Nesta tese utilizamos o modelo do replicador aleatório, proposto por Diederich e Opper, para analisar as propriedades de equilíbrio de ecossistemas complexos (formados por um grande número de espécies) em três situações distintas. Na primeira parte desta tese, investigamos os efeitos de interações variáveis sobre a estrutura do ecossistema, utilizando o método de réplicas generalizado, introduzido por Penney et al. Este formalismo propõe uma nova interpretação para o índice de réplicas n, a saber, como sendo a razão entre duas temperaturas características: a temperatura relacionada aos acoplamento e a temperatura associada às variáveis de spin. Empregando t\\\'ecnicas de campo m\\\'edio de Mec\\^anica Estat\\\'stica e tamb\\\'em simula\\c\\~oes num\\\'ericas tratamos, em particular, do estado fundamental ($\\beta ightarrow + \\infty$). Encontramos dois regimes distintos, um onde prevalece a coopera\\c\\~ao entre as diferentes esp\\\'ecies ($\\beta^{\\prime} > 0$) e outro no qual a competi\\c\\~ao \\\'e predominante ($\\beta^ < 0$). No primeiro caso temos uma transi\\c\\~ao descont\\\'{\\i}nua para um regime de diversidade nula e no outro temos uma m\\\'axima diversidade das esp\\\'ecies. Na segunda parte desta tese \\cite, estudamos as implica\\c\\~oes de uma temperatura finita sobre a estrutura do ecossistema. Utilizamos a regra de Hebb para descrever as intera\\c\\~oes entre as diferentes esp\\\'ecies. A temperatura surge, no modelo, atrav\\\'es de um ru\\\'do gaussiano introduzido na equa\\c\\~ao estoc\\\'astica que rege a din\\^amica do processo. Tratamos analiticamente o caso recozido ({\\em annealed}), no qual as caracter\\\'sticas das esp\\\'ecies evoluem t\\~ao rapidamente quanto suas concentra\\c\\~oes, e o caso temperado ({\\em quenched}), onde tais caracter\\\'sticas est\\~ao fixas. Conclu\\\'{\\i}mos que h\\\'a uma transi\\c\\~ao de fase descont\\\'{\\i}nua entre um estado onde a competi\\c\\~ao prevalece, determinando baixa diversidade, para outro estado onde predomina a coopera\\c\\~ao. Por fim \\cite, analisamos as poss\\\'veis consequ\\^encias de uma interven\\c\\~ao humana sobre as propriedades de equil\\\'{\\i}brio do ecossistema. Admitimos o princ\\\'pio da exclus\\~ao competitiva para modelar os acoplamentos entre as diferentes esp\\\'ecies, a regra de Hebb. Interferimos na comunidade impondo que um conjunto de caracteres, selecionados previamente, esteja presente em uma fra\\c\\~ao bem definida dos seus membros. O principal resultado deste estudo revela, desde que o par\\^ametro de competi\\c\\~ao entre indiv\\\'duos semelhantes n\\~ao seja muito pequeno, que o efeito de uma tal manipula\\c\\~ao conduz a perda da diversidade e, portanto, ao empobrecimento do ecossistema. / In this thesis we use the random replicator model, proposed by Diederich and Opper \\cite, to analyse the equilibrium properties of complex ecosystems (formed by a large number of species) in three distinct situations. In the first part of this thesis \\cite, we investigate the effects of variable interactions upon ecosystem structure, using the generalized replica method, introduced by Penney et al \\cite. In this formalism we find a new interpretation for the replica number $n$ as the ratio between two characteristic temperatures: the temperature related to the couplings ($\\beta^$) and the temperature associated to the spin variables ($\\beta$). We approach the problem using mean field methods of statistical mechanics and intensive numerical simulations; in particular we are concerned with the ground state ($\\beta ightarrow + \\infty$). We find two distinct regimes, one where cooperation between different species prevails ($\\beta^ > 0$) and the other in which competition is predominant ($\\beta^ < 0$). In the first case we have a discontinuous transition to the zero diversity regime and in the other we have the maximum species diversity. In the second part of this thesis \\cite, we examine the finite temperature implications upon ecosystem structure. Through the Hebb rule we can describe the interactions between different species. With the aid of a Gaussian noise in the stochastic equation, that governs the temporal evolution, we have a way to introduce the finite temperature in the model. We treat analytically the annealed case, in which the species characteristics evolve so fast as its concentrations, as well as the quenched case, in which such characteristics are fixed. We conclude that there is a discontinuous phase transition between a state where competition prevails, implying low diversity, to another state in which cooperation is stronger. At last \\cite, we analyse the possible consequences of human intervention upon the equilibrium properties of the ecosystem. We assume the competitive exclusion principle to model the couplings between different species, the Hebb rule. We interfere in the community by imposing that a set of characters, previously selected, be present in a well defined fraction of its members. The main result of this study reveals, provided that the intraspecies competition parameter is not too weak, that the effect of such a manipulation leads to the impoverishment of the ecosystem.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-20Bitstream added on 2014-06-13T20:29:20Z : No. of bitstreams: 1 baldissera_g_me_sjrp.pdf: 1871660 bytes, checksum: 86dc29a222aa0aef2af0753574aed6e0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Protonectina e Protonectina 1-6 são peptídeos extraídos do veneno da vespa social Agelaia pallipes pallipes. O primeiro apresenta atividade hemolítica, de degranulação de mastócitos e quimiotática, enquanto o segundo apresenta somente a atividade quimiotática quando atuam isoladamente. A associação destes dois peptídeos, em proporção 1:1 produz um aumento nas atividades hemolíticas e de degranulação de mastócitos, enquanto a atividade quimiotática decresce acentuadamente, ou seja, em associação apresentam um comportamento mais acentuado de interação com membranas. Dados de dicroísmo circular mostram que, quando associados, há um pequeno acréscimo no percentual de aminoácidos em conformação de hélice-α. A proposta deste trabalho é analisar, usando dinâmica molecular, os aspectos conformacionais da Protonectina isolada e em associação com a Protonectina 1 – 6 em misturas de TFE-água, para entender se e como ocorre essa associação, procurando destacar quais fatores podem ser determinantes nesse processo. A Protonectina isolada foi estudada por meio de dinâmicas moleculares de equilíbrio e dinâmica associada ao método de troca de réplicas. Com esse método, obteve-se dezesseis trajetórias de 60 ns varrendo o intervalo de temperaturas de 287 a 342 K, usando uma conformação em hélice alfa ideal como estrutura inicial. Usando o software WHAM e parâmetros como o RMSD e a primeira das componentes de uma Análise de Componentes Principais, PCA, como coordenadas de reação, obteve-se a superfície de energia livre, que apresenta dois mínimos principais. O mínimo com energia mais baixa contém estruturas ordenadas, com parte dos resíduos em alfa-hélice, ou em hélice-5 ou, ainda, numa combinação de “turns” e B-bridges, enquanto conformações aleatórias são encontradas no segundo mínimo. Destes dados o tempo de transição... / Protonectin and Protonectin 1- 6 are peptides extracted from the venom of the social wasp Agelaia pallipes pallipes. While Protonectin presents hemolytic, mast cell degranulation and chimiotactic activities, protonectin 1-6 just presents the chimiotactic activity. When these peptides are mixed at 1:1 molar ratio the hemolytic and mast cell degranulation activities increase while the chemiotactic decreases significantly. Circular Dicroism data shows a small increase in the amount of residues in ordered structures, alfa helix, for example. The purpose of this work is to analyse the conformational features of these peptides isolated and in association in TFE-water mixtures using molecular dynamics simulation to understand if this association occurs or not and how. The Protonectin was studied using equilibrium MD simulations and associating Molecular dynamics and the replica exchange methods. With this method, sixteen trajectories of the 60 ns in the range 287 – 342 K was simulated, all the replicas starting from an ideal alfa helix. Using the WHAM software, RMSD parameters and the first Principal Components Analysis, PCA, we have the free energy surface, that presents two principals minimums. One corresponding to structures with some organization some residues in α-helix, 5-helix or turns associated with b-bridges. The other minimum presents structures in coil conformation. The “folding” time were stimated and the stability of the conformations are discussed. Starting from typical structures found in the equilibrium dynamic associated with the replica exchange method six 60 ns trajectories were simulated. These simulations comprove some stabilization of the structures found at the energy minimum. The association of Protonectin and Protonectin 1- 6 was studied using equilibrium molecular dynamics run during at ~300 ns in the ambient temperature. The results suggest that there... (Complete abstract click electronic access below)

Nesta tese utilizamos o modelo do replicador aleatório, proposto por Diederich e Opper, para analisar as propriedades de equilíbrio de ecossistemas complexos (formados por um grande número de espécies) em três situações distintas. Na primeira parte desta tese, investigamos os efeitos de interações variáveis sobre a estrutura do ecossistema, utilizando o método de réplicas generalizado, introduzido por Penney et al. Este formalismo propõe uma nova interpretação para o índice de réplicas n, a saber, como sendo a razão entre duas temperaturas características: a temperatura relacionada aos acoplamento e a temperatura associada às variáveis de spin. Empregando t\\\'ecnicas de campo m\\\'edio de Mec\\^anica Estat\\\'stica e tamb\\\'em simula\\c\\~oes num\\\'ericas tratamos, em particular, do estado fundamental ($\\beta ightarrow + \\infty$). Encontramos dois regimes distintos, um onde prevalece a coopera\\c\\~ao entre as diferentes esp\\\'ecies ($\\beta^{\\prime} > 0$) e outro no qual a competi\\c\\~ao \\\'e predominante ($\\beta^ < 0$). No primeiro caso temos uma transi\\c\\~ao descont\\\'{\\i}nua para um regime de diversidade nula e no outro temos uma m\\\'axima diversidade das esp\\\'ecies. Na segunda parte desta tese \\cite, estudamos as implica\\c\\~oes de uma temperatura finita sobre a estrutura do ecossistema. Utilizamos a regra de Hebb para descrever as intera\\c\\~oes entre as diferentes esp\\\'ecies. A temperatura surge, no modelo, atrav\\\'es de um ru\\\'do gaussiano introduzido na equa\\c\\~ao estoc\\\'astica que rege a din\\^amica do processo. Tratamos analiticamente o caso recozido ({\\em annealed}), no qual as caracter\\\'sticas das esp\\\'ecies evoluem t\\~ao rapidamente quanto suas concentra\\c\\~oes, e o caso temperado ({\\em quenched}), onde tais caracter\\\'sticas est\\~ao fixas. Conclu\\\'{\\i}mos que h\\\'a uma transi\\c\\~ao de fase descont\\\'{\\i}nua entre um estado onde a competi\\c\\~ao prevalece, determinando baixa diversidade, para outro estado onde predomina a coopera\\c\\~ao. Por fim \\cite, analisamos as poss\\\'veis consequ\\^encias de uma interven\\c\\~ao humana sobre as propriedades de equil\\\'{\\i}brio do ecossistema. Admitimos o princ\\\'pio da exclus\\~ao competitiva para modelar os acoplamentos entre as diferentes esp\\\'ecies, a regra de Hebb. Interferimos na comunidade impondo que um conjunto de caracteres, selecionados previamente, esteja presente em uma fra\\c\\~ao bem definida dos seus membros. O principal resultado deste estudo revela, desde que o par\\^ametro de competi\\c\\~ao entre indiv\\\'duos semelhantes n\\~ao seja muito pequeno, que o efeito de uma tal manipula\\c\\~ao conduz a perda da diversidade e, portanto, ao empobrecimento do ecossistema. / In this thesis we use the random replicator model, proposed by Diederich and Opper \\cite, to analyse the equilibrium properties of complex ecosystems (formed by a large number of species) in three distinct situations. In the first part of this thesis \\cite, we investigate the effects of variable interactions upon ecosystem structure, using the generalized replica method, introduced by Penney et al \\cite. In this formalism we find a new interpretation for the replica number $n$ as the ratio between two characteristic temperatures: the temperature related to the couplings ($\\beta^$) and the temperature associated to the spin variables ($\\beta$). We approach the problem using mean field methods of statistical mechanics and intensive numerical simulations; in particular we are concerned with the ground state ($\\beta ightarrow + \\infty$). We find two distinct regimes, one where cooperation between different species prevails ($\\beta^ > 0$) and the other in which competition is predominant ($\\beta^ < 0$). In the first case we have a discontinuous transition to the zero diversity regime and in the other we have the maximum species diversity. In the second part of this thesis \\cite, we examine the finite temperature implications upon ecosystem structure. Through the Hebb rule we can describe the interactions between different species. With the aid of a Gaussian noise in the stochastic equation, that governs the temporal evolution, we have a way to introduce the finite temperature in the model. We treat analytically the annealed case, in which the species characteristics evolve so fast as its concentrations, as well as the quenched case, in which such characteristics are fixed. We conclude that there is a discontinuous phase transition between a state where competition prevails, implying low diversity, to another state in which cooperation is stronger. At last \\cite, we analyse the possible consequences of human intervention upon the equilibrium properties of the ecosystem. We assume the competitive exclusion principle to model the couplings between different species, the Hebb rule. We interfere in the community by imposing that a set of characters, previously selected, be present in a well defined fraction of its members. The main result of this study reveals, provided that the intraspecies competition parameter is not too weak, that the effect of such a manipulation leads to the impoverishment of the ecosystem.

Parte integrante do projeto chamado Divulgação científica: linguagem, esferas e gêneros vinculado à linha de pesquisa Estudos do Discurso em Língua Portuguesa do Programa de Filologia e Língua Portuguesa da Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas da USP, esta pesquisa tem por objetivo investigar as refrações discursivas presentes em um corpus formado por edições do programa de entrevistas denominado Roda Viva, produzido e veiculado, desde setembro de 1986, pela TV Cultura, emissora pública paulista. Entendemos por refrações discursivas os fenômenos caracterizados pelas polêmicas aberta e velada, bem como réplicas dialógicas dos telespectadores. Defendemos a tese de que os discursos oficiais são predominantemente refratados por meio da polêmica velada com tons de polêmica aberta tendo em vista a esfera de especialização do entrevistado no contexto do gênero de entrevistas Roda Viva. Nossa contribuição a esse projeto configura-se na análise diacrônica de edições realizadas com entrevistados cientistas e acadêmicos no período compreendido pelas décadas de 80, 90 e 2000, mais precisamente, desde o início das transmissões até maio de 2009. Dessa forma, a partir de um total de 160 edições, distribuídas em seis áreas científicas, selecionamos um corpus de 6, por meio do qual ressaltamos as recorrências que evidenciam cientificamente os fenômenos mencionados. Por outro lado, nosso percurso investigativo prevê analisá-los tendo em vista a noção bakhtiniana de gênero discursivo. Tal orientação exige uma abordagem de estudo que considere cada edição como um enunciado concreto. Em outras palavras, interessa-nos observar as três dimensões, necessariamente imbricadas, que possibilitam uma análise da concretude de cada edição: o horizonte social amplo, o gênero discursivo propriamente dito e as formas da língua. Assim, optamos por um estudo qualitativo de três edições representativas de cada uma das décadas citadas, o que implica considerá-las a partir de um viés sociológico, que compreende as esferas de produção, circulação e recepção de cada enunciado, bem como, um viés dialógico que observa as contraposições discursivas em uma relação espacio-temporal que ultrapassa os limites do diálogo face-a-face. Além dessas três edições, consideramos ainda um corpus de outras três com vistas a uma análise dos fenômenos discursivos recorrentes. Os resultados sinalizam a instauração de polêmicas entre os discursos de entrevistados e discursos de supradestinatários como o poder público instituído em cada uma das três décadas. Em relação às réplicas dialógicas, identificamos, na edição dos anos 80, uma clara dicotomia entre dois posicionamentos axiológicos: conservador, afinado ao regime de exceção, por um lado e de outro, contestador, alinhado ao discurso de esquerda. Já em relação às demais décadas, observamos que tais posicionamentos se arrefecem, concentrando-se em temas que circulam mais frequentemente na esfera da ideologia do cotidiano. / Part of the project called Scientific Vulgarization: languages, spheres and genres linked to the research line studies of speech of Portuguese, of the program of Philosophy and Portuguese of Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas of USP, this research aims to investigate the discursive refractions present in a corpus constituted by the editions of a program called Roda Viva, produced and released since September 1986, by TV Cultura, a public broadcaster. By discursive refractions, we refer to the phenomenon characterized by open and covert polemics, as well as replicas of viewers. We defend the thesis that the official discourses are predominantly refracted through the controversy veiled with shades of open polemic, in view of the sphere of expertise of the interviewee. Our contributions to this project set in the diachronic analyses of editions held with scientists and academics in the period between the 1980, 1990 e 2000. More precisely from the start of transmissions to May 2009. Thus, from a total of 160 editions, distributed in six scientific fields, we selected a corpus of six through which we highlight the scientific phenomenon mentioned. On the other hand, our route provides investigative analysis in view of the Bakhtinian notion of speech genre. Such a perspective requires an approach that considers each edition like a concrete utterance. In others words, we are interested in observing the three dimensions necessarily intertwined that enable an analysis of concreteness of each edition: the wider social horizon, the genre of discourse and the forms of languages. So we chose a qualitative study of three editions representing each decade cited, which implies considering them from a sociological view which holds spheres of production, circulation and reception of each utterance, as well as a dialogical perspective that note the positions in a discursive space-time relationship that goes beyond the limits of dialogue face to face. In addition to these three issues we consider a corpus of three other for the purpose of a discursive analysis of the recurring phenomenon. The results indicate the establishment of polemics between the interviews discourses and destinatary speeches as the government set up in each decade. In relation to the dialogical replicas, we identified in the edition of year 1980, a clear dichotomy between two axiological positions: tight, aligned with the regime, on one hand and, on the other, objectors speech left aligned. As for de other decades, we observe that such placements are distant, focusing on themes that circulate more often in the spheres of the every day ideology.

Parte integrante do projeto chamado Divulgação científica: linguagem, esferas e gêneros vinculado à linha de pesquisa Estudos do Discurso em Língua Portuguesa do Programa de Filologia e Língua Portuguesa da Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas da USP, esta pesquisa tem por objetivo investigar as refrações discursivas presentes em um corpus formado por edições do programa de entrevistas denominado Roda Viva, produzido e veiculado, desde setembro de 1986, pela TV Cultura, emissora pública paulista. Entendemos por refrações discursivas os fenômenos caracterizados pelas polêmicas aberta e velada, bem como réplicas dialógicas dos telespectadores. Defendemos a tese de que os discursos oficiais são predominantemente refratados por meio da polêmica velada com tons de polêmica aberta tendo em vista a esfera de especialização do entrevistado no contexto do gênero de entrevistas Roda Viva. Nossa contribuição a esse projeto configura-se na análise diacrônica de edições realizadas com entrevistados cientistas e acadêmicos no período compreendido pelas décadas de 80, 90 e 2000, mais precisamente, desde o início das transmissões até maio de 2009. Dessa forma, a partir de um total de 160 edições, distribuídas em seis áreas científicas, selecionamos um corpus de 6, por meio do qual ressaltamos as recorrências que evidenciam cientificamente os fenômenos mencionados. Por outro lado, nosso percurso investigativo prevê analisá-los tendo em vista a noção bakhtiniana de gênero discursivo. Tal orientação exige uma abordagem de estudo que considere cada edição como um enunciado concreto. Em outras palavras, interessa-nos observar as três dimensões, necessariamente imbricadas, que possibilitam uma análise da concretude de cada edição: o horizonte social amplo, o gênero discursivo propriamente dito e as formas da língua. Assim, optamos por um estudo qualitativo de três edições representativas de cada uma das décadas citadas, o que implica considerá-las a partir de um viés sociológico, que compreende as esferas de produção, circulação e recepção de cada enunciado, bem como, um viés dialógico que observa as contraposições discursivas em uma relação espacio-temporal que ultrapassa os limites do diálogo face-a-face. Além dessas três edições, consideramos ainda um corpus de outras três com vistas a uma análise dos fenômenos discursivos recorrentes. Os resultados sinalizam a instauração de polêmicas entre os discursos de entrevistados e discursos de supradestinatários como o poder público instituído em cada uma das três décadas. Em relação às réplicas dialógicas, identificamos, na edição dos anos 80, uma clara dicotomia entre dois posicionamentos axiológicos: conservador, afinado ao regime de exceção, por um lado e de outro, contestador, alinhado ao discurso de esquerda. Já em relação às demais décadas, observamos que tais posicionamentos se arrefecem, concentrando-se em temas que circulam mais frequentemente na esfera da ideologia do cotidiano. / Part of the project called Scientific Vulgarization: languages, spheres and genres linked to the research line studies of speech of Portuguese, of the program of Philosophy and Portuguese of Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas of USP, this research aims to investigate the discursive refractions present in a corpus constituted by the editions of a program called Roda Viva, produced and released since September 1986, by TV Cultura, a public broadcaster. By discursive refractions, we refer to the phenomenon characterized by open and covert polemics, as well as replicas of viewers. We defend the thesis that the official discourses are predominantly refracted through the controversy veiled with shades of open polemic, in view of the sphere of expertise of the interviewee. Our contributions to this project set in the diachronic analyses of editions held with scientists and academics in the period between the 1980, 1990 e 2000. More precisely from the start of transmissions to May 2009. Thus, from a total of 160 editions, distributed in six scientific fields, we selected a corpus of six through which we highlight the scientific phenomenon mentioned. On the other hand, our route provides investigative analysis in view of the Bakhtinian notion of speech genre. Such a perspective requires an approach that considers each edition like a concrete utterance. In others words, we are interested in observing the three dimensions necessarily intertwined that enable an analysis of concreteness of each edition: the wider social horizon, the genre of discourse and the forms of languages. So we chose a qualitative study of three editions representing each decade cited, which implies considering them from a sociological view which holds spheres of production, circulation and reception of each utterance, as well as a dialogical perspective that note the positions in a discursive space-time relationship that goes beyond the limits of dialogue face to face. In addition to these three issues we consider a corpus of three other for the purpose of a discursive analysis of the recurring phenomenon. The results indicate the establishment of polemics between the interviews discourses and destinatary speeches as the government set up in each decade. In relation to the dialogical replicas, we identified in the edition of year 1980, a clear dichotomy between two axiological positions: tight, aligned with the regime, on one hand and, on the other, objectors speech left aligned. As for de other decades, we observe that such placements are distant, focusing on themes that circulate more often in the spheres of the every day ideology.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2363_1.pdf: 3391257 bytes, checksum: 6b3a17e9776fe3400e4137f95cc45a7c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No Jogo da Minoria (MG), dada uma população de N agentes, cada agente dispõe de. S estratégias e deve fazer uma escolha ( sim ou não , por exemplo). Ganham os que estiverem no grupo da minoria e as estratégias vencedoras serão pontuadas. Cada agente, no modelo do MG, tem acesso a informação do histórico de resultados &#956;, e usa essa informação para tomar sua decisão: &#956; representa um dos possíveis padrões P. A eficiência do jogo se dá pelo desvio padrão médio do número de ganhadores e perdedores, ¾. Maior será a eficiência quanto menor for o desvio padrão ¾. O MG apresenta uma fase cooperativa para valores maiores do que a razão ® = P/N e um comportamento que pode ser encarado como uma fase com efeitos de manada para pequenos valores de ®. Investigamos o crescimento populacional sob o regime do Jogo da Minoria. No MG, os agentes tomam suas decisões baseados em iinformações de resultados anteriores. No regime randômico, cada agente toma sua decisão ao acaso, sem ter acesso a nenhuma informação prévia Os resultados indicaram que as populações se estabilizam em torno de um valor limite NL, independentemente das condições iniciais. Foi observado, ainda, que a relação entre esse valor limite de cada população distinta e a sua respectiva eficiência dependem da quantidade de informação disponível M, onde obtemos NL(M). Estendemos nossa análise para a dinâmica populacional no MG com o fator de impacto a 2 (0; 1). Analisamos também os efeitos na eficiência MG quando apenas uma porcentagem dos agentes são contemplados com o ´. Verificamos que para qualquer valor de ´, há sempre uma porcentagem crítica pc(´), a partir da qual a eficiência do MG fica abaixo do limite randômico

Neste trabalho, Compressed Sensing é introduzido do ponto de vista da Física Estatística. Após uma introdução sucinta onde os conceitos básicos da teoria são apresentados, incluindo condições necessárias para as medições e métodos básicos de reconstrução do sinal, a performance típica do esquema Bayesiano de reconstrução é analisada através de um cálculo de réplicas exposto em detalhe pedagógico. Em seguida, a principal contribuição original do trabalho é introduzida --- o algoritmo Bayesiano de Compressed Sensing Online faz uso de uma aproximação de campo médio para simplificar cálculos e reduzir os requisitos de memória e computação, enquanto mantém a acurácia de reconstrução do esquema offline na presença de ruído aditivo. A última parte deste trabalho contém duas extensões do algoritmo online que permitem reconstrução otimizada do sinal no cenário mais realista onde conhecimento perfeito da distribuição geradora não está disponível. / In this work, Compressed Sensing is introduced from a Statistical Physics point of view. Following a succinct introduction where the basic concepts of the framework are presented, including necessary measurement conditions and basic signal reconstruction methods, the typical performance of the Bayesian reconstruction scheme is analyzed through a replica calculation shown in pedagogical detail. Thereafter, the main original contribution of this work is introduced --- the Bayesian Online Compressed Sensing algorithm makes use of a mean-field approximation to simplify calculations and reduce memory and computation requirements, while maintaining the asymptotic reconstruction accuracy of the offline scheme in the presence of additive noise. The last part of this work are two extensions of the online algorithm that allow for optimized signal reconstruction in the more realistic scenarios where perfect knowledge of the generating distribution is unavailable.

Neste trabalho, Compressed Sensing é introduzido do ponto de vista da Física Estatística. Após uma introdução sucinta onde os conceitos básicos da teoria são apresentados, incluindo condições necessárias para as medições e métodos básicos de reconstrução do sinal, a performance típica do esquema Bayesiano de reconstrução é analisada através de um cálculo de réplicas exposto em detalhe pedagógico. Em seguida, a principal contribuição original do trabalho é introduzida --- o algoritmo Bayesiano de Compressed Sensing Online faz uso de uma aproximação de campo médio para simplificar cálculos e reduzir os requisitos de memória e computação, enquanto mantém a acurácia de reconstrução do esquema offline na presença de ruído aditivo. A última parte deste trabalho contém duas extensões do algoritmo online que permitem reconstrução otimizada do sinal no cenário mais realista onde conhecimento perfeito da distribuição geradora não está disponível. / In this work, Compressed Sensing is introduced from a Statistical Physics point of view. Following a succinct introduction where the basic concepts of the framework are presented, including necessary measurement conditions and basic signal reconstruction methods, the typical performance of the Bayesian reconstruction scheme is analyzed through a replica calculation shown in pedagogical detail. Thereafter, the main original contribution of this work is introduced --- the Bayesian Online Compressed Sensing algorithm makes use of a mean-field approximation to simplify calculations and reduce memory and computation requirements, while maintaining the asymptotic reconstruction accuracy of the offline scheme in the presence of additive noise. The last part of this work are two extensions of the online algorithm that allow for optimized signal reconstruction in the more realistic scenarios where perfect knowledge of the generating distribution is unavailable.

Os Hidróxidos Duplos Lamelares (HDL) constituem uma classe de materiais que apresentam estrutura lamelar, consistindo de camadas positivamente carregadas de um hidróxido duplo, intercaladas com ânions hidratados no domínio interlamelar. Estes materiais têm recebido bastante atenção nos últimos tempos, devido ao baixo custo e relativa simplicidade de preparação, a possibilidade de combinação de uma variedade de cátions e ânions, aliados às propriedades que os HDL podem apresentar como: propriedades ácidas e básicas, \"efeito memória\", elevada área superficial, etc. Os HDL também podem ser utilizados em combinação com outros materiais, como por exemplo, óxido de grafeno, formando compósitos, com a finalidade melhorar as propriedades destes materiais. Podem ainda serem utilizados para a preparação de outros compósitos e/ou réplicas de carbono, por tratamento térmico de um HDL intercalado com um monômero, por exemplo, 4-vinil benzeno sulfonato (VBS), que pode ser polimerizado \"in situ\" e posteriormente carbonizado produzindo a réplica de carbono. A utilização dos materiais descritos anteriormente como suporte para imobilização de enzimas pode proporcionar uma plataforma alternativa para construção de dispositivos biossensores. O objetivo geral do trabalho foi a preparação e caracterização de materiais como HDL, Compósitos e/ou Réplicas de Carbono derivadas de HDL ou compósitos de HDL/ óxido de grafeno, como suporte da enzima Glicose Oxidase, estudando suas propriedades eletroquímicas, visando as potenciais aplicações destes materiais como biossensores. Para isto, foram preparados e caracterizados HDL de Mg-Al e Zn-Al intercalados com o ânion carbonato, pelo método de coprecipitação a pH variável; compósitos e/ou réplicas de carbono derivadas de um HDL precursor de Mg-Al-VBS, preparados, por coprecipitação a pH constante e compósitos de Mg-Al/óxido de grafeno que também foram preparados por coprecipitação a pH constante. Estes materiais foram utilizados na imobilização da enzima Glicose Oxidase (GOx), em eletrodos modificados e foi realizado o estudo eletroquímico dos mesmos e de suas potenciais aplicações. Foi possível observar que os HDL de Mg-Al-CO3, Zn-Al-CO3, Mg-Al-VBS e o compósito Mg-Al/óxido de grafeno exibiram boa cristalinidade, estabilidade térmica, e outras características como porosidade e superfícies positivamente carregadas, viabilizando a xiii utilização dos mesmos para a imobilização e estudo eletroquímico da enzima Glicose Oxidase. O estudo eletroquímico dos eletrodos modificados com estes materiais e a enzima Glicose Oxidase mostrou que os mesmos apresentam boa resposta catalítica frente ao substrato glicose e a importância destes materiais na atividade desta enzima. Os eletrodos modificados apresentaram boa sensibilidade, estabilidade à longo prazo e reprodutibilidade do método, podendo estes serem aplicados para a preparação de biossensores. / Layered Double Hydroxides (LDH) constitute a class of materials with a layered structure consisting of positively charged layers of a double hydroxide and hydrated anions intercalated in the interlayer domain. These materials have received much attention lately because they offer many advantages: they display acidic and basic properties, \"memory effect\", and high surface area; are inexpensive and easy to prepare; and can combine with a variety of cations and anions. Combination of LDH with materials like graphene oxide affords composites with improved properties as compared to the starting organic component. Heat treatment of LDH intercalated with a monomer such as 4-vinyl-benzene sulfonate (VBS), followed by \"in situ\" polymerization and carbonization, produces composites and/or carbon replica. The materials described above could be applied as support to immobilize enzymes and may provide an alternative platform for biosensor devices. In this study, we aimed to prepare and characterize LDH, composites and/or carbon replica derived from LDH, and LDH/graphene oxide composites and support glucose oxidase enzyme (GOx) on these matrixes. We investigated the electrochemical properties of the resulting materials and evaluated their potential application as biosensors. More specifically, we prepared and characterized Mg-Al and Zn-Al LDH systems intercalated with carbonate ion by the coprecipitation method; composites and/or carbon replica derived from a precursor LDH Mg-Al-VBS by coprecipitation at constant pH; and Mg-Al/graphene composites by coprecipitation at constant pH. We used these materials to immobilize GOx on modified electrodes and assessed the electrochemical activity and potential application of the immobilized enzyme as biosensor. Mg-Al-CO3, Zn-Al-CO3, Mg-Al-VBS LDH and Mg-Al/graphene oxide composite were crystalline, thermally stable, and porous and exhibited positively charged surface, which favored immobilization and electrochemical investigation of the GOx enzyme. The modified electrodes displayed good catalytic response to glucose, as substrate, and improved the activity of the enzyme as compared to GOx alone. Additionally, the modified electrodes were sensitive, stable, and reproducible, paving the way for their use in the design of biosensors.

A teoria de campo médio para o modelo de Ashkin-Teller com interações ferromagnéticas de longo alcance na presença de campos magnéticos aleatórios foi desenvolvida. Isso foi conseguido através do uso do truque de réplicas para a obtenção da energia livre e do estudo analítico das equações integrais acopladas dos parâmetros de ordem, da estabilidade de suas soluções e das suas expansões para T &#8804 Tc. Inicialmente, foram determinadas as expressões gerais das funções termodinâmicas do modelo no caso em que existiam três campos magnéticos aleatórios com distribuições gaussianas. Em seguida, foi examinado o caso particular do modelo com um só campo magnético aleatório na direção de Z = &#8249 &#948 S &#8250. A estratégia adotada se mostrou poderosa pois possibilitou a caracterização detalhada do diagrama de fases com várias superfícies de coexistência e das linhas de pontos críticos. As equações integrais das funções termodinâmicas desse caso particular foram discutidas e resolvidas numericamente para valores especiais das constantes de interação e da variância. Para o caso particular do modelo na presença de campos magnéticos aleatórios nas direções &#8249 S &#8250 e &#8249 &#948 &#8250, foram determinadas e discutidas as expressões das funções termodinâmicas. Foram também obtidas as equações das superfícies de instabilidade da solução paramagnética. Foi provado que a transição entre as fases paramagnética e de Baxter é sempre de primeira ordem. Outro resultado original da tese foi a verificação da existência da simetria de dilatação e contração do modelo de Potts na presença de campos magnéticos aleatórios. Essa simetria permite que o estudo da energia livre no intervalo q&#8712 (1,2) forneça o comportamento termodinâmico do sistema para todo q>2. / The meanfield theory of the long range Ashkin-Teller model in random fields was developed. This was obtained by using the replica trick and the study of the coupled integral equations for the order parameters, the stability of their solutions, and their expansions for T &#8804 Tc. Inicially, the expressions of the thermodynamic functions for the model in three random fields with Gaussian distributiuons were determined. After this, it was examined the particular case of the model with only one random field in the Z = &#8249 &#948 S &#8250 direction. The strategy revealed itself powerful by the detailed characterization of the phase diagram with several coexistence surfaces and lines of critical points. The integral equations of the thermodynamic functions for this particular case were discussed and numerically solved for special values of the interaction constants and field distribution variance. For the particular case of the model with random fields in the &#8249 S &#8250 and &#8249 &#948 &#8250, directions, the expressions were also determined and discussed. The equations of the instability surfaces for the paramagnetic solution were obtained, and it was proved that the para-Baxter transition line is always of first order. Another original result of the thesis was the verification of the the existence of the dilatation and contration symmetry in the Potts model with random fields. This symmetry permits that the study of the free energy in the q&#8712(1,2) interval supplies the thermodynamics behavior of the system for q>2.