Mestrado em Modelagem Matemática e Computacional
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Item Computational study on the CO2 reduction intermediates over Cu55 nanoclusters doped with cobalt(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-12-15) Nascimento, Guilherme von Rondow; Galvão, Breno Rodrigues Lamaghere; http://lattes.cnpq.br/7962146839706796; http://lattes.cnpq.br/3967554101211614; Galvão, Breno Rodrigues Lamaghere; Abreu, Heitor Avelino de; Mattos, Thiago Gomes deOs principais problemas ambientais, como o efeito estufa, são decorrentes do avanço da industrialização e da exploração excessiva dos combustíveis fósseis. A queima destes combustíveis libera uma grande quantidade de CO2 na atmosfera. Nesse contexto, a redução eletroquímica do CO2 oferece a possibilidade de remover este poluente da atomosfera e transformá-lo em produtos químicos de forma sustentável. Assim, investigar os intermediários eletroquímicos da redução pode fornecer insights sobre os mecanismos para converter CO2 eletroquimicamente. Neste trabalho, algumas etapas da redução eletroquímica do CO2 é estudada usando a Teoria do Funcional Densidade (DFT), funcional PBE com correção D3 implementada no pacote de simulação Viena ab initio (VASP). Como primeiro passo, cálculos são realizados para determinar a estrutura de menor energia para um cluster de 55 átomos. Depois, um átomo de cobre foi substituído por um átomo de cobalto em diferentes posições possíveis. Para investigar as interações entre o adsorbato e os aglomerados, cálculos preliminares de triagem são realizados para fornecer uma prévia dos locais e possibilidades de adsorção. As configurações mais relevantes são posteriormente refinadas com cálculos de nível superior. Os resultados mostram que H, OH, CO e COH tendem a adsorver em sítios hollow, enquanto HCO tem preferência em sítios bridge. Quando o cluster é dopado em subsuperfície, os adsorbatos H e COH mantêm sua preferência por sítios hollow, o mesmo acontece com HCO, que se mantém em sítio bridge, enquanto OH e CO preferem adsorver em sítios de bridge e top respectivamente. Se o átomo dopante estiver presente na superfície do cluster, H, OH e COH adsorvem em sítios hollow, enquanto CO e HCO têm preferência em adsorver em sítios top e bridge, respectivamente. Cálculos empregando o modelo do eletrodo de hidrogênio foram realizados com os sistemas mais estáveis, a adsorção do CO é favorável, entretanto a formação do COH e HCO requerem mais energia, resultados mostram também que a dopagem apresenta maiores diferenças quando a mesma é feita na superfície do cluster.Item Análise da correlação entre sentimentos e avaliações de qualidade sobre diálogos entre chatbots e seus usuários(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-11-30) Santos, Diego Ascânio; Menezes, Gustavo Campos; Dalip, Daniel Hasan; http://lattes.cnpq.br/2960751321530666; http://lattes.cnpq.br/6903109160065321; http://lattes.cnpq.br/1740396467946332; Menezes, Gustavo Campos; Dalip, Daniel Hasan; Brandão, Michele Amaral; Dutra, Lívia Maria; Dias, Thiago Magela RodriguesChatbots com boa qualidade correspondem às expectativas de seu funcionamento e assim, aumentam a retenção, engajamento e satisfação de seus usuários. A opinião dos usuários — medida através de questionários — é utilizada para mensurar esta qualidade, mas, possui limitações como métrica de qualidade tais quais: ser sucetível a viéses e avaliações displicententes, bem como, não poder ser aferida em tempo real. Para lidar com estas limitações, existem atributos de qualidade que as mitigam. O sentimento textual é um destes atributos, pois, o sentimento contém informações implícitas que mitigam avaliações displicentes, além de poder ser inferido em tempo real. Destarte, a partir de referências que exploram o sentimento textual como apromixador da qualidade de chatbots são realizados experimentos de correlação entre estas duas variáveis sobre o corpo de diálogos (entre humanos e chatbots) ConvAI, mencionado por uma das referências — cuja correlação entre sentimento e qualidade dos diálogos não foi abordada — atestando por fim que existe uma correlação entre sentimento textual e a qualidade dos chatbots do ConvAI: 휌-spearman = 0,3221, valor-p << 0,001. Outros resultados incluem: uma ferramenta de rotulação construída para realizar reclassificação de qualidade e anotação de sentimentos dos diálogos, bem como, o reforço da prática de reclassificação de diálogos por meio de comitês, prática presente na literatura.Item Recuperação e análise de artigos publicados em eventos científicos(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-26) Coimbra, Fernanda Silva; Dias, Thiago Magela Rodrigues; Araújo, Ronaldo Ferreira de; Dias, Thiago Magela Rodrigues; Araújo, Ronaldo Ferreira de; Costa, Emerson de Souza Costa; Menezes, Gustavo CamposA produção científica apresentou um crescimento significativo nos últimos tempos. Atualmente, são inúmeras as formas de propagar o conhecimento cientifico. Logo, os eventos científicos surgem como um dos principais meios de divulgação de resultados de pesquisas em diversas áreas do conhecimento e têm como objetivo disponibilizar informações e conhecimento científico para um grupo de pessoas. E ainda, publicar os resultados das pesquisas em formato de anais dos eventos. Trata-se de um compilado de todos os artigos apresentados em um evento específico. Porém, visando a integração de anais de eventos distintos, esta tarefa não é trivial, tendo em vista que cada evento possui suas publicações em repositórios específicos e formatos diversos. Neste contexto, integrar e analisar os artigos gerados a partir dos eventos se torna uma tarefa complexa. O trabalho em questão, visa traçar características dos eventos científicos e dos seus artigos publicados, utilizando os dados extraídos dos currículos cadastrados na Plataforma Lattes. Após a coleta dos dados curriculares da Plataforma Lattes em janeiro de 2021, foram realizadas etapas de seleção, tratamento, curadoria dos dados; caracterizando um conjunto de 360.888 currículos dos indivíduos com doutorado concluído e 11.416.655 artigos publicados em anais de eventos. De forma a tornar possível os resultados apresentados, várias análises foram realizadas a fim de retratar e detalhar características dos eventos científicos, dos artigos publicados e dos autores. Os resultados apresentados servirão de base para diversos outros estudos que visam compreender o desenvolvimento da ciência brasileira a partir de eventos científicos.Item Sistemas Fuzzy evolutivos na previsão e na classificação da demanda de passageiros de táxi(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-04-04) Linhares, Luís Fernando; Silva, Alisson Marques; http://lattes.cnpq.br/3856358583630209; http://lattes.cnpq.br/6415399254028961; Silva, Alisson Marques da; Meireles, Magali Rezende Gouvêa; Maia, Eduardo Habib Bechelane; Menezes, Gustavo CamposUtilizar transportes privados tem se tornado uma opção viável e cada vez mais popular como alternativa para transportes urbanos. Com este crescimento, um problema antigo e recorrente torna-se mais latente, que é a relação entre demandas de passageiros e oferta de táxis. Enquanto taxistas gastam considerável tempo em busca de novos passageiros, em contrapartida, têm-se passageiros que não conseguem encontrar taxistas. Com este desequilíbrio, os taxistas acabam gastando mais com combustível e desgastando o veículo devido à procura excessiva por passageiros e passageiros acabam não conseguindo táxis, ocasionando, assim, uma descrença na disponibilidade do serviço prestado. Este problema sugere a criação e a utilização de técnicas que possibilitem diminuir a lacuna entre a procura de passageiros por táxis e o contingente efetivo de veículos necessários para suprir essa demanda. Neste contexto, este trabalho apresenta uma nova abordagem para realizar a previsão e a classificação da demanda de passageiros de táxi. A abordagem proposta utiliza dados históricos de corridas de táxis e dados meteorológicos. O método de Kruskal-Wallis é empregado para identificar as variáveis mais relevantes e um sistema fuzzy evolutivo para realizar a previsão/classificação da demanda. Neste trabalho, são avaliados três sistemas evolutivos: Autonomous Learning Multi-Model (ALMMo); evolving Gaussian Multivariable Fuzzy System (eMG) e; evolving Neo-Fuzzy Neuron (eNFN). Experimentos computacionais foram realizados para comparar o desempenho da abordagem proposta. Os resultados experimentais indicam que a abordagem proposta obteve resultados comparáveis ou superiores ao estado da arte. O desempenho obtido sugere, portanto, que a abordagem proposta é promissora como alternativa para a previsão e classificação da demanda de passageiros.Item Modelo matemático para populações de Aedes SPP, com oviposição em ambientes aquáticos e secos(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-03-28) Alves, Alessandra Angelita Carneiro; Fernandes, José Luiz Acebal; Silva, Lillia dos Santos Barsante; Fernandes, José Luiz Acebal; Silva, Lillia dos Santos Barsante; Wyse, Ana Paula Pintado; D'Afonseca, Luis Alberto; Wanner, Elizabeth FialhoOs mosquitos Aedes aegypti e Aedes albopictus são os principais vetores transmissores de arboviroses como dengue, zika, febre chikungunya e febre amarela no mundo, sendo responsáveis pela infecção de milhões de pessoas anualmente. A faixa de maior incidência global destes vetores concentra-se nas regiões tropicais e subtropicais devido ao clima destas regiões favorecer o desenvolvimento do vetor. Variáveis meteorológicas como a precipitação e a temperatura, exercem uma influência considerável nos estágios de desenvolvimento do vetor, afetando a produtividade dos criadouros disponíveis para a postura de ovos, modulando a proliferação do vetor e gerando um padrão sazonal positivamente correlacionado com a incidência de arboviroses. Modelos matemáticos relacionados a variáveis meteorológicas têm sido amplamente desenvolvidos com o intuito de auxiliar no controle do mosquito. A oviposição do Aedes spp. pode se dar em ambientes aquáticos e secos, fator que é capaz de influenciar o padrão sazonal da população do vetor. Neste trabalho, realizamos um estudo teórico-numérico de um modelo matemático compartimental entomológico composto por três equações diferenciais não lineares que representam a dinâmica das populações de ovos em ambientes aquáticos e secos e, da população de fêmeas pós-repasto sanguíneo. Os parâmetros do modelo possuem dependência da temperatura e pluviosidade a fim de descrever a evolução temporal do ciclo de vida do mosquito. A validação do modelo ocorreu por comparação com dados experimentais de capturas de fêmeas Aedes obtidos pelo monitoramento entomológico das cidades de Caratinga, Lavras e Sete Lagoas em Minas Gerais, Brasil. Verificou-se que o modelo com oviposição em ambientes aquáticos e secos oferece ganho na descrição do ciclo de vida do mosquito com o acréscimo de variáveis meteorológicas nas três cidades em estudo e apresenta potencial para auxiliar no monitoramento e controle do vetor.Item Efeito da hibridização dinâmica de meta-heurísticas em um sistema multiagentes distribuído e escalável(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-03-25) Resi, Felipe Duarte dos; Borges, Henrique Elias; Gomes, Rogério Martins; http://lattes.cnpq.br/0460460352086325; http://lattes.cnpq.br/6447512644654475; http://lattes.cnpq.br/4965215490981944; Borges, Henrique Elias; Gomes, Rogério Martins; Santos, Bruno André; Wanner, Elizabeth FialhoMetaheurísticas híbridas reportam uma melhora significativa comparadas com as respectivas implementações clássicas. Apesar da técnica de hibridização de metaheurísticas ser promissora, ainda assim é possível encontrar problemas técnicos e fundamentalmente teóricos. As principais dificuldades técnicas são a necessidade do conhecimento do problema, e uma vez desenvolvida, é necessário calibrar os parâmetros numéricos do algoritmo. Uma alternativa ao desenvolvimento de novas meta-heurísticas, ou a hibridização manual delas, é utilizar os mecanismos de colaboração e comunicação próprios da modelagem de sistemas multi-agentes (MMAS) para promover uma hibridização dinâmica de diferentes estratégias de busca. A arquitetura D-Optimas é um MMAS baseado no modelo de atores, onde cada agente encapsula uma meta-heurística diferente e, dotado de um mecanismo de aprendizagem colabora com os demais agentes para encontrar a melhor solução para um problema de otimização. Os agentes interagem no espaço de busca que é dividido em regiões, que possuem um comportamento independente, podendo receber novas soluções, se particionar ou se fundir. O presente trabalho evoluiu a arquitetura D-Optimas comparada a sua última versão, adicionando mais algoritmos de otimização, atualizando a implementação para a biblioteca akka-cluster e simplificando a sua execução em um cluster. Este trabalho avaliou experimentalmente tanto a escalabilidade quanto o efeito da diversidade na qualidade das soluções. A arquitetura se mostrou escalável em um cluster de até seis nós, mantendo o número de agentes. A diversidade não se mostrou um fator relevante em todos os casos estudados.Item Coleta e tratamento de dados sobre a produção técnica brasileira um estudo baseado em patentes(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-03-17) Silva, Raulivan Rodrigo da; Dias, Thiago Magela Rodrigues; Carvalho Segundo, Washington Luis Ribeiro de; Dias, Thiago Magela Rodrigues; Carvalho Segundo, Washington Luis Ribeiro de; Chalco, Jesús Pascual Mena; Silva, Alisson Marques daEste trabalho busca contribuir com a compreensão do cenário tecnológico nacional, tendo como principal objetivo coletar, agregar e realizar tratamentos em grandes conjuntos de dados de patentes, para que dessa forma seja possível traçar uma visão geral da produção técnica brasileira. Tal análise é fundamentada na coleta e tratamento de patentes depositadas no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) e disponibilizadas no repositório internacional de patentes, Espacenet. Inicialmente, é apresentado um conjunto de estratégias que propiciou a coleta, tratamento e agregação dos dados contidos em documentos de patentes, processo este, que viabilizou a construção de uma base de dados local, flexível e ampla, composta por dados provenientes do INPI e Espacenet. Para agregar mais valor à base de dados, foram também coletados registros da base curricular da Plataforma Lattes do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). A fim verificar a representatividade das patentes registradas nos currículos da plataforma e sua validação junto aos dados coletados na Espacenet. Os dados coletados foram analisados e os resultados são apresentados sob diversas perspectivas, por meio de técnicas de bibliometria, patentometria, mineração de textos e algoritmos de processamento de linguagem natural, foram levantados indicadores quantitativos que caracterizam a produção técnica brasileira, tais como, evolução temporal, áreas do conhecimento que mais depositam patentes de acordo com as classificações obtidas, maiores depositantes, instituições de ensino superior que mais depositam patentes, entre outras. Consequentemente, foi possível salientar que estudar os diversos aspectos da evolução tecnológica com base em informações oriundas de documentos de patentes, além de ser relevante, possibilita compreender tendências tecnológicas e identificar especialistas em determinadas áreas do conhecimento. Além disso, gera uma formulação de políticas e estratégias que potencialize um diferencial competitivo para empresas e organizações atuantes no ramo da inovação e tecnologia. Ademais, destaca-se o grande esforço despendido para análise de um grande volume de dados de patentes, que corrobora com a proposição de uma base de dados local.Item Uma abordagem Fuzzy evolutiva com aprendizagem participativa e funções gaussiana multivariável(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-02-15) Rodrigues, Fernanda Pereira dos Santos; Silva, Alisson Marques da; http://lattes.cnpq.br/3856358583630209; http://lattes.cnpq.br/9707483185755948; Silva, Alisson Marques da; Lemos, André Paim; Sá, Elisângela Martins de; Martins, Vinícius CruzeiroEste trabalho propõe uma abordagem fuzzy evolutiva construída sob um algoritmo de agrupamento recursivo não supervisionado com aprendizagem participativa e funções de pertinência Gaussiana multivariável. A partir dessa abordagem, são introduzidos quatro modelos que se diferenciam pelo método de atualização dos parâmetros do consequente das regras fuzzy e são denominados eFLS (evolving Fuzzy with Multivariable Gaussian Participatory Learning and Weighted Recursive Least Squares), eFMI (evolving Fuzzy with Multivariable Gaussian Participatory Learning and Multi-Innovations Recursive Weighted Least Squares), eFCE (evolving Fuzzy with Multivariable Gaussian Participatory Learning and Recursive Maximum Correntropy) e eFTLS (evolving Fuzzy with Multivariable Gaussian Participatory Learning and Recursive Weighted Total Least Squares). Na abordagem proposta, os grupos são criados usando uma medida de compatibilidade e um mecanismo de alerta. A medida de compatibilidade é calculada pela distância Euclidiana ou Mahalanobis de acordo com o número de amostras do grupo. O método de exclusão de grupos combina idade e população para excluir grupos inativos. Os grupos redundantes são mesclados se houver uma sobreposição notável entre dois grupos. Os parâmetros do consequente são atualizados por um algoritmo recursivo de mínimos quadrados ponderados, mínimos quadrados ponderados com multi-inovações, máxima correntropia ou mínimos quadrados totais ponderados. O desempenho dos modelos é avaliado e comparado com modelos alternativos do estado da arte na previsão de séries temporais e na identificação de sistemas não lineares. Os experimentos computacionais e as comparações sugerem que os modelos propostos possuem um desempenho comparável ou superior ao dos modelos alternativos.Item Classificação automática de leucócitos em amostras sanguíneas de cães baseada em técnicas de visão computacional e redes neurais convolucionai(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-08-07) Firmino, Rógenes Reis; Pádua, Flávio Luis Cardeal; Rodrigues, Marco Túlio Alves Nolasco; http://lattes.cnpq.br/1025488431740232; http://lattes.cnpq.br/6545115051079964; http://lattes.cnpq.br/6483324686361554; Pádua, Flávio Luis Cardeal; Rodrigues, Marco Túlio Alves Nolasco; Batista, Nathalia Cosse; Leme, Fabiola de Oliveira Paes; Menezes, Gustavo CamposNa rotina clínica veterinária, o hemograma é o exame complementar mais solicitado, cujo objetivo é avaliar as diferentes células sanguíneas do animal para auxiliar no diagnóstico e acompanhamento da evolução das doenças. O hemograma examina as diferentes células do sangue animal de modo a realizar a contagem de hemácias, leucócitos e plaquetas em uma amostra sanguínea. Os métodos atuais para contagem e análise das células sanguíneas podem ser divididos em técnicas manuais, impedância, análise quantitativa da camada flogística, citometria de fluxo e por visão computacional. A técnica manual é morosa e apresentam um fluxo de trabalho repetitivo, o que pode gerar influências negativas nos resultados apresentados, pois além do prazo extenso para se obter essa resposta, ela ainda pode conter os efeitos subjetivos do profissional. Já as técnicas automáticas, apresentam outros tipos de problemas, como a baixa exatidão na contagem diferencial de leucócitos na técnica de impedância e o alto custo de aquisição e manutenção dos equipamentos relacionados à citometria de fluxo. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um método para localizar e classificar automaticamente leucócitos caninos por meio de técnicas de visão computacional e aprendizado de máquina, levando em consideração a variação morfológica celular do animal, a partir de imagens de esfregaços sanguíneos. Dessa forma, é possível fornecer resultados mais precisos do que as metodologias existentes, reduzindo o efeito da subjetividade dos resultados, além de diminuir o tempo gasto com a leitura de lâmina do esfregaço, liberando o médico veterinário para o desempenho de outras atividades. Para a construção do método, uma base de imagens com 433 exemplos de amostras sanguíneas de cães foi criada. Em seguida, a partir da análise de diversos espaços de cores, a componente S do espaço HSV proporcionou o melhor realce dos núcleos dos leucócitos. Com o uso de um limiar, as células sanguíneas de interesse foram localizadas na cena, identificando corretamente 1390 elementos celulares de um total de 1436, o que corresponde a uma taxa de acertos de 96.76%. Por fim, com o auxílio da VGG16, uma rede neural convolucional com transferência de aprendizado, uma acurácia média de 98,5% foi obtida para as células das seguintes classes: linfócitos, neutrófilos, eosinófilos, monócitos e metarrubrícitos.Item Algorítmos iterated local search e simulated annealing aplicados ao problema de localização com cobertura parcial(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-07-14) Cardoso, Leonardo Correa; Sá, Elisângela Martins de; Souza, Sérgio Ricardo de; http://lattes.cnpq.br/3677015295211434; http://lattes.cnpq.br/4686246805500174; http://lattes.cnpq.br/7295935169153074; Sá, Elisângela Martins de; Souza, Sérgio Ricardo de; Diana, Rodney Oliveira Marinho; Menezes, Gustavo CamposO Problema de Localização com Cobertura Parcial consiste em localizar um conjunto de instalações de forma a minimizar o custo total de localização e garantir que uma quantidade predeterminada de demanda de clientes seja coberta por estas instalações. Este trabalho apresenta dois algoritmos para a resolução deste problema, sendo o primeiro baseado na meta-heurística Iterated Local Search e o segundo baseado na meta-heurística Simulated Annealing. Além disso, um conjunto de experimentos computacionais foram realizados e resultados demonstram que boas soluções podem ser encontradas para instâncias moderadamente grandes.Item Algoritmos heurísticos para os problemas de localização-alocação de mamógrafos e roteamento de unidades móveis de mamografia(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-07-11) Assis, Romário dos Santos Lopes de; Souza, Marcone Jamilson F.; Silva, Maria Amélia Lopes; http://lattes.cnpq.br/1584173805850799; http://lattes.cnpq.br/6078945717558464; http://lattes.cnpq.br/0327627715414522; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Siqueira, Eduardo Camargo de; Silva, Maria Amélia Lopes; Costa, Tatiana Alves; Sá, Elisângela Martins de; Souza, Sérgio Ricardo deEsta dissertação tem seu foco no problema de cobertura de exames de mamografia no Sistema Único de Saúde do Brasil. Este problema foi decomposto em dois subproblemas que são resolvidos sequencialmente: o Problema de Localização e Alocação de Mamógrafos fixos (PLAM) e o de Roteirização das Unidades Móveis de Mamografia (MMURP). No primeiro problema, o objetivo é determinar a localização de mamógrafos fixos e as cidades por ele atendidas satisfazendo a um conjunto de restrições, entre as quais a limitação da distância de atendimento. Dado que cidades sem infraestrutura hospitalar para sediar um mamógrafo fixo e distantes de outras com infraestrutura não podem ser atendidas por mamógrafos fixos, então, para cobri-las são utilizadas Unidades Móveis de Mamografia (MMUs). A roteirização das MMUs dá origem ao segundo subproblema. Para resolver o PLAM foram desenvolvidos dois algoritmos de otimização baseados nas meta-heurísticas Iterated Greedy Search (IGS) e General Variable Neighborhood Search (GVNS), nomeados IGS-PLAM e GVNS-PLAM, respectivamente. Esses algoritmos utilizam uma nova representação de solução que permite identificar individualmente cada equipamento instalado em uma cidade. Além disso, eles usam novas estruturas de vizinhança. Para testá-los foram utilizadas instâncias da literatura referente a dados reais de estados brasileiros. Os resultados desses algoritmos foram comparados com aqueles produzidos por um algoritmo da literatura e com os do resolvedor CPLEX. Em seguida, para cada instância, o conjunto de cidades não atendidas integralmente pelos mamógrafos fixos na melhor solução gerada pelos algoritmos propostos é utilizado como instância para a solução do MMURP. Esse segundo subproblema é resolvido por meio de um algoritmo heurístico construtivo que determina o número de MMUs e suas respectivas rotas de forma a atender toda a demanda existente. Esta metodologia foi utilizada para gerar soluções para sete estados da federação brasileira.Item A mecânica quântica supersimétrica e suas aplicações(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-03-13) Silva, Wanderley da; Scarpelli, Antônio Paulo Baêta; Negrini Neto, Osvaldo; http://lattes.cnpq.br/6607141415887356; http://lattes.cnpq.br/4164041157405626; http://lattes.cnpq.br/8478442420290310; Scarpelli, Antônio Paulo Baêta; Negrini Neto, Osvaldo; Pallegrino, Giancarlo Queiroz; Brito, Luiz Cléber Tavares deA supersimetria é um princípio bastante atraente na busca por teorias mais abrangentes, além do Modelo Padrão das partículas elementares, pois envolve o intercâmbio entre campos fermiônicos e bosônicos, além de resolver problemas como o do ajuste fino. A mecânica quântica supersimétrica (MQ SUSI) foi desenvolvida por Witten em 1981, inicialmente como um modelo para testar métodos de teorias de campos. A partir do momento em que a comunidade científica voltou sua atenção para a Mecânica Quântica SUSI, ficou evidente que este campo de estudos era interessante por si mesmo. Além de servir como um modelo para testar métodos de teorias de campos, constatou-se que a MQ SUSI traz novas luzes sobre o método de fatoração de Infeld e Hull, que foi a primeira forma de categorizar os problemas de potenciais solucionáveis analiticamente. Cálculos da mecânica quântica podem ser simplificados por meio de procedimentos da MQ SUSI. Há muito o que ser explorado em MQ SUSI no cenário atual. Este projeto tem como proposta fazer uma revisão dos diversos procedimentos adotados na MQ SUSI , desenvolver procedimentos numéricos para o cálculo de grandezas físicas em MQ SUSI. Neste trabalho vamos estudar os poços quânticos nas dimensões: 1D (finito e infinito), 2D (quadrado e circular), 3D esférico ( finito e infinito) e o átomo de hidrogênio, bem como seus parceiros supersimétricos. Apresentaremos ao fim uma discussão de aplicações da mecânica quântica supersimétrica e algumas aplicações tecnológicasItem Anonimização de dados: um comparativo de algoritmos de privacidade baseados no modelo K-Anonymity(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-02-27) Figueiredo, Diogo Souza de; Rodrigues, Thiago de Souza; http://lattes.cnpq.br/4182923743939851; http://lattes.cnpq.br/9220227208158608; Rodrigues, Thiago de Souza; Dias, Sandro Renato; Menezes, Gustavo CamposEm quase todas as atividades diárias, a internet está sempre presente. Muitas dessas atividades, requerem o compartilhamento de dados pessoais (por exemplo, endereço, telefone, idade, localidade, dentre outros) e dados considerados sensíveis (por exemplo, diagnóstico médico, conta de banco, número de documentos, dentre outros), gerando uma preocupação quanto a privacidade dessas informações perante a sociedade. Compartilhar informações exige a utilização de ferramentas de proteção de dados, de forma que as informações desses dados não possam ser utilizadas para identificar um indivíduo. Para atender as Leis e regulamentações aplicáveis, bem como, as políticas de proteção de dados informadas, surgiu um mecanismo de proteção de dados chamado anonimização de dados. Esse mecanismo consiste basicamente em remover os identificadores e ocultar dados sensíveis impossibilitando sua re-identificação. À medida que grandes quantidades de dados de indivíduos são disseminadas, novos desafios aparecem para a proteção de sua privacidade. Vários algoritmos de anonimização foram propostos, tornando-se a publicação de dados de preservação de privacidade em uma área de pesquisa bem abrangente. No entanto, é difícil identificar e selecionar o algoritmo mais adequado, devido ao grande número de algoritmos disponíveis e informações limitadas sobre seus desempenhos. Neste trabalho, são apresentados três algoritmos de anonimização chamados DataFly, Incognito e Mondrian. Será abordado suas eficiências no processamento dos dados, suas eficácias na quantidade de dados utilizados empregando um conjunto amplo de diferentes parâmetros, métricas e conjuntos de dados. Para orientar na seleção de um algoritmo, uma bateria de experimentos será realizada entre eles para identificar quais fatores podem influenciar no desempenho, apresentando as condições em que cada algoritmo supera uns aos outros em determinados requisitos de privacidade bem como suas vantagens e desvantagens.Item Um GRASP reativo para o problema de sequenciamento de máquinas paralelas não relacionadas com recurso escasso adicional(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-02-24) Oliveira, Cesar Augusto Souza de; Souza, Sérgio Ricardo de; Diana, Rodney Oliveira Marinho; http://lattes.cnpq.br/5802108825109375; http://lattes.cnpq.br/3677015295211434; http://lattes.cnpq.br/5726783073756949; Souza, Sérgio Ricardo de; Diana, Rodney Oliveira Marinho; Silva, Maria Amélia Lopes; Menezes, Gustavo CamposEste trabalho aborda o problema de sequenciamento de tarefas em máquinas paralelas não relacionadas com recurso escasso adicional (Unrelated Parallel Machine Scheduling Problem with Secondary Resources – UPMR). Neste problema, um determinado conjunto de tarefas serão distribuídas em um conjunto de máquinas. O objetivo é minimizar o instante de conclusão da última tarefa (makespan). A cada instante de tempo existe uma quantidade máxima de recursos disponível para processar as tarefas do sequenciamento, cada tarefa demanda uma certa quantidade desse recurso ao ser processada. Caso o limite total de recurso seja ultrapassado, a solução se torna infactível. Para resolução do problema, propomos um algoritmo GRASP Reativo juntamente com um método de busca local VND. Um método guloso para o reparo de soluções infactíveis foi proposto e aplicado em conjunto com o GRASP Reativo. Um conjunto de instâncias da literatura é usado para a validação e comparação dos resultados. Análises realizadas com os resultados obtidos indicaram que a abordagem proposta obteve resultados satisfatórios em boa parte das instâncias em relação à abordagens existentes na literatura.Item Complexidade das relações em redes de criminalidade(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-05-16) Toledo, Alex Sander de Oliveira; Scarpelli, Antônio Paulo Baeta; Faria, Allbens Atman Picardi; Carpi, Laura Corina; http://lattes.cnpq.br/4216801992845696; http://lattes.cnpq.br/4164041157405626 País de Nacionalidade Brasil; http://lattes.cnpq.br/9658658789730577; Scarpelli, Antônio Paulo Baeta; Faria, Allbens Atman Picardi; Magalhaes, Arthur Rodrigo Bosco de; Hamada, Hélio Hiroshi; Oliveira, Izabela Marques de; Carpi, Laura Corina; Mattos, Thiago Gomes de; Jesus, Tiago Alves Schieber deA compreensão de que a sociedade funciona como redes interligadas levou a mudanças significativas nas técnicas e abordagens científicas em diversas disciplinas. Em particular, teve um impacto profundo na criminologia, oferecendo benefícios substanciais em termos de alocação de recursos e até salvando vidas. O surgimento de conhecimentos teóricos avançados de Ciência de Redes e Aprendizado de Máquina abriu novos caminhos para o desenvolvimento de modelos de análise de redes, considerando a relevância topológica e dinâmica dos indivíduos dentro das redes criminosas. Nos últimos anos, as abordagens baseadas em redes melhoraram através da criação de representações interconectadas, permitindo análises de rede mais abrangentes e integradas. Aproveitando vastos bancos de dados de segurança pública do Estado de Minas Gerais, Brasil, este estudo propõe modelos para identificar e classificar agentes-chave com base em redes complexas e mineração de outlier por meio de capital humano, social e misto. Várias estratégias para identificar agentes-chave que perturbam a estrutura da rede são comparadas e o desempenho das estratégias de identificação é avaliado. Os resultados demonstram que a definição proposta de capital social e Outilier Score 1 (OS1) é a abordagem mais eficiente. O modelo de identificação dos principais intervenientes sugerido para perturbar as redes criminosas permite que as autoridades responsáveis pela aplicação da lei identifiquem, visualizem e avaliem as atividades ilegais, aumentando assim a probabilidade de desmantelamento bem sucedido destas redes.Item Complexidade na modelagem de sistemas epidêmicos(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-08-20) Gonzaga, Marlon Nunes; Faria, Allens Atman Picardi; Oliveira, Marcelo Martins de; http://lattes.cnpq.br/2091568617999217; http://lattes.cnpq.br/4216801992845696; http://lattes.cnpq.br/7386244848291169; Faria, Allens Atman Picardi; Silva, Alcides Volpato Carneiro de Castro e; Mata, Angélica Sousa da; Wanner, Elizabeth Fialho; Oliveira, Marcelo Martins; Mattos, Thiago Gomes deNeste trabalho, a modelagem baseada em agentes (MBA) foi utilizada na criação de três modelos aplicados no estudo do espalhamento de doenças de propagação comunitária transmitida pelo ar, tendo como principal motivação a pandemia de COVID-19. No primeiro modelo, duas distribuições espaciais e duas escalas de interação entre os agentes são utilizadas para estudar os efeitos socioespaciais sobre a disseminação do vírus. Mostra-se que a distribuição espacial dos indivíduos em modelos como este desempenha um papel fundamental na dinâmica da infecção. Já o segundo modelo tem como principal motivação o fato de que muitos estudos biomédicos exploram a eficiência da resposta imune para evitar a infecção causada por patógenos, porém, poucos estudos socioambientais tratam desse assunto. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo apresentar o Modelo Baseado em Agentes com Imunidade (no inglês, IABM), um modelo computacional para replicar cenários de disseminação de patógenos cujo curso é determinado pelas características fisiológicas dos indivíduos que formam a comunidade exposta ao patógeno. A dinâmica dentro do hospedeiro considera a resposta inata (células não especializadas) e o desenvolvimento da resposta humoral pelo trabalho orquestrado pelas células B e T. Em uma escala mais ampla, o modelo compartimental SEIR conduz as transições dos estados epidemiológicos dos agentes. Os resultados mostram uma variabilidade significativa das respostas inatas e humorais dos agentes, bem como diferentes níveis de carga viral. Um vasto espectro de períodos de recuperação foi observado, corroborando a hipótese de infecção de longa duração. O terceiro modelo estudado foi desenvolvido a partir da aplicação do modelo IABM em uma investigação envolvendo estratégias de vacinação. A análise em nível microscópico demonstra o impacto da vacinação nas respostas imunológicas individuais. No nível macroscópico, são explorados os efeitos de diferentes estratégias de vacinação em toda a população, incluindo vacinação aleatória, vacinação direcionada de grupos demográficos específicos e vacinação focada espacialmente. Os resultados indicam que o aumento das taxas de vacinação está correlacionado com a diminuição das taxas de infecção e mortalidade, destacando a importância de alcançar a imunidade de rebanho através da vacinação. Além disso, as estratégias centradas nas populações vulneráveis ou nas regiões densamente povoadas revelam-se mais eficazes na redução da transmissão de doenças em comparação com a vacinação distribuída aleatoriamente. As estratégias focadas em regiões específicas, além de se mostrarem mais eficientes na redução do número de infectados e mortos, poderiam reduzir custos relacionados ao transporte, armazenamento e distribuição de doses quando comparadas à estratégia de vacinação aleatória. Considerando que a acessibilidade, disponibilidade e aceitabilidade das vacinas são problemas que ainda persistem, investir na investigação de estratégias que mitiguem tais questões é crucial no desenvolvimento e aplicação de políticas governamentais que tornem os sistemas de imunização mais eficientes e robustos.Item Meta-heurísticas iterated local search e adaptive large neighborhood search aplicadas ao problema p-hub centro não capacitado com alocações múltiplas(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-12-18) Ferreira, Alexandre Sidney; Sá, Elisangela Marins de; Souza, Sérgio Ricardo de; http://lattes.cnpq.br/3677015295211434; http://lattes.cnpq.br/4686246805500174; http://lattes.cnpq.br/8108518075104365; Sá, Elisangela Marins de; Gomes, Bruno Nonato; Menezes, Gustavo Campos; Souza, Sérgio Ricardo deO problema p-hub centro não capacitado com alocação múltipla consiste em selecionar p nós para se tornarem hubs e alocar nós não hubs a esses hubs, com o objetivo de minimizar o maior custo de atendimento das demandas, considerando os custos associados a todos os pares origem-destino. Este problema é particularmente relevante para sistemas logísticos que envolvem a distribuição de produtos perecíveis ou cargas urgentes, em que se deseja minimizar o maior tempo de entrega, redes de transporte em que se deseja minimizar o maior tempo de viagem, e, de forma semelhante, redes de telecomunicações, em que se deseja a redução da latência máxima na transmissão de dados. Por se tratar de um problema NP-Difícil, esta dissertação adota meta-heurísticas para sua resolução. Uma das abordagens utiliza a meta-heurística Iterated Local Search (ILS), escolhida por sua eficácia na resolução de problemas com características similares. A outra abordagem emprega a meta-heurística Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS), destacada por sua capacidade adaptativa na exploração de grandes vizinhanças. Experimentos computacionais foram realizados para comparar o tempo de execução e o valor da função objetivo dos algoritmos implementados em relação ao solver CPLEX e aos melhores resultados da literatura. Os resultados demonstram que os algoritmos foram capazes de encontrar boas soluções dentro de um tempo computacional adequado.Item Caracterização estatística de tubos petrolíferos: uma análise por métodos matemáticos e técnicas computacionais para definição de probabilistic design(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-05-21) Mesquita, Henrique Milagres; Silva, Alisson Marques da; http://lattes.cnpq.br/3856358583630209; http://lattes.cnpq.br/8183350227702842; Silva, Alisson Marques da; Braga, Carmela Maria Polito; Dias, Thiago Magela Rodrigues; Leite, Valter Júnior de SouzaO presente trabalho investiga a robustez dos tubos de aço de alta resistência utilizados em plataformas petrolíferas, focando nas pressões de colapso a que esses tubos estão sujeitos. À medida que as operações de extração de petróleo e gás se deslocam para águas mais profundas e atravessam camadas terrestres submersas cada vez mais espessas, os desafios tecnológicos para garantir a integridade dos tubos aumentam significativamente. A segurança e eficiência da extração dependem de métodos precisos de análise e monitoramento que assegurem a resistência dos tubos a altas pressões e grandes variações de temperatura. Este estudo se concentra em descrever como os dados históricos podem ser manipulados para identificar pontos fortes e fracos dos tubos, bem como sua adequação para aplicações específicas. Utilizando técnicas de análise estatística, o trabalho visa prever a pressão de colapso de tubos de aço sem costura, permitindo a concepção de projetos virtuais por meio de simulações computacionais. Além disso, a computação de alto desempenho é empregada para realizar análises comparativas entre abordagens estatísticas e computacionais, avaliando a robustez dos tubos. O objetivo é aprimorar o projeto e a segurança dos sistemas empregados na indústria de óleo e gás.