should identify a Set from a group of twelve cards laid out on a table. In the activity 2, in two challenge boards a matrix composed of 9 cards and other of 12, the players individually had to identify four or six Sets whose figures could be used more than once to form a new Set. In the activity 3, individually the players had to identify the third card to complete the Sets, inferring the third card from the information provided by the other two. The participants were a group of 40 volunteers composed of teenagers (N=18), adults (N=12) and elderly people (N=10). In order to analyse the data according to the age group, protocols were created: in activity 1, to identify cognitive aspects on playing and the predominance of each features part joined by similarity; in activity 2, to analyse the players performance in the problem-solving context; and in activity 3, to identify the features parts used to characterize the third card. The results show that in the activity 1 the quick performance of the teenagers group permitted them to make more casts. In the adults group it was observed that selecting sets that cancel other sets frustrated the other players casts. Finally, in the elderly peoples group, it was verified 2 against 1-like mistakes in most of the sets formed. Concerning the predominance of the features parts, there was a small fluctuation in the proportion between the possible and the selected sets, with the exception of features part purple color. In the activity 2, the adults group was the most successful. In the activity 3, all groups completed the sets without problems. From the theoretical point of view, the present research work aimed at contributing to the comprehension of the cognitive aspects of playing the Set game according to Piagets cognitive coordinators; from the methodological viewpoint, proposing and analyzing activities with this game; and from the empirical point of view, observing the differences among the ways of playing according to the age groups and the features parts or the variables that compose it

Increase both students motivation and learning outcomes in Collaborative Learning (CL) activities is a challenge that the Computer-Supported Collaborative Learning (CSCL) community has been addressing in the past last years. The use of CSCL scripts to structure and orchestrate the CL process has been shown to be effective to support meaningful interactions and better learning, but the scripted collaboration often does not motivate students to participate in the CL process, which makes more difficult the use of scripts over time in CL activities. To deal with the motivational problems, the researchers, educators and practitioners are now looking at gamification as a solution to motivate and engage students. However, the gamification is a complex task, requiring from instructional designers and practitioners, knowledge about game elements (such as leaderboards and point systems), game design (e.g. how to combine game elements) and their impact on motivation, engagement and learning. Moreover, the gamification is too context-dependent, requiring personalization for each participant and situation. Thus, to address these issues, an ontological engineering approach to gamify CL sessions has been proposed and conducted in this dissertation. In this approach, an ontology has been formalized to enable the systematic representation of knowledge extracted from theories and best practices related to gamification. In this ontology, the concepts, extracted from practices and theories related to gamification, and identified as relevant to deal with the motivational problems in scripted collaborative learning, have been formalized as ontological structures to be used by computer-based mechanisms and procedures in intelligent-theory aware systems. These mechanisms and procedures with ontological structures aim to provide support to give advices and recommendations that will help instructional designers and practitioners to gamify CL sessions. To validate this approach, and to demonstrate its effectiveness and efficiency into deal with the motivational problems in scripted collaborative learning, four empirical studies were conducted in real situations at the University of São Paulo with undergraduate Computer Science and Computer Engineering students. The results of the empirical studies demonstrated that, for CL activities where the CSCL scripts are used as a method to orchestrate and structure the CL process, the ontological engineering approach to gamify CL scenarios is an effective and efficient solution to deal with the motivational problems because the CL sessions obtained by this approach affected in a proper way the participants motivation and learning outcomes. / Aumentar a motivação e os resultados de aprendizagem dos estudantes nas atividades de aprendizagem colaborativa é um desafio que a comunidade de Aprendizagem Colaborativa com Suporte Computacional tem abordado nos últimos anos. O uso de scripts para estruturar e orquestrar o processo de aprendizagem colaborativa demonstrou ser eficaz para dar suporte as interações significativas e um melhor aprendizado, mas a colaboração com scripts muitas vezes não motiva os alunos a participar do processo de aprendizagem colaborativa, o que dificulta o uso de scripts ao longo do tempo em atividades de aprendizgem colaborativas. Para lidar com problemas de motivação, os pesquisadores, educadores e profissionais estão agora olhando a gamificação como uma solução para motivar e envolver os alunos. No entanto, a gamificação é uma tarefa complexa, exigindo de projetistas instrucionais e profissionais, conhecimento sobre elementos do jogo (e.g. leaderboards e sistemas de pontos), design de jogos (e.g. como combinar elementos do jogo) e seu impacto na motivação, engajamento e aprendizado. Além disso, a gamificação é muito dependente do contexto, exigindo personalização para cada participante e situação. Assim, para abordar esses problemas, uma abordagem de engenharia ontologias para gamificar sessões de aprendizagem colaborativa foi proposto e desenvolvida nesta dissertação. Nessa abordagem, uma ontologia foi formalizada para possibilitar a representação sistemática de conhecimentos extraídos de teorias e melhores práticas relacionadas à gamificação. Na ontologia, os conceitos, extraídos de práticas e teorias relacionadas à gamificação, e identificados como relevantes para lidar com problemas motivacionais na aprendizagem colaborativa com scripts, foram formalizados como estruturas ontológicas a serem utilizadas por mecanismos e procedimentos informatizados em sistemas inteligentes cientes de teorias. Esses mecanismos e procedimentos com estruturas ontológicas visam fornecer suporte para dar conselhos e recomendações que ajudarão os projetistas instrucionais e profissionais a gamificar as sessões de aprendizagem colaborativa. Para validar a abordagem e demonstrar sua eficácia e eficiência em lidar com problemas motivacionais na aprendizagem colaborativa com scripts, quatro estudos empíricos foram conduzidos em situações reais na Universidade de São Paulo com estudantes de graduação em Ciência da Computação e Engenharia da Computação. Os resultados dos estudos empíricos demonstraram que, para as atividades de aprendizagem colaborativa no que os scripts são usados como um método para orquestrar e estruturar o processo da aprendizagem colaborativa, a abordagem de engenharia ontológica para gamificar cenários de aprendizagem colaborativa é um eficaz e eficiente solução para lidar com problemas motivacionais porque as sessões de aprendizagem colaborativa obtidas por essa abordagem afetaram de maneira adequada a motivação e os resultados de aprendizagem dos participantes.

Neste trabalho apresentamos um assunto que tem contribuído em diversas áreas, o conhecido Problemas de Lurie. Para exemplificar sua aplicabilidade estudamos a Rede Neural de Hopfield e a relacionamos com o problema. Alguns teoremas são apresentados e um dos resultados do Problema de Lurie é aplicado ao modelo de Hopfield. / In the present work we show some properties of the so called Luries type equation. We treat particularly the stability conditions problem, and show how this theory is applied in a Hopfield neural network.

A principal ocupação de nossa pesquisa foi a de elencar e de relacionar elementos teóricos que ajudassem a nós, professores de Física, compreender o potencial didático atrelado às diferentes abordagens frequentemente usadas para atividades experimentais em sala de aula. Com isso, esperávamos obter um caminho teoricamente fundamentado, capaz de subsidiar um planejamento consistente para o uso dessa estratégia em sala de aula, um planejamento que levasse em conta as características epistemológicas e operacionais da atividade escolhida. Nossa aposta inicial era a de que elas (as atividades experimentais) poderiam ser mais bem aproveitadas, em termos didáticos, se fossem usadas no contexto de uma situação-problema. Acreditávamos ser a situação-problema em ensino uma modalidade que viabilizaria a inclusão simultânea dos dois aspectos citados (epistemológico e operacional), o que, a nosso ver, configuraria o uso mais abrangente de atividades experimentais no âmbito escolar. De início realizamos uma revisão de elementos teóricos relacionados tanto às estratégias estudadas - atividade experimental e situação-problema -, como ao tipo de ensino que tais estratégias poderiam, de acordo com a literatura examinada, promover: um ensino conceitual aprofundado com enfoque no desenvolvimento de habilidades e na construção de competências. Paralelamente à revisão, escolhemos as teorias de Chevallard (teoria da transposição didática e teoria antropológica do didático) para entender de que forma o saber expresso por uma prática social poderia ser conciliado com a atividade experimental eleita como modeladora da situação-problema a ser planejada. Em um próximo momento elaboramos, com base na análise feita até esse ponto e na literatura levantada sobre justificativas didáticas para atividades experimentais, categorias de classificação para o uso escolar de atividades experimentais. As categorias foram agrupadas em duas dimensões: de contexto social e de contexto didático. A discussão teórica e a elaboração de categorias abriram caminho para uma reflexão sobre quais seriam os questionamentos básicos que sustentariam o planejamento de uma situação-problema centrada em uma atividade experimental. Finalmente, como último passo, utilizamos a análise e a discussão realizada para avaliar a proposta de atividades experimentais da forma como elas estão apresentadas em dois livros didáticos aprovados no Programa Nacional do Livro Didático (PNLD), e também para examinar dois artigos que discutem o uso de atividades experimentais no ensino. O referencial teórico adotado parece apontar como viável e promissora a união das duas estratégias: atividade experimental e situação-problema. No entanto, os recursos apresentados em livros didáticos e artigos afins não atendem aos requisitos de um planejamento que considera os elementos propostos em nossa pesquisa e exigem do professor, além de muita criatividade, um trabalho intenso de pesquisa, estudo e investigação. / The main occupation of our research was to list and to relate theoretical elements which could help us, physics\' teachers, to comprehend the didactical potential coupled to the different approaches frequently assigned to experimental activities in the classroom. By doing that, we expected to obtain a theoretically reasoned path, which could, in turn, support a solid planning to use this strategy in the classroom; a planning which took into account the epistemological and operational features of the chosen activity. Our first bet was that they (experimental activities) could be better harnessed, in didactical terms, if they were used in the context of a problem-situation. We believed that a problem-situation in school was the kind of modality which would enable the simultaneous inclusion of the two mentioned aspects (epistemological and operational), which, in our point of view, would set the more extensive use to experimental activities in the school scope. Initially, we conducted a review of theoretical elements relating to both the strategies studied - experimental activity and problem-situation - as well as the type of teaching that such strategies could, according to the literature examined, promote: a conceptual depth teaching with a focus on developing skills and building competencies. Alongside the review, we chose Chevallard\'s theories (theory of didactic transposition and anthropological theory of the didactic) to understand how knowledge supported by a social practice could be reconciled with the experimental activity elected as modeler of the problem-situation to be planned. As a next step, we designed, based on the analysis done up to this point and in the selected literature on the didactical reasons for experimental activities, classification categories to the educational use of experimental activities; the categories were grouped into two dimensions: the social context and the learning context. The theoretical discussion and elaboration of categories paved the way for a reflection on what should be the inquiries which would underpin the planning of a problem-situation centered in an experimental activity. Finally, as a last step, we used the analysis and discussion conducted to evaluate the proposal for experimental activities as they are presented in two textbooks approved by Programa Nacional do Livro Didático PNLD, and also to examine two articles that discuss the use of experimental activities in education. The theoretical framework adopted seems to point out as feasible and promising the union of these two strategies: experimental activity and problem-situation. However, contents in textbooks and related articles do not meet the requirements of a planning which considers the elements suggested in our research and thus, would require the teacher, beyond a lot of creativity, an intense work of research, study and quest.

No presente trabalho consideramos o produto de uma variedade Riemanniana compacta sem bordo de curvatura escalar zero e uma variedade Riemanniana compacta com bordo, curvatura escalar zero e curvatura media constante no bordo, e fazemos uso da teoria de bifurcação para provar a existência de um numero infinito de classes conforme com, pelo menos, duas métricas Riemannianas não homotéticas de curvatura escalar zero e curvatura média constante no bordo, sobre a variedade produto. / In this work, we consider the product of a compact Riemannian manifold without boundary, null scalar curvature and a compact Riemannian manifold with boundary, null scalar curvature and constant mean curvature on the boundary and we use the bifurcation theory to prove the existence of a infinite number of conformal classes with at least two non homothetic Riemannian metrics of null scalar curvature and constant mean curvature of the boundary on the product manifold.

A geração de grades horárias de qualidade é um fator crítico em qualquer instituição de ensino, tanto em escolas de ensino fundamental/médio como em universidades. Este problema é considerado complexo, pois devem ser relacionados e otimizados diversos recursos, tais como horários, disciplinas, professores e alunos. Em grande parte das instituições de ensino, a geração de grades horárias é realizada manualmente, o que vem a tornar este processo custoso e sujeito a falhas. Diversas abordagens são também encontradas na literatura para resolução deste problema, nas quais foram aplicados métodos de busca estocástica, devido à sua inerente complexidade. As estratégias de busca formuladas e comparadas no presente trabalho foram baseadas no uso de algoritmos genéticos e de sistemas imunológicos artificiais. Tais técnicas foram capazes de fornecer soluções de qualidade para o problema de geração automática de grades horárias. Neste trabalho foram desenvolvidos dois sistemas de apoio à decisão, nos quais foram combinadas técnicas heurísticas aos algoritmos genéticos e ao algoritmo de seleção clonal. O propósito desta investigação é realizar uma análise comparativa entre as duas técnicas a fim de verificar qual delas apresenta resultados mais promissores para a resolução do problema de geração automática de grades horárias. / The generation of timetables with good quality is a critical factor in any educational institution. This is considered a complex problem because it involves several types of information, such as schedules, course subjects, teachers and students. Several search strategies have been applied to solve timetabling problems, whose constraints may vary from one educational institution to another. Most educational institutions still prepare their timetables manually, which is a highly time-consuming process and subjected to errors. Several approaches to solve this problem are also found in technical studies, which use stochastic search methods due to the problems complexity. The search optimization methods used in this work to solve the timetabling problem are genetic algorithms and the clonal selection algorithm, whose satisfactory results when applied to optimization problems are reported in the literature. Two decision support systems were developed in this work, combining heuristic techniques with the genetic algorithms and the clonal selection algorithm. The purpose of this research is to make a comparative analysis of these two techniques in order to determine which one offers the most promising results for solving the timetabling problem.

Neste trabalho a família de métodos de pontos interiores barreira logarítmica é desenvolvida para o problema de regressão pela norma Lp e a estrutura matricial resultante é explorada objetivando uma implementação eficiente. Apresentamos alguns conceitos sobre métodos de pontos interiores necessários para o desenvolvimento do método e descrevemos um método de convergência quadrática previamente conhecido. Uma implementação em Matlab dos métodos de pontos interiores desenvolvidos é comparada com uma implementação do método quadrático existente, obtendo desempenho computacional superior. / In this work the family of logarithmic barrier interior point methods is developed for the norm Lp fitting problem and the resultant matrix structure is exploited in order to have an efficient implementation. We introduce some concepts about interior point methods necessary for the development of the method and describe a previously known quadratic convergent problem. An implementation in Matlab of the interior point methods developed is compared with an implementation of the known quadratic method obtaining better computational performance.

Um novo critério, proposto por Jorge Navaza a partir de considerações teóricas para resolver o problema das fases, é avaliado numericamente. Este critério se baseia na propriedade de atomicidade da função densidade eletrônica, generalizando resultados obtidos por Goedkoop. O problema das fases é resolvido teoricamente pela minimização de uma função, R, que é formada pela soma dos menores autovalores de uma matriz, Q, construída a partir de todos os fatores de estrutura observados. O conjunto de fases procurado é aquele que minimiza R. Como a matriz Q depende em forma relativamente complexa do grupo de simetria espacial do cristal, teoria dos grupos é utilizada para reduzir a ordem desta matriz. O algoritmo e a implantação computacional do cálculo da função R, juntamente com testes numéricos que demonstram a utilidade do critério de Navaza, são descritos em detalhe. Como corolário, que pode talvez resultar de grande importância prática, é mostrado que a função R pode ser utilizada como uma nova figura de mérito nos métodos diretos por multissolução clássicos. Finalmente, é desenvolvida a álgebra correspondente ao cálculo do gradiente da função R, indicando a direção de trabalhos futuros / A new criterion, proposed by Jorge Navaza from theoretical considerations to solve the Phase Problem, is numerically tested. The criterion is based on the atomicity property of the electron density function, generalizing previous results by Goedkoop. The Phase Problem is theoretically solved by the minimization of a function, R, which is formed from the sum of the smallest eigenvalues of a matrix Q, constructed from the set of all observed structure factors. The sought set of phases is that which minimizes R. Because the matrix Q depends in a relatively complex fashion on the space group of the crystal, group theory is employed to reduce the order of Q. The algorithm and computational implementation for the calculation of R, together with numerical tests which demonstrate the usefulness of Navaza´s criterion, are described in detail. As a corollary, that might turn out to be of a practical importance, it is shown that the minimum value of the function R can be used as a novel Figure of Merit in the classical Multisolution Direct Methods. Finally, the rather complex algebra necessary for the calculation of the gradient of the function R is developed, indicating also the possible trends for future work