68 – HEURÍSTICA PARA O PASSEIO ABERTO DO CAVALO EM TABULEIROS MULTIDIMENSIONAIS
Autor(es): Vitor Silva Costa
Orientação: Vinícius Gusmão Pereira de Sá
Resumo:
Não se conhece algoritmo exato que resolva eficientemente o problema de encontrar um passeio aberto do cavalo em um tabuleiro
de xadrez n x n, para n arbitrário e a partir de qualquer casa inicial. Um tal passeio consiste em uma sequência onde cada casa do
tabuleiro aparece exatamente uma vez, e onde duas casas consecutivas estão separadas, no tabuleiro, pelo típico movimento do
cavalo (em ?L?), pelo qual o cavalo desloca-se duas unidades em uma dimensão e apenas uma unidade na outra dimensão. Em
artigo publicado como parte deste projeto de pesquisa [Anais do XLV Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional (2013), pp.
3041?3052], propusemos uma heurística linear que obteve êxito em 100% dos casos testados, correspondendo a todas as casas
iniciais plausíveis de tabuleiros quadrados com n de 5 a 5000. No presente trabalho, consideramos a extensão de tais resultados
para tabuleiros d-dimensionais com n1 x n2 x … x nd casas. O movimento do cavalo, em d dimensões, tem preservada sua
característica original, provendo um deslocamento de duas unidades em alguma dimensão, de uma unidade em outra dimensão, e
mantendo inalteradas as coordenadas do cavalo nas demais dimensões.
Em 1991, Schwenk caracterizou os tabuleiros retangulares bidimensionais que admitem passeio fechado do cavalo [Mathematics
Magazine 64 (1991), pp. 325?332], isto é, um passeio em que o cavalo, após passar por cada casa do tabuleiro exatamente uma
vez, retorna em um único movimento para a casa inicial. Recentemente, Joshua Erde, Bruno Golénia e Sylvain Golénia estudaram a
versão d-dimensional do problema [The Electronic Journal of Combinatorics 19:P9 (2012)]. Por se tratar de uma generalização do
problema original, a frase que abre este resumo implica que ainda não é conhecido qualquer algoritmo eficiente para exibir um
passeio aberto em d dimensões. Em face disto, nossa abordagem, neste trabalho, consistiu em revisitar a heurística que aplicamos
com sucesso em nosso trabalho original para duas dimensões, adaptando-a de forma a permitir sua aplicação a tabuleiros
multi-dimensionais. Isto foi tornado possível, primordialmente, por uma abordagem em que tabuleiros multi-dimensionais são
tratados como conglomerados de tabuleiros bidimensionais. Apresentamos condições suficientes para que tabuleiros d-dimensionais
possam ser assim resolvidos, para todo inteiro d > 2.
1090 – COMPLEXIDADE DO PROBLEMA DO CAMINHO MAIS LONGO
Autor(es): Filipe Qiang Zhou
Orientação: Marcia Rosana Cerioli
Resumo:
O problema do caminho mais longo em grafos consiste em encontrar um caminho de maior tamanho, isto é, com maior número de
arestas, no grafo dado. O problema do caminho mais longo é uma generalização do problema clássico do caminho hamiltoniano,
sendo ambos problemas NP-completos.
Uma maneira de resolver o problema é fazer uma aproximação do caminho mais longo. Porém, encontrar uma boa aproximação
também é uma tarefa difícil, uma vez que não existe um algoritmo polinomial que tenha fator de aproximação constante para este
problema a menos que P = NP (D. Karger, R. Motwani e G.D.S Ramkumar. On approximation the longest path problem in a graph.
Algorithmica, 18(1), 82-98, 1997.).
Uma segunda abordagem é estudar o problema para uma classe específica de grafos, analisando as suas propriedades estruturais
de modo a obter condições que acarretem a elaboração de um algoritmo de tempo polinomial. Como exemplo, a classe dos grafos
de intervalo, por possuir modelo de interseção bem estruturado, é uma das classes para a qual uma solução eficiente já foi obtida (K.
Ioannidou, G.B. Mertzios, e S.D. Nikolopoulos. The longest path problem has a polynomial solution on interval graphs. Algorithmica,
61(2), 320-341, 2011.).
Neste trabalho, investigamos estas duas abordagens de modo a obter um melhor entendimento da dificuldade de resolver o
problema do caminho mais longo em grafos não direcionados.
69 – CRIPTO-ESTEGANOGRAFIA: IMAGENS INOCENTES PODEM TRANSPORTAR ARQUIVOS SECRETOS
Autor(es): Vitor Silva Costa
Orientação: Vinícius Gusmão Pereira de Sá
Resumo:
Há muito tempo se discute como armazenar ou transmitir informações confidenciais de forma segura. Essa questão é fundamental
nos dias de hoje, sobretudo com a Internet servindo de meio de comunicação para os diversos fins. Recentemente, diversos casos
de quebra de privacidade colocaram o tema no centro das atenções. Esteganografia consiste no uso de técnicas para se ocultar uma
mensagem dentro de outra, que funcionará como veículo. Este trabalho mostra não apenas como podemos guardar uma informação
qualquer dentro de uma imagem, mas também como podemos deixá-la protegida através de criptografia. Nosso método é original e
de simples implementação, podendo ser utilizado tanto para uso pessoal quanto para a troca de mensagens e arquivos entre duas
partes através de uma rede insegura.
O primeiro desafio para se realizar a esteganografia criptografada (ou cripto-estenografia) é como esconder qualquer tipo de arquivo
dentro de uma imagem, seja ele texto puro, áudio, imagem ou até mesmo vídeo.
Codificando toda a informação necessário em um a sequência de bits 0 ou 1, podemos manipular qualquer dado independente de
seu formato original. Assim conseguimos armazenar todos esses dados no bit menos significativo de cada pixel de uma imagem
veículo. O quesito segurança é adicionado com a presença de uma senha que é usada como “seed” para um gerador de números
pseudo-aleatórios que determinarão a sequência de leitura dos pixels da imagem para a recuperação da informação armazenada,
tornando computacionalmente inviável a quebra de segurança por força bruta.
1145 – INTERSEÇÃO DE CAMINHOS MAIS LONGOS EM GRAFOS
Autor(es): Paloma Thome de Lima
Orientação: Marcia Rosana Cerioli
Resumo:
Em 1966, o matemático Tibor Gallai propôs a seguinte questão: dado um grafo conexo qualquer, é verdade que sempre existe um
vértice que pertence a todos os seus caminhos mais longos? Hoje é sabido que isso não é verdadeiro para grafos em geral. O menor
contra-exemplo conhecido foi dado por Zamfirescu e Walther independentemente e possui 12 vértices. No entanto, se consideramos
o problema em algumas classes específicas de grafos, a resposta a esta pergunta pode ser afirmativa, como é o caso das árvores e
grafos split (S. Klavzar e M. Petkovsek, Graphs with nonempty intersection of longest paths, Ars Combinatoria 29 (1990) 43-52.),
grafos de intervalo (P. Balister, E. Györi, J. Lehel e R. Schelp, Longest paths in circular arc graphs, Combinatorics, Probability and
Computing 13 (2004) 311-317.) e grafos outerplanares (C. G. Fernandes, D. M. Martin, S. F. Rezende e Y. Wakabayashi,
Intersecting longest paths, Discrete Mathematics 313 (2013) 1401-1408.).
Uma variação deste problema consiste em considerar a interseção de uma quantidade fixa de caminhos mais longos. Um resultado
básico nos diz que a interseção de quaisquer dois caminhos mais longos em um grafo é sempre não-vazia. No entanto, determinar
se sempre há um vértice na interseção de três caminhos mais longos em um grafo qualquer ainda é uma questão em aberto. Em
2009, M. Axenovich (When do three longest paths have a common vertex?, Discrete Mathematics, Algorithms and Applications 1
(2009) 115-120.) determinou configurações proibidas para a união de 3 caminhos mais longos e também algumas propriedades
estruturais que um possível contra-exemplo minimal para essa conjectura deve possuir.
Neste trabalho estudamos o problema proposto por Gallai e sua variação para um número fixo de caminhos mais longos, quando
restritos a classes específicas de grafos.
133 – MÉTODO DE RANQUEAMENTO DE ESPECTROS DE MASSA PARA IDENTIFICAÇÃO DE PEPTÍDEOS
Autor(es): Marcos Antonio Serpa de Barros, André Ramos Fernandes da Silva, Felipe Araújo Teixeira
Orientação: Diogo Borges Lima, Joao Carlos Pereira da Silva
Resumo:
A proteômica é uma ciência que tem como objetivo analisar misturas proteicas a partir da digestão das proteínas, para que se possa
realizar a identificação e quantificação dos peptídeos através da espectrometria de massas. Por causa da quantidade enorme de
dados a serem analisados, é praticamente inviável estudar proteômica sem utilizar métodos computacionais. E para isso, é
fundamental o desenvolvimento de algoritmos que utilizam técnicas de Inteligência Artificial a fim de obter a interpretação dos dados
gerados.
Dentre as diferentes técnicas existentes para identificação de peptídeos, aquela tida como padrão ouro, denominada Peptide
Spectrum Matching (PSM), consiste na comparação de espectros de massa experimentais, obtidos a partir do espectrômetro de
massas, com espectros teóricos, gerados a partir de um banco de dados de sequências proteicas. Tal comparação é feita aplicando
um score em cada espectro teórico comparado ao espectro experimental. Àqueles que obtiverem o maior score são tidos como os
PSM’s, ou seja, são os peptídeos candidatos referentes ao espectro experimental.
O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia que seja capaz de aplicar um score aos espectros teóricos e assim,
conseguir selecionar os melhores para um determinado espectro experimental.
48 – REPRESENTAÇÃO SEMÂNTICA E EXTRAÇÃO DE DESCRITORES DE CATEGORIAS COMPLEXAS
Autor(es): Rafael Vieira da Costa Alves
Orientação: Joao Carlos Pereira da Silva
Resumo:
Enquanto os modelos conceituais se tornam mais complexos e descentralizados, mais conteúdo é transferido para descritores
em linguagem natural. Com isso o vocabulário e a variação nos termos usados aumenta, e a integração conceitual é reduzida.
Por exemplo, em uma ontologia, podemos ter alguns descritores primitivos que identificam classes e outros, chamados de
descritores de categorias complexas, que são obtidos compondo descritores primitivos através de um conjunto de relações. Por
exemplo, o descritor complexo ‘Senadores Franceses do Segundo Império’ (‘French Senator Of The Second Empire’) pode ser
construído através especialização do descritor primitivo “Império” pelo descritor “Segundo”, gerando um descritor complexo
“Segundo Império” que posteriormente será especializado pelo descritor complexo “Senadores Franceses”.
Este projeto tem como objetivo, extrair descritores de categorias complexas a partir de descrições em linguagem natural e
representá-los através de um modelo conceitual de representação em forma de um grafo de conceitos primitivos, o que favorece a
interpretação semântica e a inter-ligação desses conceitos primitivos.
135 – ALGPEDIA- ENCICLOPEDIA COLABORATIVA DE ALGORITMOS
Autor(es): Pablo de Abreu Abdelhay, Thais do Nascimento Viana
Orientação: Carla Amor Divino Moreira Delgado, Joao Carlos Pereira da Silva
Resumo:
Com a grande quantidade de informações dos mais diversos tópicos espalhadas na internet, mesmo com mecanismos de buscas
bastante e?cientes, ainda é muito difícil encontrar informações estruturadas e concentradas em um único portal a cerca de um tema.
Informações de fontes diversas na internet são custosas em termos de tempo para os usuários que pesquisam por aquele tema.
Para nós, humanos, isto ainda é aceitável pois nos acostumamos a pesquisar em sites de buscas e encontrar tudo que precisamos
na internet. Porém, quando se trata de agentes inteligentes (computadores), esta dispersão de dados, ainda mais não estruturados
se tornam um problema sério.
Neste trabalho apresentamos uma plataforma web (website) que reúne informações relevantes sobre algoritmos de programação. O
objetivo da plataforma é ser referência no âmbito da programação, provendo informações teóricas e práticas sobre os algoritmos,
suas implementações e avaliações e comentários dos usuários. Toda essa informação gerada e exposta no site será útil não só para
humanos, que terão um portal referência sobre algoritmos de programação, mas também para computadores que poderão acessar
informações sobre esses algoritmos através de dados estruturados e disponibilizados pela plataforma em uma base semântica.
2303 – INTRODUÇÃO À CLASSIFICAÇÃO DE TEXTO
Autor(es): Bruno Gavarra de Araujo
Orientação: Adriana Santarosa Vivacqua
Resumo:
Neste projeto estudamos métodos de mineração de dados e texto, para compreender como classificá-los de acordo com o assunto.
O objetivo do projeto era entender como funcionam as técnicas de classificação de texto e recuperação de informação, como um
primeiro passo para a construção de perfis de usuários.
O perfil de usuário é uma forma simplificada de descrever um usuário. Entender os interesses e habilidades do usuário a partir das
suas atividades online é o primeiro passo para a construção destes perfis. Assim, uma das formas de construir um perfil de usuário
seria através da análise do que o usuário lê e posta nas redes sociais. Para chegar a este estágio, é necessário analisar o texto
acessado pelo usuário e determinar sobre que ele fala.
Para isso, estudamos e implementamos o modelo vetorial, segundo o qual cada texto é transformado em um vetor de palavras e
depois comparado com grupos de palavras para determinação de qual classe pertencem. Foram escolhidas 4 classes: esportes,
religião, política e entretenimento. Para cada uma foi criado um dicionário de palavras comumente utilizadas. Cada texto então é
transformado em vetor e as palavras comparadas com as palavras de cada dicionário, para verificar se o texto pertence aquela
classe.
Esta primeira implementação ajudou no entendimento dos métodos. O próximo passo será a definição dinâmica dos dicionários e a
classificação dos textos em mais de uma classe, usando a técnica de contagem de palavras.
Foi feita uma primeira implementação, sem a utilização de nenhuma biblioteca, de algoritmo para processar um texto e classificá-lo
em uma de 4 categorias: política, esportes, religião, entretenimento. As palavras que definem cada grupo foram escolhidas
arbitrariamente. A próxima versão deverá agrupamentos definidos dinamicamente e classificações mais refinadas (ex: texto fala
sobre política 20%, esportes 80%). Após este estudo, é possível entender melhor os métodos utilizados e testar novas abordagens.
4081 – IDENTIFICAÇÃO DO NÍVEL DE EXPRESSIVIDADE SEMÂNTICA EM DADOS ABERTOS INTERLIGADOS
Autor(es): Camila Carvalho Ferreira, Karen Torres Teixeira
Orientação: Kelli de Faria Cordeiro, Maria Luiza Machado Campos
Resumo:
Apoiada pelo W3C, a abordagem de dados abertos interligados (LOD – Linked Open Data) envolve princípios simples da Web
Semântica para publicar, anotar e relacionar dados adotando padrões de representação da Web e reutilizando vocabulários e
ontologias [1]. Essa abordagem tem sido usada como uma alternativa de integração de dados distribuídos na Web. Para isso,
diversos métodos de interligação de dados estão sendo propostos [2]. No cenário atual, apesar de já se encontrarem disponíveis
diversos tipos de ferramentas para apoiar a interligação de LOD, ainda não se dispõe de um ambiente integrado que facilite o
processo, especialmente, se considerarmos os diferentes níveis de expressividade semântica encontrados nas variadas fontes de
informação disponíveis atualmente na Web [4].
O grupo de pesquisa GRECO do PPGI, vem trabalhando em uma plataforma de publicação de dados abertos interligados,
denominada LinkedDataBR, que contempla essas questões críticas, integrando um conjunto de funcionalidades para apoiar a
transformação, exposição, descrição e interligação de dados na forma de LOD [3]. Esta plataforma se apoia em uma ferramenta de
ETL (extraction-transformation-and-loading) para representar e gerenciar o processo de publicação, projetada para ser estendida
através de plug-ins que implementam facilidades de extração, limpeza, filtragem e transformação de dados de seu formato original
para RDF, para posterior interligação com outros dados da nuvem de LOD.
Dando continuidade ao aperfeiçoamento do ambiente, este projeto de IC tem como objetivo investigar, adaptar e desenvolver novos
plug-ins para identificar o nível de expressividade semântica dos dados a serem interligadas, anotação dos recursos de informação
em vocabulários e ontologias, e a seleção da abordagem de interligação mais apropriada. A plataforma está sendo experimentada
com dados obtidos de fontes disponíveis na Web sobre o processo de logística humanitária [5], mais especificamente sobre a fase
de levantamento das necessidades e envio de cargas para os desabrigados. O código das bibliotecas desenvolvidas e a
documentação associada serão disponibilizados em repositório de código aberto na web visando a sua reutilização em outros
projetos.
[1] BIZER, C.; HEATH, T.; BERNERS-LEE, T. Linked Data – The Story So Far. International Journal on Semantic Web and
Information Systems, v. 5, n. 3, p. 1-22, 2009.
[2] HALB, W.; RAIMOND, Y.; HAUSENBLAS, M. Building Linked Data for Both Humans and Machines. Linked Data on the Web at
International World Wide Web Conference, Anais eletrônicos… Beijing, China. 2008. Disponível em:
[3] CORDEIRO, K.F.; FARIA, F.F., PEREIRA, B.O., EXPEDITO, C., FREITAS, A., FREITAS, J.V.V.B., BRINGUENTE, A.C.,
ARANTES, L.O., CALHAU R., ZAMBORLINI, V., CAMPOS, M.L.M., GUIZZARDI, G. An approach for managing and semantically
enriching the publication of Linked Open Governmental Data, XXVI Simpósio Brasileiro de Banco de Dados (SBBD), Workshop de
Computação Aplicada em Governo Eletrônico (WCGE), Florianópolis, Santa Catarina, Brasil. 2011.
[4] NIKOLOV, A.; UREN, V.; MOTTA, E. Data Linking: Capturing and Utilising Implicit Schema-Level Relations. Linked Data on the
Web at International World Wide Web Conference. Anais eletrônicos… Raleigh, Carolina do Norte, EUA. 2010. Disponível em:
[5] CORDEIRO, K.F., CAMPOS, M.L.M, BORGES, M.R. Adaptive Integration of Information Supporting Decision Making: A Case on
Humanitarian Logistic, 11th International Conference on Information Systems for Crisis Response and Management, maio 2014,
USA.
2191 – A TRANSFORMADA DE HILBERT E APLICAÇÕES AO PROCESSAMENTO DE SINAIS
Autor(es): Ivani Ivanona
Orientação: Cesar Javier Niche Mazzeo
Resumo:
Na área de Processamento de Sinais, um sinal é uma função que depende do tempo. Muitas das propriedades do sinal podem ser
estudades através da sua extensão harmônica ao semiplano superior, chamada de sinal analítico, na qual o kernel de Poisson
conjugado é utilizado na construção da harmônica conjugada. Quando a parte imaginária de z tende para zero no kernel, podemos
definir um operador de convolução, a Transformada de Hilbert. Este operador integral é altamente singular, ja que o núcleo da
convolução é da forma 1/x, o que nos leva a utilizar o valor principal na integral. Nesta palestra descreveremos várias definições
equivalentes da Transformada de Hilbert e provaremos algumas das suas propriedades em diferentes espaços de funções, usando
ferramentas e resultados da Análise Real, Complexa ou de Fourier. Utilizando estas propriedades, forneceremos demonstrações
simples e elegantes de vários teoremas sobre causalidade, filtros e modulação do sinal original.
3331 – APLICAÇÕES DA FATORAÇÃO DE MATRIZES NÃO-NEGATIVAS A PROBLEMAS DE SEPARAÇÃO DE FONTE
Autor(es): Gabriel Rodrigues Batista Sanfins
Orientação: Wallace Alves Martins, Ricardo Martins da Silva Rosa
Resumo:
O Processamento de Sinais e a Análise de Dados estão presentes em vários ramos da ciência, portanto, a extração de informação
de dados brutos e de conjuntos de dados complexos se tornou um desafio e, também, um objetivo no mundo científico. Muitas vezes
o problema é estudado com modelos lineares, e é neste caso que surge a fatoração de matrizes, pois qualquer fatoração tem, como
objetivo principal, a extração ou isolamento de componentes importantes dos dados, fornecendo assim mais insight no problema.
Um caso especial de conjunto de dados aparece quando todas as suas componentes são não-negativas, e, nessas aplicações, é
também crucial que os componentes extraídos através de sua fatoração sejam não-negativos. É nesse âmbito que surge a NMF, ou
Fatoração de Matrizes Não-Negativas, que tem um papel importantíssimo em diversas aplicações, como Bioinformática,
Neurociência, Mineração de Texto, Pesquisa em Poluição do ar, Quimiometria e Separação de Fontes. O objetivo da apresentação é
apresentar o conceito de NMF e tentar explorar suas aplicações à problemas de Separação de Fontes de Sinais Digitais.
2681 – ESTUDO E IMPLEMENTAÇÃO DA EQUAÇÃO DE RICHARDS
Autor(es): Yuri Santana Camargo
Orientação: Marcello Goulart Teixeira, Amauri Aguiar de Freitas
Resumo:
Este trabalho tem como objetivo fazer um estudo bibliográfico da equação de Richards e sua posterior implementação. A equação de
Richards modela a percolação de água no solo, e com ela é possível obter resultados numéricos condizentes com experimentos
físicos, quando considerada a penetração de água no solo na direção vertical. O estudo dessa equação é importante para um melhor
entendimento de problemas relacionados a irrigação do solo.
Para atingir este objetivo foi feito um estudo dos métodos de resolução de problemas de valor inicial, como os métodos de
Runge-Kutta, e de problemas de valores de contorno, como o método das diferenças finitas. Além disso, foi estudada a interpretação
física da equação. e métodos específicos para resolução numérica de problemas não-lineares.
O programa computacional foi desenvolvido na linguagem C e os resultados numéricos obtidos são comparados com resultados
experimentais e de outras simulações numéricas encontradas nas referências bibliográficas.
Em etapas posteriores dessa pesquisa serão utilizadas técnicas de programação paralela para aumentar o desempenho do
programa computacional.
526 – EQUAÇÕES DIFERENCIAIS PARCIAIS DA FÍSICA MATEMÁTICA- EQUAÇÃO DA ELASTICIDADE
Autor(es): Elias Ferraz Rego
Orientação: Hugo Danilo Fernandez Sare
Resumo:
Ao investigarmos problemas provenientes de fenômenos físicos, é comum notar
que um grande número de problemas é modelado através de equações diferenciais
parciais (EDPs). No entanto, é comum notar que um estudo detalhado dos
conceitos físicos que levam à dedução de tais EDPs seja realizado em cursos
mais avançados (Mestrado ou Doutorado).
Nosso trabalho visa preencher esse tipo de lacuna, fornecendo ao estudante os
conceitos físicos necessários para a dedução de tais equações, bem como
métodos matemáticos para a obtenção de suas soluções, sejam estas soluções no
sentido clássico ou soluções fracas.
Em nosso caso, estamos interessados na formulação física de equações de
elasticidade linear,assim como o estudo de soluções clássicas das mesmas.
Para isto, usando transformações diferenciais apropriadas, realizamos o estudo de
tal equação de modo a obter uma equação de onda em cuja variável figura o
divergente de soluções para a equação da elasticidade. Em seguida, usamos
técnicas clássicas de resolução para a equação da onda de forma a obter uma
solução explícita associada ao nosso problema.
3828 – MÉTODO SPH APLICADO A EQUAÇÃO DO CALOR BIDIMENSIONAL
Autor(es): Matheus Andrade
Orientação: Marcello Goulart Teixeira, Guilherme das Neves Seguro
Resumo:
O método SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) foi apresentado por Lucy (1977) e por Gingold e Monaghan (1977) para resolver,
num primeiro momento, problemas astrofísicos em espaço tridimensional. O SPH é um método numérico Langrangeano, adaptativo
e estável onde o estado de um sistema dinâmico é representado por um conjunto de partículas que possuem propriedades materiais
individuais e se movem de acordo com as equações governantes do problema.
Os fundamentos do método estão na teoria da interpolação. Para determinar o valor de uma grandeza física num ponto qualquer do
espaço, o método utiliza funções de suavização (smoothing functions ou kernels) para interpolar os valores mostrados dentro da
vizinhança do referido ponto. As funções de suavização desempenham um importante papel nas aproximações realizadas pelo SPH,
além de serem primordiais para eficiência computacional e estarem diretamente ligadas a precisão do método.
O foco desse estudo é a aplicação do método na equação do calor bidimensional. Faremos uma simulação do método aplicado à
equação do calor em uma placa metálica. Para isso, definimos as partículas da placa (posições, partículas vizinhas, dados da
equação etc) e depois comparamos os integradores de tempo (Euler, Leapfrog, Runge-Kutta de ordem 4) para decidir qual deles
oferece a melhor aproximação por partículas do SPH, e tomamos como função de suavização a quártica. Resumindo, nosso foco é a
aplicação do método de suavização de partículas SPH na equação do calor, considerando uma placa metálica, estudando a função
de suavização, sua aproximação por partículas e a respectiva discretização pelo integrador de tempo que apresenta melhores
resultados, além de uma comparação dos métodos utilizados.
3645 – SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE EQUAÇÕES DIFERENCIAS ESTOCÁSTICAS
Autor(es): Victor Guerra Pereira
Orientação: Marco Aurelio Palumbo Cabral
Resumo:
Equações diferenciais estocásticas possuem aplicações em diversas áreas, incluindo engenharia e finanças. Modelos um pouco
mais sofisticados não possuem
solução analítica, e simulações numéricas são importantes para se investigar o resultado da modelagem.
Apresentamos o que é uma equação diferencial estocástica e algumas equações diferenciais estocásticas (EDEs) clássicas.
Implementamos diversos métodos numéricos para EDEs estudando a ordem de convergência dos diversos métodos.
Implementamos:
1. Método de Euler-Maruyama, um método de ordem de convergência 1/2.
2. Método de Milstein, um ?étodo de ordem 1.
3. Métodos de ordem mais alta de Taylor.
4. Métodos explícitos.
5. Métodos implícitos.
Foi estudada a diferença entre convergência fraca e forte e a diferença entre os diversos métodos.
BIBLIOGRAFIA
Desmond J. Higham; An Algorithmic Introduction to Numerical Simulation of Stochastic Differential Equations SIAM REVIEW Vol. 43,
No. 3, pp. 525?546 (2001).
Kloeden, Peter; Platen, Eckhard. Numerical Solution of Stochastic Differential Equations. Springer (1992).
3822 – ESCOAMENTO COM SIMETRIA CIRCULAR DE UM LÍQUIDO DENTRO DE UM DISCO COM CONDIÇÃO DE FRICÇÃO DE NAVIER NA FRONTEIRA
Autor(es): Guilherme Librelon Alves Silveira
Orientação: Milton da Costa Lopes Filho
Resumo:
Neste trabalho consideramos um escoamento dentro de um disco junto com a condição de fricção de Navier.
A partir das equações de Navier-Strokes e supondo simetria circular, mostramos que substituindo a variável
de forma apropriada a equação da vorticidade se reduz à equação do calor não-homogênea.
Assim, usando a técnica da separação de variáveis o problema da existência da solução pode ser concluída a
partir da completude de um conjunto de funções de Bessel no espaço de funções considerado, com os auto-valores
determinados pelos zeros de uma equação transcendental. Um conjunto completo, neste contexto, significa que
para qualquer função no espaço considerado existe uma combinação linear finita que a aproxima arbitrariamente.
Ao concluir a análise da existência e unicidade da solução, pretendia-se estudar o limite de viscosidade evanescente
para verificar se este limite satisfaz as equações Euler para líquidos incompressíveis com escoamentos gerados por
uma vorticidade inicial dada
2578 – APLICANDO PRÁTICAS PEDAGÓGICAS PARTICIPATIVAS PARA O APRENDIZADO DE COMPUTAÇÃO
Autor(es): Luiz Felipe Antunes Dias, Gustavo Rodrigues Miranda
Orientação: Carla Amor Divino Moreira Delgado
Resumo:
A introdução da tecnologia no cotidiano das pessoas modificou as formas de acesso à informação, e consequentemente, os
processos de ensino aprendizagem. Atualmente, percebe-se o desejo tanto de alunos quanto de professores de que a relação entre
estes seja pró-ativa. Por parte dos alunos, essa pró-atividade é calcada na facilidade de acesso à informação, mas dificultada pela
instabilidade e pelas contradições dos novos modos de conhecimento e regulação social. Já ao professor cabe o papel de facilitador
no desenvolvimento da aprendizagem, para o qual se exige qualificação acadêmica, experiência profissional e capacidade para
interagir com seus alunos e ajudá-los a interpretar as mudanças com as quais convivem.
Abordagens participativas para o processo de ensino-aprendizagem vem se mostrando mais motivadoras e efetivas do que
metodologias tradicionais como a aula expositiva, método que geralmente é utilizado no ensino universitário. Particularmente, a área
de computação é constituída por tecnologias novas, em fase de grande expansão, contínuas modificações e estágios de maturidade
heterogêneos. Essa situação gera um desafio aos professores, que estão, tal como seus alunos, continuamente aprendendo e
adaptando suas técnicas de ensino. O objetivo deste projeto foi experimentar algumas práticas pedagógicas participativas em uma
disciplina do curso de Ciência da Computação: a disciplina de Inteligência Artificial. Esta disciplina é do quinto período do curso, e
seu entendimento requer conhecimentos adquiridos em várias outras disciplinas do curso.
Práticas pedagógicas que incentivassem a pró atividade dos alunos e tivessem o professor no papel de facilitador foram estudadas,
e algumas delas selecionadas para serem aplicadas no curso: Dojo, Estudo dirigido, Competição entre grupos, Questão Desafio e
Seminário. Foi feito um planejamento para empregar estas práticas considerando o conteúdo programático da disciplina, e materiais
didáticos correspondentes a cada um dos métodos foi elaborado. Ao final do curso, conduziu-se uma análise comparativa das
práticas de aprendizado experimentadas.
As avaliações mostram que os alunos se sentem mais seguros sobre seus conhecimentos quando participam ativamente do
processo de ensino aprendizagem. Do ponto de vista do professor, há uma necessidade maior de dedicação extra-classe para a
elaboração do material didático: este deve ser esclarecedor porém instigante, e ainda adaptável à velocidade de aprendizado e ao
interesse de cada aluno, que deve consumir o material guiado por suas próprias considerações e questionamentos.
585 – COMPACTAÇÃO DE DADOS GEOFÍSICOS
Autor(es): Gabriel Bhering Dominoni, Aluizio dos Santos de Lima Filho
Orientação: Geraldo Zimbrao da Silva, Gustavo Rodrigues Lima, Jano Moreira de Souza
Resumo:
Um dos desafios enfrentados por muitas organizações é a transmissão e armazenamento de grandes volumes de dados. Para
solucionar esse problema, é comum recorrer a técnicas de compactação de dados, que podem ser de dois tipos: com e sem perdas.
Este projeto de pesquisa utilizou dados compostos por números em ponto flutuante (floats), especificamente dados geofísicos, e
estudou técnicas de compactação sem perdas. As técnicas de compactação de floats presentes na literatura são compostas de duas
etapas: descorrelação (em que a correlação entre os floats é explorada para reduzir a entropia do conjunto de dados) e codificação
(em que uma técnica de compactação é aplicada).
O trabalho consistiu em aplicar diferentes técnicas para compactação de floats e avaliar tanto o tempo quanto a taxa de
compactação alcançados, ou seja, atuou-se principalmente na etapa de codificação. Avaliou-se o desempenho de técnicas
sequenciais em CPU, paralelas em CPU e paralelas em GPU. Foi possível observar que a compactação sem perdas e sequencial
pode produzir arquivos menores, porém demanda mais tempo de execução. Por sua vez, a compactação sem perdas paralela em
CPU produz arquivos de tamanho comparável à forma sequencial, porém demanda menos tempo de execução. Por outro lado, a
compactação sem perdas e paralela em GPU se mostrou pouco eficiente por vários motivos. Entre eles: a GPU não é otimizada para
operações bit a bit, o tempo de cópia de dados da memória da CPU para memória da GPU tende a ser muito maior que o tempo de
processamento, entre outros. No caso da GPU, variou-se a quantidade de floats enviados à GPU por vez e observou-se que, quanto
mais floats eram enviados, melhor era a compactação.
Portanto, após analisar o resultado concluí-se que, apesar da GPU ter mais processadores que a CPU, ela possui limitações que
prejudicam a compactação de floats sem perdas. Além disso, como muitos algoritmos de compactação possuem natureza
sequencial, é difícil paralelizá-los e obter um bom desempenho em GPU. Por essa razão, as melhores técnicas foram aquelas que
executaram paralelamente em CPU. A compactação paralela de floats em CPU produz arquivos de tamanho comparável à
compactação sequencial, em menor tempo.
Referências:
YILMAZ, Özdo?an. Seismic data analysis vol. II. Tulsa: Society of Exploration Geophysicists, 2008.
O’NEIL, Molly A.; BURTSCHER, Martin. Floating-point data compression at 75 Gb/s on a GPU. In: Proceedings of the Fourth
Workshop on General Purpose Processing on Graphics Processing Units. ACM, 2011. p. 7.
SEWARD, J. bzip2 (http://www. bzip. org/). 2008.
NVIDIA, CUDA. C Programming Guide: http://docs. nvidia. com/cuda/pdf.CUDA_C_Programming_Guide. pdf.
1806 – LÓGICA EPISTÊMICA DINÂMICA TRABALHADA NO MODELO DOLEV-YAO
Autor(es): Luiz Cláudio Frederico Fernandez, Anna Carolina Carvalho Moreira de Oliveira
Orientação: Mario Roberto Folhadela Benevides
Resumo:
Um protocolo de segurança apresenta um conjunto de procedimentos em que a troca de informações entre agentes é feita de
maneira criptografada, de modo que só tenha acesso ao conteúdo original quem tenha uma maneira de descriptografar determinada
mensagem. Para iniciar tal comunicação e como forma de autenticação da identidade dos envolvidos, fazemos o uso de chaves
pública e privada. Nesse caso, a primeira é de conhecimento comum entre todos os agentes, enquanto que a outra, de cada um.
Conhecido como modelo Dolev-Yao, no qual temos como base do trabalho, a verificação da segurança de uma rede é dada através
da conclusão sobre se um possível intruso, por exemplo, Z, ao interceptar uma mensagem codificada entre os agentes A e B, obtém
ou não o conteúdo decodificado da mesma. Por intermédio de mecanismos da Lógica Epistêmica Dinâmica, em que é possível
representar o conhecimento adquirido, ao longo de uma série de ações e informações disponíveis em um determinado ambiente, por
um indivíduo, procuramos aprimorar uma linguagem que, de forma generalizada, contribua no desenvolvimento de demonstrações
sobre o quê o referido intruso sabe em cada estágio da comunicação.
3564 – LÓGICAS DE INFONS ASSOCIADAS A MODELOS DE AÇÕES EPISTÊMICAS
Autor(es): Pedro Guimarães Dupim
Orientação: Mario Roberto Folhadela Benevides
Resumo:
O presente trabalho visa relacionar Lógicas Epistêmicas com lógicas mais recentes, apresentadas para modelar sistemas de
autentificação (tomaremos a Lógica de Infons, introduzida em 2009, como foco para o estudo dessas).
Na Lógica Epistêmica Dinâmica, temos anúncios públicos e privados, que alteram (reduzem) o modelo epistêmico a caminho de um
estado de certeza. Esses anúncios podem ser representados e operados como Modelos de Ação.
A lógica de Infons Primal (LIP), parte de uma estrutura para representar e raciocinar sobre gerenciamento de políticas de segurança
em sistemas distribuídos. O sistema é composto por um conjunto de agentes, chamados ?principais?, que se comunicam através de
trocas de mensagens. A informação contida nas mensagens é o que chamamos de ?infons?. A Linguagem da LIP proposicional se
parece com a da Lógica Proposicional Clássica, exceto por incluir um conjunto de agentes e o operador ?said?. Dizemos ?a said
$\varphi$?, quando o agente “a” comunica (?diz?) $\varphi$.
Visto que o operador “said” tem, claramente, uma interpretação modal similar aos de operadores em modelos de ação, desejamos
associar lógicas como a de Infons com modelos de ações epistêmicas.
4025 – SISTEMA DE GERENCIAMENTO E RECOMENDAÇÃO DE VAGAS DE ESTÁGIO PARA UNIVERSITÁRIOS
Autor(es): Lucian Sturião Rodrigues
Orientação: Aloísio Carlos de Pina
Resumo:
Um problema atual para os universitários de um modo geral é encontrar vagas em projetos e estágios, muitas vezes necessários
para a aquisição de seu diploma de curso. O sistema atual utilizado em alguns cursos da UFRJ e até mesmo fora dela é um tanto
quanto defasado. Alunos precisam procurar fisicamente anúncios espalhados pelos corredores de seu departamento nos conhecidos
“murais de oferta”.
O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um sistema online onde professores e empresas possam divulgar vagas
disponíveis, e alunos possam facilmente encontrar o posicionamento que procuram, de uma forma eficiente e confiável.
Para isso, foi implementado um algoritmo de recomendação, tanto para a empresa quanto para os alunos/formandos. Um sistema de
recomendação coleta informações de seus usuários sobre suas experiências com produtos ou serviços, de forma que possa
recomendá-los a outros usuários similares no que diz respeito a determinadas características. O sistema criado tem como objetivo
recomendar ao aluno vagas disponíveis em empresas bem qualificadas por outros alunos com formação similar, e recomendar à
empresa alunos que satisfaçam suas necessidades, considerando suas experiências anteriores com alunos de formação similar.
Além disso, o sistema contém um mecanismo de busca inteligente, que prioriza os resultados em que existe forte correspondência
entre as características do aluno e vaga pretendida.
O sistema utilizará as últimas tendências de desenvolvimento Web, usando design patterns reconhecidos como: MVC, MVVM,
Injeção de dependência, Inversão de controle; e tecnologias que estão em ênfase atualmente: .NET + Razor, AngularJS, BreezeJS,
Javascript, jQuery, CSS3, HTML5, entre outros. Sendo assim, o projeto tem grande potencial para gerar conhecimento.
No estágio atual de desenvolvimento, o sistema está construído com a utilização de .NET, Razor View Engine, Javascript, jQuery e
AngularJS, além de utilização de bibliotecas open-source para algumas funcionalidades extras (animação de componentes, por
exemplo).
.NET é uma plataforma amplamente utilizada e já consolidada, e o Visual Studio contém ferramentas que facilitam muito o
desenvolvimento do projeto. Atualmente já existem projetos open-source compatíveis que podem ser executados em diversos
sistemas operacionais.
Espera-se construir um sistema que possa ser amplamente utilizado tanto na UFRJ quanto fora dela, de forma a agilizar o processo
de procura de vagas e fazer a conexão entre alunos e empresas/universidade, ajudando os alunos a concluírem parte dos requisitos
de seus cursos mais rapidamente e facilitando sua inserção no mercado de trabalho.
Referências:
[1] .NET open-source compiler “Roslyn” – https://roslyn.codeplex.com/
[2] AngularJS MVVM framework – https://angularjs.org/
[3] BreezeJS – http://www.breezejs.com/
[4] Bootstrap Responsive CSS Framework – http://getbootstrap.com/
[5] Rajaraman, A., Ullman, J.D., Mining of Massive Datasets, Cambridge University Press, 2011.
540 – EVOLUÇÃO DO FRAMEWORK MDARTE
Autor(es): Felipe Milepe de Souza
Orientação: Geraldo Zimbrao da Silva, Rodrigo Salvador Monteiro, Filipe Braida do Carmo
Resumo:
O MDArte compreende um conjunto de cartuchos para o framework AndroMDA com diversas soluções de projeto e arquitetura de
software incorporadas nos procedimentos de transformação de modelos seguindo a abordagem MDA (Model Driven Architecture),
abordagem esta que permite dentre outras vantagens a padronização da arquitetura da aplicação, o emprego e o reuso de melhores
práticas de programação e a sincronia entre os modelos UML (Unified Modeling Language) que documentam o sistema e sua
respectiva implementação.
O projeto consistiu da evolução de uma estrutura pré-existente por meio de uma profunda reformulação do código gerado pela
ferramenta, bem como do desenvolvimento de novos componentes e funcionalidades, permitindo não só melhorar a qualidade do
código final da aplicação mas também acelerar o desenvolvimento da mesma, adotando mais flexível e de mais fácil customização,
além de prevenir diversos erros usualmente cometidos por desenvolvedores inexperientes. Tais mudanças impactaram a geração da
aplicação final nas suas várias camadas, desde o acesso aos dados até a interface com o usuário, resultando em uma ferramenta
robusta e de fácil aprendizado, utilizando algumas das tecnologias mais recentes para a Web, sem, no entanto, perder flexibilidade.
2806 – GERANDO ESQUELETOS DE MÓDULOS LUA A PARTIR DE INTERFACES TYPED LUA
Autor(es): Viviane da Silva Sales
Orientação: Fabio Mascarenhas de Queiroz
Resumo:
A linguagem Lua possui uma coleção de funções para interação com bibliotecas nativas, mas o projeto
dessas funções prioriza a simplicidade e ortogonalidade, em detrimento da facilidade de uso. Expor
uma biblioteca nativa como um módulo Lua requer uma grande quantidade de código “boilerplate”, especialmente
quando a biblioteca precisa exportar estruturas de dados complexas. Esse código é propenso a erros
que podem causar a interrupção do programa, vazamento de memória, ou mesmo falhas de segurança.
Neste trabalho, desenvolvemos um programa que gera automaticamente um esqueleto para
um módulo Lua que fará interface com uma biblioteca C, deixando ao programador apenas a tarefa de
chamar as funções da biblioteca. A entrada para o programa é uma interface para o módulo usando
a linguagem de descrição de tipos de Typed Lua, um dialeto estaticamente tipado da linguagem Lua.
O módulo gerado pode ser tanto usado a partir de programas Lua quanto programas Typed Lua. Se
usados a partir de um programa Typed Lua o uso do módulo é estaticamente verificado pelo compilador.
1564 – GAMMA STUDIO ? PORTABILIDADE DE PROGRAMAS DE WINDOWS PARA MAC
Autor(es): Vitor Marques de Miranda
Orientação: Valeria Menezes Bastos
Resumo:
O objetivo do Gamma Studio é garantir a portabilidade de aplicativos do ambiente Windows, tais como jogos digitais, para o Mac OS
X através da edição de wrappers de todos os 5 tipos variados do Wineskin, que apesar de terem a mesma origem se tornaram muito
distintos em suas interfaces, tornando necessário que o usuário entendesse como funcionam as diferentes janelas e funções,
aprendesse a trabalhar com diferentes tipos de ports e conhecesse o funcionamento do Wine do Linux.
O Gamma Studio tem como foco principal a praticidade e a economia de tempo ao permitir durante a edição de wrappers a alteração
de suas características de apresentação e de execução. Dentre as tais temos, por exemplo, o controle das bibliotecas instaladas, o
manuseio de diversos executáveis dentro de um mesmo wrapper, a configuração das opções de tela do aplicativo e a edição de seus
respectivos ícones.
A curto prazo, o Gamma Studio é a solução para permitir aos usuários de Mac utilizar aplicações que não estão presentes neste
ambiente operacional.
2995 – PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DE MECANISMOS VISUAIS PARA COMUNICAÇÃO DOS INDICADORES DO PPA
Autor(es): Patricia Santos Ghiraldelli, Guilherme Gobbi dos Santos, Aline Braga de Oliveira
Orientação: Fernanda Cristina Ribeiro, Sérgio Assis Rodrigues, Daiane Evangelista Ferreira, Tiago Santos da Silva, Jano Moreira de Souza
Resumo:
A fim de aprimorar a modernidade, igualdade e diversidade de nosso país, é necessário um planejamento de políticas públicas
inovadoras, que aliam o crescimento econômico à redução das desigualdades sociais e regionais. É sob esse contexto que existe o
PPA (Plano Plurianual), um instrumento de planejamento, previsto no artigo 165 da Constituição Federal, que contém os desafios e
os compromissos do Governo Federal para o futuro imediato.
O projeto que desenvolvemos foi concebido para apoiar a construção de mecanismos capazes de auxiliar a comunicação deste
plano aos gestores e à sociedade, especialmente nas etapas de monitoramento e avaliação através de mecanismos de recuperação
e visualização dos dados do PPA 2012-2015. Os dados do plano estão disponíveis no aplicativo PPA Mais Brasil. Através desse
aplicativo, qualquer cidadão pode consultar e visualizar os programas temáticos, os objetivos, as metas e as iniciativas do Plano
Plurianual. Além disso, o cidadão pode visualizar os recortes do PPA para públicos específicos e montar seu próprio recorte
facilitando o acompanhamento das políticas que mais o interessam. No aplicativo PPA Mais Brasil, o cidadão também tem acesso
aos programas federais com as metas do Governo Federal que apoiam os estados e municípios no alcance do Plano Plurianual.
3433 – MODELOS DE TAXAS DE JUROS UTILIZANDO EQ. DIF. ESTOCÁSTICAS E APLICAÇÕES
Autor(es): Almir Gomes de Almeida Junior
Orientação: Marco Aurelio Palumbo Cabral
Resumo:
Um assunto particularmente complexo em Finanças é a modelagem de taxas de juros.
Uma modelagem precisa é fundamental para se fazer proteção dos investimentos e para precificação de produtos financeiros
baseados em taxas de juros, os chamados derivativos de taxas de juros, os swaps cambiais, etc. Esta modelagem é feita hoje,
principalmente, utilizando equações diferenciais estocásticas.
O presente projeto tem por finalidade estudar modelos de taxas de juros, sua teoria matemática e aplicações.
Apresentamos modelos clássicos de taxas de juros: Vasicek, Cox-Ingersoll-Ross e Hull-White.
A seguir, utilizando dados do mercado, calibramos um dos modelos e apresentamos comparação do modelo com o comportamento
real das taxas de juros.
BIBLIOGRAFIA
Bjork, Tomas – Arbitrage Theory in Continuous Time – Oxford 2009 3rd
Bernt K. Oksendal – Differential Equations: An Introduction with Applications – Springer (2002).
Damiano Brigo, Fabio Mercurio – Interest rate models – Springer (2001)
2972 – SISTEMA DE APOIO AO ESTUDO DE IMPROVEMENT DE TÁBUAS BIOMÉTRICAS
Autor(es): Giancarllo Alves Rojas, Glauco Gomes de Azevedo, Sersan Dias Guedes, Joshua Silveira Kritz, Mauricio Lima de Miranda
Orientação: Ricardo Milton Frischtak, Mario Moreira Carvalho de Oliveira, Bruno Alexandre Soares da Costa, Milton Ramos Ramirez
Resumo:
A determinação do equilíbrio atuarial de um plano de previdência depende do uso de tábuas de mortalidade. No Brasil, entre as
poucas tábuas específicas para os diversos contingentes populacionais, certamente destaca-se a BR-EMS, construída pelo
LabMA/UFRJ, considerada um marco histórico para o mercado segurador nacional e adotada como tábua padrão pela SUSEP
(circular no 402, DO 19/03/2010). Outra aplicação das tábuas BR-EMS é dada pela Circular SUSEP Nº410 (DO de 23/12/2010) que
?institui o teste de adequação de passivos (TAP)? O TAP, cuja Tábua referência é a BR-EMS, representa um grande avanço no
desenvolvimento do mercado segurador brasileiro, trazendo maior transparência para os segurados.
Todavia, as seguradoras brasileiras ainda utilizam escalas estrangeiras para avaliar a variação da mortalidade ao longo do tempo,
mais comumente conhecido como Improvement de tábuas biométricas. O LabMA/UFRJ, como parte do projeto ?Construção e
Atualização de Tábuas Biométricas do Mercado Segurador Brasileiro?, vem elaborando uma ?Escala BR?, baseadas nas séries
históricas das Tábuas BR-EMS, em substituição à estrangeira ?Escala G? de improvement, utilizadas atualmente pelas seguradoras
brasileiras, principalmente para realizar projeções futuras de Tábuas Biométricas.
No estudo para a construção da Escala BR é necessário a análise da variação das taxas de mortalidade em diversas combinações
de subpopulações do mercado segurador nacional, bem como de tábuas específicas para as subpopulações selecionadas,
segregadas por cobertura, sexo, empresas e produtos. Para auxiliar esse processo, desenvolveu-se um sistema que permite calcular
taxas de improvement para subpopulações selecionadas interativamente, segundo cobertura, sexo, empresas e produto. As taxas de
improvement são calculadas sobre a série histórica de dados do projeto ?Construção e Atualização de Tábuas Biométricas do
Mercado Segurador Brasileiro?, utilizando um procedimento baseado no método proposto por Lee e Carter (1992), o qual é o
principal método estatístico para a previsão da mortalidade futura na literatura demográfica. O sistema permite, dado um tempo
futuro (20, 30 anos, etc), analisar e comparar o efeito da aplicação das taxas de improvement calculadas às tábuas selecionadas,
mormente a própria BR-EMS, ou a tábuas construídas pelo mesmo sistema para subpopulações específicas.
Bibliografia:
1)OLIVEIRA, M. M. C.; et al.; “Brazilian Mortality and Survivorship Life Tables: Insurance Market Experience 2010″; ISBN
978-85-7052-549-9. Escola Nacional de Seguros, 2012.
2) LEE, Ronald D.; CARTER, Lawrence R. Modelling and Forecasting the time series of US mortality. Journal of the American
Statistical Association, 87: pp.659-71, 1992.
2997 – APLICAÇÕES DE MODELOS DE ESPAÇO DE ESTADOS NÃO LINEARES E NÃO GAUSSIANOS
Autor(es): Gabriella Pires Pacca
Orientação: Carlos Antonio Abanto Valle
Resumo:
Os Modelos dinâmicos, também conhecidos como modelos de espaços de estado (SSM) , são formulados
para permitir alterações nos valores dos estados com o passar do tempo e vêm sendo utilizados para a
análise e previsão de séries temporais. Avanços recentes em computação estocástica aumentaram muito
o potencial de utilização deste classe de modelos nas más diversas áreas. Os métodos de Simulação
estocástica via Cadeias de Markov (MCMC) foram desnvolvidos e estão bem documentados. No entanto,
o processo de inferência depende da especificação do modelo.
O principal problema em SSM é que a função de verosimilhança não pode ser calculada directamente.
Por esta razão usa-se o princípio de aumento de dados que faz possível a análise, embora tenha um custo
computacional bastante alto.
Neste trabalho os modelos markovianos ocultos (HMM) tem sido utilizados para aproximar o cálculo da
função de verossimilhança em SSM e fazer possível o calculo dos estimadores de máxima verossimilhança.
Especificamente, na classe de modelos de volatilidade estocástica é realizado um estudo de simulação
para estudar as propriedades frequentistas dos estimadores. A metodologia é aplicado a dados reais do
IBOVESPA.
2883 – PROCESSOS GAUSSIANOS ASSIMÉTRICOS
Autor(es): Raquel Vaz Guedes Pereira Cavalcanti
Orientação: Alexandra Mello Schmidt
Resumo:
Em diferentes áreas da ciência encontramos dados observados em pontos fixos de uma região e, geralmente, as observações
apresentam uma distribuição assimétrica. Neste contexto, espera-se que para localizações próximas entre si, o processo apresente
uma correlação que decaia à medida que a distância entre as localizações aumenta. Este trabalho apresenta um estudo simulado a
partir do modelo proposto por Zhang e El-Sharrawi (2010) que procura capturar, simultaneamente, a estrutura de correlação
espacial, assim como a assimetria da distribuição do processo. Para isso foram geradas 90 amostras de tamanhos amostrais
diferentes. Estas amostras foram geradas a partir do modelo proposto com valores conhecidos dos parâmetros. O objetivo é verificar
a capacidade do procedimento de inferência em recuperar os valores dos parâmetros, utilizados para a geração das observações. O
procedimento de inferência foi realizado seguindo o Paradigma de Bayes e para cada uma das amostras ajustou-se o modelo
proposto usando diferentes distribuições a priori para o vetor paramétrico do modelo. Verificou-se que, em alguns casos, a
distribuição a posteriori dos parâmetros é sensível à escolha da distribuição a priori.
1426 – PERCOLAÇÃO E CRESCIMENTO EM MEIOS ALEATÓRIOS DEPENDENTES
Autor(es): Mariela Pentón Machado
Orientação: Maria Eulalia Vares
Resumo:
O objetivo do trabalho consiste em estudar modelos probabilísticos para a propagação de uma infecção, sendo eles, processo de
contato e percolação orientada. Em ambos os casos o interesse é descobrir sobre quais hipóteses o modelo percola, ou seja, a
infecção nunca se extingue e também como é seu comportamento em limites temporais. O estudo do processo de contato foi restrito
a ambientes homogêneos, estudou-se a existência de um parâmetro crítico para a percolação do modelo e o Teorema da Forma que
diz exatamente qual é o limite da distribuição. Já o processo de percolação foi analisado também com presença de desordem no
meio, através de diferentes distribuições condicionais para os parâmetros, dependendo de um fibrado no espaço. Analisa-se a
existência de uma transição de fase: sob restrições, o processo percola com probabilidade positiva para quase toda realização da
fibras. Para visualizar o comportamento das infecções nos modelos com desordem foram simulados os casos de fibrados
determinísticos (com natureza hierárquica) ou gerado por ensaios de Bernoulli, comparando ambos. Busca-se agora melhor
entender o comportamento do crescimento da infecção na fase percolativa, e condições que garantam crescimento linear. A ideia é
usar os conhecimentos do processo homogêneo para encontrar alguma informação que possa ser útil para seu estudo.
1777 – DESEMPENHO DE ALUNOS INGRESSANTES E A FORMA DE ACESSO À GRADUAÇÃO: ESTUDO PARA ALGUNS CURSOS DE GRADUAÇÃO DA UFRJ
Autor(es): Juliana de Freitas Ulisses Machado
Orientação: Marco Aurelio Palumbo Cabral, Flavia Maria Pinto Ferreira Landim
Resumo:
O presente trabalho foi motivado pela necessidade de um melhor entendimento dos impactos ocasionados pela mudança no
processo de seleção para ingresso nos cursos de graduação da UFRJ, que até o ano de 2009 se dava pelo vestibular próprio
discursivo, organizado pela instituição, e a partir do ano de 2010 passou a utilizar o ENEM, composto somente por prova de redação
e questões objetivas, proposto pelo MEC, em sua seleção, adotando integralmente essa nova forma de seleção a partir de 2012,
como forma de democratizar o acesso ao ensino superior.
Essa transformação no modo de ingresso nas IFES vem gerando discussões por todo o país: um processo seletivo pautado em
questões objetivas é capaz de substituir à altura o vestibular tradicional com questões discursivas? Docentes se indagam se esse
processo irá levar à sala de aula alunos despreparados e como isso afetará o ensino superior por todo o país ao longo dos próximos
anos.
Tendo em vista esse quadro geral sobre o ingresso no ensino superior, a primeira proposta desse estudo consiste em comparar o
desempenho acadêmico dos alunos ingressos no último vestibular integralmente realizado pela UFRJ ? 2009 ? com os alunos
ingressos integralmente pelo ENEM ? 2013 ? dos seguintes cursos: Administração, Arquitetura, Biologia, Ciência da Computação,
Comunicação Social, Direito, Economia, Engenharia Ciclo Básico, Engenharia Civil, Engenharia Mecânica, História, Letras Literatura,
Licenciatura em Matemática, Medicina e Psicologia.
A segunda proposta desse estudo consiste em correlacionar o desempenho acadêmico com o processo seletivo, a fim de encontrar
as áreas de conhecimento testadas pelo ENEM e pelo vestibular que são mais correlacionadas com medidas de desempenho dos
alunos durante o primeiro ano da graduação.
Para alcançar tais objetivos, utilizamos Análise em Componentes Principais para encontrarmos índices que mais explicassem o
desempenho acadêmico, a partir das variáveis obtidas dos históricos escolares dos alunos dos cursos selecionados no período
supracitado, retirados do Sistema Integrado de Gestão Acadêmica; e, por fim, utilizamos a técnica de Correlação Canônica para
maximizarmos a correlação entre as áreas testadas pelo ENEM e as medidas de desempenho utilizadas.
Bibliografia:
http://portal.inep.gov.br/
Applied Multivariate Statistical Analysis, 6a. edição. Autores: Richard A. Johnson e Dean W. Wichern
2953 – SISUNITABUAS – SISTEMA DE APOIO PARA CONSTRUÇÃO DE TÁBUAS BIOMÉTRICAS
Autor(es): Glauco Gomes de Azevedo, Marcelo Araújo Carvalho, Wesley da Fonseca Amaral Serrano, Felipe Ricardo Guntensperger Souza
Orientação: Ricardo Milton Frischtak, Mario Moreira Carvalho de Oliveira, Bruno Alexandre Soares da Costa, Milton Ramos Ramirez
Resumo:
As tábuas biométricas BR-EMS, atualmente utilizadas pelo mercado brasileiro de seguros de vida e planos de previdência, foram
normatizadas pela SUSEP, Superintendência de Seguros Privados, no ano de 2010 (circular SUSEP no. 402, D.O. de 18 de março
de 2010. Essas tábuas foram elaboradas por uma equipe multidisciplinar da UFRJ e estão em fase de atualização. A base de dados
utilizada, fornecida pelas seguradoras participantes do projeto, que englobam 85% do mercado segurador brasileiro, juntamente com
outras bases de dados governamentais do Ministério da Previdência, evoluiu e hoje consta com uma série histórica de nove anos de
informações contendo mais de 71 milhões de CPF, que podem ser segregadas em várias subpopulações segundo cobertura, sexo,
empresa e produto.
O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de apoio à construção de tábuas biométricas. Este permite a
escolha interativa das subpopulações, segundo cobertura, sexo, empresa e produto que serão unificadas para gerar taxas de
mortalidade por idade. O sistema recupera os dados para o cálculo das taxas diretamente do banco de dados do projeto
?Construção de Tábuas Biométricas do Mercado Segurador Brasileiro?, em contraste com a versão anterior que utilizava dados já
pré-selecionados. Essa facilidade permite analisar os últimos dados inseridos no banco, bem como permite uma maior flexibilidade
na combinação de filtros das subpopulações.
A partir da série de taxas brutas por idade, o sistema auxilia no estudo dessa série tanto através da geração de sua tábua pelo
método de ajuste de Heligman-Pollard, como pela comparação gráfica dos resultados com outras tábuas utilizadas pelo mercado
segurado, mormente com a própria BR-EMS, a fim de analisar a adequação das escolhas das subpopulações para elaboração de
tábuas mais acuradas e adequadas a determinados propósitos.
Bibliografia:
1) De OLIVEIRA, M. M.; et al.; “Tábuas Biométricas de Mortalidade e Sobrevivência – Experiência do Mercado Segurador Brasileiro –
2010″; ISBN 978-85-7052-548-2; FUNENSEG 2012
2) HELLIGMAN, L., POLLARD, J.H. “The Age Pattern of Mortality”; Readings in Population Research Methodology, v.2, pp. 97-104,
1980.
4417 – ROBÔ BASEADO EM ARDUINO PARA TRAJETOS EM ENCOSTAS
Autor(es): Bruno Fernandes Kosawa da Costa
Orientação: Armando Carlos de Pina Filho, Aloísio Carlos de Pina
Resumo:
Uma característica essencial de um robô autônomo projetado para atravessar terrenos acidentados é que ele não caia e se perca em
buracos e encostas íngremes. Como exemplo, um robô com essa característica pode ser usado para verificar a integridade de
caminhos de difícil acesso e buscar trajetos seguros.
Esse robô deve ser provido de sistemas necessários ao seu funcionamento, tais como: sistema de locomoção e de identificação do
terreno. Para projetar o robô foram realizados estudos sobre tipos de rodas e possíveis configurações. Além disso, sensores e
atuadores foram especificados para possibilitar a locomoção do robô pelos terrenos irregulares.
Complementando a parte estrutural mecânica do robô, foi feita uma implementação de controle com Arduino, que é uma plataforma
open-source de protótipos eletrônicos baseados em hardware e software flexível e fácil de usar.
Dessa forma, o objetivo deste trabalho é o projeto e construção de um robô autônomo baseado em Arduino, para atravessar
encostas. A plataforma Arduino foi escolhida por sua flexibilidade tanto na programação quanto na compatibilidade com diversos
acessórios.
Ao contrário da maioria dos projetos de robôs com Arduino, neste trabalho os sensores de proximidade não são usados para evitar
obstáculos, mas para manter o robô longe das bordas, evitando que ele caia.
Bibliografia:
[1] Banzi, M., Getting Started with Arduino, O’reilly, 2009, 128 p.
[2] Craig, J. J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, 3rd Ed., Prentice Hall, 2004, 408 p.
[3] Lazinica, A., Mobile Robots – Toward New Applications, Pro Literatur Verlag, Germany/ARS, Áustria, 2006, 784 p.
[4] Nehmzow, U., Mobile Robotics: A Practical Introduction, Springer-Verlag New York, Inc., 2003, 304 p.
[5] Siegwart, R., Nourbakhsh, I. R., Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT Press, 2004, 321 p.
3866 – SIMULADOR DE CONTROLE DE DRONES PARA ATUAÇÃO EM ÁREAS URBANAS
Autor(es): Flavio Ribeiro Teixeira Neto, Thales de Freitas Magalhães
Orientação: Aloísio Carlos de Pina
Resumo:
A popularização dos drones aumenta a cada dia, de forma que países como os Estados Unidos estão atualizando sua legislação
para a regulamentação de seu uso. Em 2015 o espaço aéreo civil americano deverá estar aberto para o uso de drones, e na Europa,
no ano seguinte.
Um dos fatores que contribui para a popularização dos drones é seu baixo custo quando comparado à aeronaves tripuladas, que são
máquinas grandes e complexas que requerem forte infraestrutura.
Outro fator que aponta o uso de drones como mais adequado para a atuação em áreas urbanas é a segurança. Com um helicóptero
tripulado, falhas mecânicas ou de pilotagem podem se tornar grandes catástrofes.
As vantagens em ações policiais também são inegáveis: drones são usados para substituir aeronaves tripuladas em situações de
combate hostis e em vigilância, pois são discretos e silenciosos.
Essas características fazem com que drones sejam mais apropriados também na cobertura de eventos, principalmente esportivos,
onde o deslocamento de ar provocado por um helicóptero tripulado poderia afetar a realização do evento.
Um importante passo na popularização dos drones para atuação em áreas urbanas foi dado pela Amazon, maior empresa de
comércio eletrônico do mundo, que em 2013 testou drones para fazer entregas, a fim de melhorar sua eficiência e expandir seus
negócios.
Diante das oportunidades que o uso de drones tem a oferecer num futuro próximo, é essencial que sejam desenvolvidos sistemas
que facilitem a adequação da sociedade a essa nova tecnologia.
O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um simulador baseado em diagramas de Voronoi que permita que drones possam
ser controlados da forma mais eficiente e segura possível.
O diagrama de Voronoi é um dos recursos mais usados no desenvolvimento de programas para encontrar o melhor caminho a ser
realizado por robôs móveis. O caminho determinado por um diagrama de Voronoi consiste de pontos equidistantes aos obstáculos,
sendo portanto o caminho mais seguro para evitá-los.
O programa desenvolvido permite que o usuário crie um mapa urbano, posicionando livremente os obstáculos que correspondem a
prédios e outras construções. Em seguida, o diagrama de Voronoi é traçado, definindo o caminho mais seguro no mapa. O usuário
pode então acessar a simulação, que consiste em guiar um drone de um ponto a outro em uma versão tridimensional do mapa
criado. O programa calcula a diferença entre o caminho definido pelo diagrama de Voronoi e a trajetória efetivamente percorrida na
simulação, atribuindo ao controlador uma pontuação proporcional.
Dessa forma o programa avalia a capacidade do controlador de visualmente manter o drone na trajetória mais segura em uma área
urbana.
Bibliografia inicial:
[1] PINA, A.C. de, PINA FILHO, A.C. de. Conceitos sobre a aplicação do diagrama de Voronoi para determinação da trajetória de
movimento de um robô móvel. In: IV DINCON, Bauru, SP, 2005.
[2] The Unity team, Unity Manual, 2014 < http://unity3d.com/learn/documentation >.
1343 – CONTROLADORES PARA MOVIMENTAÇÃO AUTÔNOMA DE ROBÔS EM AMBIENTES INTERNOS
Autor(es): Igor dos Reis Vaz
Orientação: Adriano Joaquim de Oliveira Cruz
Resumo:
O objetivo deste trabalho é estudar e implementar de forma prática um robô que seja capaz de mapear o local em que está, por meio
de referências do ambiente, utilizando um algoritmo de mapeamento, e navegar a partir das informações extraídas. Para executar as
tarefas de controle empregamos um controlador que usa lógica nebulosa. Para o desenvolvimento do projeto empregamos o Arduino
[1], que já foi utilizado em projetos anteriores no Laboratório de Inteligência Computacional do PPGI-IM-NCE e possui um ambiente
que possibilita uma programação em alto nível.
O controlador de movimentação do robô emprega lógica nebulosa [2] e é baseado nos projetos de CONCEIÇÃO [3] e MOTA [4].
Escolhemos a Lógica Nebulosa para que o caminho percorrido pelo robô fosse o mais suave possível.
Utilizamos um controle PID (proportional-integral-derivative) [5] que corrige a velocidade nos motores, mantendo o robô em linha
reta.
No momento estamos pesquisando a possibilidade de utilizar como marcos de referência, dispositivos de ultrasom ou infravermelhos
e qual algoritmo de mapeamento utilizar.
Referências:
[1] http://arduino.cc/en/
[2]YEN, J.; LANGARI R. Fuzzy Logic: Intelligence, Control, and Information. 1.ed. Estados Unidos, 1999. 548p.
[3]CONCEIÇÃO,M.P.A. Implantação de um controlador nebuloso para navegação autônoma em um robô real simples.2012. Projeto
Final de Curso. 57 p. DCC, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
[4] T. C. Mota, Análise e Proposta de Controladores para Navegação Autônoma de um Robô Inteligente, 2010. Dissertação
(Mestrado em Informática) ? Universidade Federal do Rio de Janeiro.
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller
1429 – UM ESTUDO SOBRE MÉTODOS INTELIGENTES PARA PLANEJAMENTO DE ROTAS PARA ROBÔS.
Autor(es): Danilo Farias Vettorazzi
Orientação: Josefino Cabral de Melo Lima
Resumo:
O projeto consiste em fazer uma simulação na qual um robô, em um ambiente controlado, seja
capaz de se deslocar de um ponto a outro desviando de obstáculos fixos. Para a simulação
será usada a plataforma V-REP[1](Virtual Robot Experimentation Platform) para a construção
do modelo e para melhor visualização do estudo. Será implementado um controlador nebuloso
[2] e um modelo desenvolvido a partir do estudo de MOTA[3]. Este trabalho é uma continuação
do projeto de MORATORI[4], com a diferença de que serão estudados diversos métodos de
Inteligência Computacional para se construir o controlador para o robô. Além da construção de
um controlador nebuloso manualmente, serão usadas técnicas de Redes Neurais e de SVM
(Máquinas de Vetor de Suporte) para treinar o controlador para que haja um melhor
mapeamento do ambiente e que possa ajudar na tomada de melhores decisões com
disposições diversas de obstáculos. Ao final iremos simular e comparar qual método é mais
eficaz para a implementação no robô e futuramente possa vir a ser utilizada em um robô real.
Serão utilizados conhecimentos de programação no MatLab, aprendizado na ferramenta
V-REP, além de lógica nebulosa, redes neurais e SVM.
Referências:
[1]http://www.coppeliarobotics.com/
[2] YEN, J.? LANGARI R. Fuzzy Logic: Intelligence, Control, and Information. 1.ed. Estados
Unidos, 1999. 548p.
[3] MOTA, T. C. Análise e Proposta de Controladores para Navegação Autônoma de um Robô
Inteligente. 2010. Dissertação (Mestrado) – Programa
de Pós-Graduação em Informática, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
[4] MORATORI, P. Análise de estabilidade e robustez de controladores nebulosos: aplicação ao
controle da trajetória de robôs. Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2006. (Dissertação de
Mestrado)
2934 – DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES DE MONITORAMENTO UTILIZANDO REDES DE SENSORES SEM FIO
Autor(es): David Christian Alencar Gomes
Orientação: Silvana Rossetto
Resumo:
Com o grande avanço das tecnologias de microcontroladores, comunicação sem fio e sensoreamento, tornou-se viável o
desenvolvimento de uma vasta gama de novas aplicações de monitoramento de grandezas físicas como, por exemplo, controle
automatizado de luminosidade e temperatura em salas e edifícios, monitoramento de estruturas civis, rastreamento de objetos,
animais ou pessoas, entre outros. Essas aplicações são tipicamente constituídas por um conjunto de nodos sensores, os quais são
dispositivos autônomos, com capacidade de sensoriamento, processamento e comunicação sem fio, dispostos em uma rede em
modo ad hoc [1]. O raio de alcance de comunicação sem fio desses nodos varia normalmente de 10 a 100 metros. Aplicações de
monitoramento usando esses dispositivos caracterizam-se por serem aplicações necessariamente distribuídas com uma séria de
características particulares, entre elas: capacidade de comunicação, armazenamento de dados e processamento restrita e fonte de
energia limitada, o que torna a tarefa de desenvolvimento de aplicações mais difícil. O objetivo deste trabalho foi estudar e avaliar o
uso de uma linguagem de programação reativa, denominada CEU [2], em conjunto com o sistema operacional TinyOS [3] , ambos
voltados para o desenvolviemnto de aplicações usando redes de sensores sem fio. CEU é uma linguagem de scripting que oferece
certas garantias para o programador, entre elas a detecção de loops infinitos e de acessos inconsistentes a variáveis
compartilhadas, questões importantes no desenvolvimento de aplicações para ambientes com restrições de hardware e que
normalmente ficam inteiramente a cargo do programador, aumentando a curva de aprendizado e a ocorrência de erros de
programação. Nesta apresentação mostraremos os resultados obtidos neste trabalho usando como exemplo uma aplicação de
monitoramento desenvolvida em CEU, TinyOS e C cuja finalidade é monitorar a luminosidade de um ambiente fechado e sugerir
alterações no controle de brilho da tela de um computador localizado dentro desse ambiente. Referências: [1] Loureiro, A. A.,
Nogueira, J. M. S., Ruiz, L. B., de Freitas Mini, R. A., Nakamura, E. F., & Figueiredo, C. M. S. “Redes de sensores sem fio”. In
Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores (SBRC) (pp. 179-226). Maio, 2013. [2] Céupédia (ceu-lang.org). [3] Levis, P. Gay,
D.. “TinyOS Programming”. Julho, 2009.
3104 – SOBRE O IMPACTO DA RECOMENDAÇÃO DE CONTEÚDO NA EFICIÊNCIA DE SISTEMAS P2P
Autor(es): Gabriel Costa Magalhães da Cunha, Marina Maiolino
Orientação: Daniel Sadoc Menasche
Resumo:
Os sistemas de compartilhamento de arquivos do tipo peer-to-peer, devido a sua robustez, escalabilidade e eficiência, são
amplamente utilizados por empresas e usuários pessoais para troca de dados. Entretato, como qualquer sistema computacional, os
sistemas do tipo peer-to-peer possuem sua limitações. Apresentamos nesse trabalho o resultados de simulações computacionais
de um sistema p2p hipotético simplificado, variando condições de recomendação e disponibilidade de conteúdo e analisando o
comportamento da eficiência (througput) do sistema. Em nosssa simulações, os limites fundamentais de vazão dos sistemas p2p
podem ser apreciados claramente em função dos diferentes parâmetros do sistema. Ao final, apresentamos uma ideia do que deve
ser feito para otimizar o desempenho de um sistema p2p com exemplos, alguns dos quais já estão sendo implantados.
Numericamente, ilustramos como que a disponibilidade de conteúdo afeta a eficiência de um sistema p2p. Tradicionalmente,
assume-se que a demanda (popularidade) de cada conteúdo é conhecida. Neste trabalho, por outro lado, assumimos que é
possível controlar parcialmente a demanda pelos conteúdos via sistemas de recomendação. Por meio de simulações, nós
identificamos que se os usuários fizerem download de conteúdo não solicitado, mas recomendado pelo sistema de recomendação,
o desempenho do sistema pode melhorar significativamente, dimnuindo assim o tempo de espera dos usuários. Para aumentar a
disponibilidade dos conteúdos, e a satisfação dos usuários com as recomendações, vislumbramos o uso de redes sociais para
entender os interesses dos usuários e como que esses são afetados por seus pares.
3143 – UM APANHADO SOBRE MODELOS DE REDES P2P: ESCALABILIDADE, DESEMPENHO E DISPONIBILIDADE DE CONTEÚDO
Autor(es): Gabriel Costa Magalhães da Cunha, Marina Maiolino
Orientação: Daniel Sadoc Menasche
Resumo:
Sistemas peer-to-peer vêm sendo estudados há mais de uma década, sendo de interesse por suas qualidades de escalabilidade,
robustez e eficiência. Inúmeros modelos matemáticos foram propostos para entender o comportamento de tais sistemas, cada
modelo sendo capaz de capturar certas qualidades e limitações dos sistemas p2p. Nesse trabalho, apresentamos um apanhado dos
modelos p2p propostos até então. Começamos discutindo os primeiros modelos de sistemas p2p que consideravam a escalabilidade
perfeita do sistema. Pelo fato de que, em sistemas p2p, cada usuário comporta-se como cliente e servidor, nesses modelos
assume-se que a capacidade do sistema escala perfeitamente em função do número de usuários. Em seguida, apresentamos
modelos mais recentes que indicam que os sistemas p2p não são perfeitamente escaláveis. Simulamos então esses modelos mais
recentes, e indicamos como que pequenas modificações na forma que os usuários selecionam os conteúdos a transmitir e na
susceptibilidade dos usuários a fazer download de conteúdos não requisitados podem afetar fortemente o desempenho do sistema.
Concluimos apresentando direções futuras de modelos que levem em conta fatores novos ainda não considerados em trabalhos
anteriores, como por exemplo o efeito de redes sociais no desempenho e disponibilidade de conteúdo em redes p2p.
3981 – IMPLEMENTAÇÃO DE UM ALGORITMO DE ESCALONAMENTO PARA REDES DE SENSORES SEM FIO
Autor(es): Anna Beatriz Cardoso Alves Almeida
Orientação: Claudio Miceli de Farias
Resumo:
Recentes avanços em micro sistemas eletromecânicos e tecnologias de comunicação sem fio permitiram a construção de sensores
de baixo custo e pequeno porte, que são capazes de detecção, processamento e comunicação através de conexões sem fio. Uma
Redes de Sensores sem Fio é uma rede composta de dezenas, centenas ou mesmo milhares destes dispositivos. Nos últimos anos
o campo de RSSFs tem observado diversas mudanças destacando-se o surgimento das Redes de Sensores Compartilhadas
(Shared sensor networks – RSC) as quais, ao invés de assumir um projeto tradicional específico de uma única aplicação alvo,
permite que a infraestrutura de sensoriamento e comunicação seja compartilhada por múltiplas aplicações que podem pertencer a
usuários diferentes, otimizando assim a utilização de recursos. Portanto, as RSCs podem ser vistas como infraestruturas integradas
de sistemas físicos e eletrônicos que podem servir a múltiplas aplicações. Entre as vantagens do uso de RSCs estão a redução
significativa nos custos de implantação da rede por permitir que múltiplas aplicações dividam os mesmos nós e infraestrutura de
comunicação e sensoriamento, melhorando a utilização global de recursos. Porém, apesar desse potencial, a adoção das RSCs
apresenta novos desafios (relacionados a funções básicas necessárias para a operação e a gerência das redes. Um dos desafios
que surgem diz respeito ao aumento no consumo de energia. Com um maior número de aplicações pode haver potencialmente um
aumento no consumo de energia devido ao processamento e o envio de mensagens pelos nós sensores de uma RSAC. Uma das
técnicas utilizadas para a redução do consumo de energia em RSSF é a clusterização. A ideia geral da clusterização é a
organização da RSSF em grupos (clusters) onde geralmente cada grupo possui um líder (cluster-head – CH ), o qual é usado como
roteador dos dados coletados pelos sensores em seus respectivos clusters até o(s) nó(s) sorvedouro(s) através de uma
comunicação multissalto. Como a distância entre os membros dos clusters e seu respectivo CH é, em geral, menor que a distância
entre os sensores e o nó sorvedouro, a rede economiza energia. No cenário é de RSAC existem várias aplicações compartilhando a
rede, que podem possuir interesse comuns. Por exemplo uma aplicação de controle de ar-condicionado e outra de detecção de
incêndio em uma sala de um escritório. Ambas possuem interesse em monitorar a temperatura ambiente, portanto não há a
necessidade de realizar esse monitoramento duas vezes. Logo no ambiente de RSAC, a redundância de monitoramento e a
semântica das aplicações devem ser levadas em consideração. Portanto um algoritmo de clusterização para RSAC devem ser
semânticos e realizar coletas comuns para múltiplas aplicações somente uma vez compartilhando os resultados entre as aplicações.
Este trabalho propõe um algoritmo de clusterização para RSAC. O algoritmo proposto será simulado e implementado em uma RSAC
real para a realização dos experimentos.
4052 – AMBIENTE DE SIMULAÇÃO DE ATAQUES REFLETIDOS E DISTRIBUÍDOS DE NEGAÇÃO DE SERVIÇO
Autor(es): Matheus Santos Martins
Orientação: Vinícius Gusmão Pereira de Sá
Resumo:
Ataques Distribuídos Refletidos de Negação de Serviço (DRDoS, do inglês Distributed Reflected Denial of Service) têm por objetivo
causar a indisponibilidade de sistemas de informação usando fatores de amplificação para alcançar uma vazão de dados maior do
que os ataques convencionais [Ampli?cation Hell: Revisiting Network Protocols for DDoS Abuse. Proc. Network and Distributed
System Security Symposium, 2014]. No presente trabalho, desenvolvemos um ambiente de simulação de ataques DRDoS. O
ambiente desenvolvido permite responder a perguntas do tipo: (1) quais tipos de configurações tornam uma máquina passível de ser
explorada em um ataque DRDoS; (2) quais são os servidores de internet existentes que possuem protocolos vastamente utilizados e
que são exploráveis [United States Computer Emergency Readiness Team. UDP-based Amplification Attacks,2014]; (3) qual o fator
de amplificação para diversos tipos de configurações de diversos cenários de ataque; (4) que controles permitem reduzir o impacto
de um ataque DRDoS; (5) quais mecanismos de defesa podem ser usados e como estes podem ser avaliados [A taxonomy of DDoS
attack and DDoS defense mechanisms. ACM SIGCOMM Computer Communication,Volume 34 Issue 2, April 2004, Pages 39 – 53,
ACM]. Apresentamos diversos tipos de configurações de servidores de internet exploráveis e alguns dados importantes acerca
destes. Descrevemos a arquitetura do ambiente de simulação, o qual é baseado em ferramentas de código aberto, o que permite
sua fácil reprodução por outras equipes de pesquisa. Concluímos descrevendo detalhadamente aspectos e resultados obtidos de
ataques DRDoS em servidores DNS, NTP e SNMP e seus controles aplicáveis à mitigação.
1418 – IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE REDES CIENTÍFICAS DE PESQUISADORES
Autor(es): Jonas Medeiros Bertrand, Fillipe Barros da Silva, Vinicius Ferreira Mello
Orientação: Valeria Menezes Bastos
Resumo:
Área Temática: Sistemas de Informação
O presente trabalho descreve uma forma de utilizar a base da Plataforma Lattes para identificar redes de pesquisadores por
assuntos e classificá-los de acordo com sua importância no cenário de pesquisas nacional. Para tal, cerca de 1.100.000 currículos
em XML foram analisados. Esses currículos passaram por um pré-processados onde, alem de terem seus dados semi-estruturados
transformados em uma base estruturada MySql, algumas informações extras foram retiradas.
Para que fosse mais simples identificar os assuntos estudados por cada pesquisador, os textos presentes nos seus currículos
passaram por um processamento de linguagem natural, para que pudessem ser capturadas as informações chave.
Cada pesquisador tem em seu currículo diversos tipos de publicação e para cada uma, uma lista de coautores, que nem sempre é
fornecida. Devido ao fato de não existirem ligações diretas entre pesquisadores, uma das etapas do trabalho foi realizar a
identificação dessas possíveis ligações, através das informações adquiridas através das publicações.
Com base nessas ligações, pôde ser realizado um ranqueamento dos pesquisadores usando-se o algoritmo PageRank,
determinando assim os mais importantes no cenário da pesquisa nacional e estabelecendo as redes científicas de pesquisa.
2540 – ANÁLISES POR CLUSTERIZAÇÃO DO PERFIL DO CORPO DISCENTE DO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO DA UFRJ
Autor(es): Rochanne de Miranda Correa
Orientação: Valeria Menezes Bastos
Resumo:
Ao longo da história do curso de Ciência da Computação da UFRJ, muito se discute, entre docentes e discentes, a sua respectiva
composição curricular. Entretanto, tal debate vem acontecendo de forma descentralizada, sem base em informações precisas,
tornando impossível qualquer tipo de análise. Com o objetivo de se identificar conexões e inferências acerca de tais discussões, e
encontrar outras relações referentes ao desempenho acadêmico do corpo discente, foram aplicadas técnicas de Data Mining em
dados obtidos do Sistema Integrado de Gestão Acadêmica (SIGA ? UFRJ), referentes a alunos e ex-alunos do curso de Bacharelado
em Ciência da Computação da UFRJ, matriculados no período entre 2004 e 2012.
Visando distinguir grupos de alunos, além de adquirir algumas outras informações, utilizou-se o algoritmo de clusterização K-means,
através do manuseio da ferramenta WEKA (Waikato Environment for Knowledge Analysis).
Por se tratar de uma ampla fonte de dados, da qual muitas informações poderiam ser obtidas, definiram-se as análises a serem
realizadas e quais dados seriam tratados, resultando em diversas relações entre os grupos de disciplinas pré-definidos e o
desempenho dos alunos nas mesmas. Como exemplo, pode-se citar um resultado referente ao tempo médio de formação dos
discentes, onde se verificou que uma quantidade expressiva de alunos (21% do total de 214 que se formaram no período estudado)
leva um tempo médio de 14.28 períodos para se formar bastante superior ao tempo médio global que é de 11.16 períodos.
Este trabalho permitiu obter diversos resultados e inferências interessantes, e muitos outros, a partir de análises que não foram
realizadas, podem ser alcançadas.
3844 – ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DAS HASTAGS NO TWITTER
Autor(es): Yago de Arauco Serpa, Bernardo Stearns Reisen de Pinho
Orientação: Jonice de Oliveira Sampaio, Carla Amor Divino Moreira Delgado
Resumo:
O advento das redes sociais possibilitou o acesso a uma massa de dados gerada espontaneamente por uma comunidade de
pessoas com interesse em determinados assuntos. Dentro das mensagens trocadas nas redes sociais, o uso de hashtags tornou-se
comum. Assim como a hashtag tem o poder de referenciar uma mensagem, com esse padrão, podemos analisar o sentimento de
pessoas ao postá-las, e se com ela podemos determinar o assunto dito na mensagem toda.
O objetivo deste projeto é analisar hashtags, a fim de identificar, caso exista, um padrão de como as mesmas são criadas, como
algumas conseguem repercussão e se mantêm durante muito tempo, e como funciona a oscilação de ocorrências.
Um crawler para obter dados de redes sociais abertas relativos a assuntos específicos foi feito, e estes dados foram inseridos em um
banco de dados especificamente criado e configurado para receber estes dados e permitir sua análise. Com os dados obtidos
planejamos fazer as seguintes investigações: análise do “tempo de vida? da hashtag, relação entre grau de influência de um usuário
e o tempo de vida das hastags por ele propagadas, análise de localidade, a fim de verificar se a localização importa para que um
vocábulo ou expressão se consolide como hashtag. Especificamente sobre dados de eventos, temos o objetivo de descobrir se em
um evento, uma hashtag pode surgir depois dele ter começado e a partir dali se firmar, ou substituir outra que já vinha previamente.
2932 – ANÁLISE DO IMPACTO DAS PUBLICAÇÕES NAS REDES SOCIAIS ONLINE NOS MEIOS OFICIAIS DE COMUNICAÇÃO TEXTUAL
Autor(es): Diego Tertuliano da Silva
Orientação: Jonice de Oliveira Sampaio
Resumo:
As mídias sociais influenciam o conteúdo gerado nas mídias oficiais, como jornais, revistas e sites de notícias. Existem métodos para
relacionar notícias com as mídias sociais, como apresentado no trabalho de Tsagkias et al (2011). Entretanto, esse autor não explora
como as mídias sociais influenciam a criação de notícias nas mídias oficiais. No levantamento bibliográfico realizado também não foi
encontrado métodos desenvolvidos especificamente para analisar esta influência. Neste trabalho é abordada a seguinte tarefa:
Desenvolver métodos para identificar assuntos de grande repercussão nas mídias sociais e analisar sua influência nas mídias
oficiais. Para realizar esta tarefa, é feita a mineração de dados de diversas mídias sociais e encontram-se amostras com grande
repercussão através de métricas especificas a cada plataforma (Como os Trending Topics no Twitter). Em seguida, correlaciona-se a
amostra de uma mídia social com outras amostras buscando restringir o problema. Após a identificação do assunto, usa-se um
método de três passos: São derivados múltiplos modelos de consulta baseados nas amostras com o assunto; Tais modelos de
consulta são usados para criar modelos estatísticos de linguagem, através destes modelos são obtidas diversas listas de notícias e
suas probabilidades de estarem relacionadas implicitamente com as amostras; Posteriormente estas listas são unidas usando
técnicas de fusão, obtendo como resultado uma única lista com as amostras e suas respectivas probabilidades de terem gerado a
notícia na mídia oficial.
2943 – ANÁLISE DOS INFLUENCIADORES DOS PROTESTOS BRASILEIROS DE 2013 VIA TWITTER
Autor(es): Ingrhid Theodoro Amancio da Silva, Fabio Rangel
Orientação: Jonice de Oliveira Sampaio
Resumo:
O Twitter é um site de microblogging com a natureza de ser atualizado sobre acontecimentos/eventos quase em tempo real . No
entanto, o Twitter não é simplesmente utilizado para que o usuário divulgue informações sobre si, como previsto inicialmente, mas
também é utilizado para compartilhar opiniões e informações sobre eventos em geral [Naaman e Boase 2010]. Por exemplo, se
algum evento ocorre no mundo, ele poderá ser noticiado no Twitter, podendo então esse evento ser detectado por alguma
ferramenta de rastreio aplicada nesta rede social online [Sakaki et al. 2010].
As manifestações que ocorreram em 2013 no Brasil foram um evento de repercussão mundial [Globo TV 2013]. Elas tiveram início
com um grupo menor que reivindicava a permanência do preço das passagens de ônibus e foram incorporando outras reivindicações
com o passar dos dias e com a adesão crescente de pessoas. Durante os protestos que levaram milhões de pessoas às ruas, as
mídias sociais se tornaram um importante meio de comunicação entre os manifestantes. No Twitter, os tópicos relativos às
manifestações se tornaram trending topics (tópicos em tendência) [G1 2013a], que são frases, palavras e hashtags mais
frequentemente mencionadas nesta rede social online [Kwak et al. 2010]. Como o Twitter tornou-se uma mídia de importância
significativa para a organização e a mobilização de eventos deste tipo [Sakaki et al. 2010], bem como na disseminação de
acontecimentos ocorridos durante as manifestações, este trabalho utiliza-se da fonte de mensagens (tweets) provenientes desta
rede social online para analisar as interações realizadas durante as manifestações.
Segundo a Folha de São Paulo (2013) aconteceram inúmeras manifestações deste tipo por todo o mundo. Durante esses eventos,
há usuários (ou perfis do Twitter) cujas mensagens relativas ao evento são amplamente divulgadas (?retweetadas?) e suas ideias
se propagam pela rede atingindo um grande número de usuários. Neste caso, consideramos esses usuários influenciadores devido à
larga e rápida propagação de suas mensagens. Na busca de identificar tais usuários, foram coletados tweets ligados às
manifestações brasileiras, utilizando-se as hashtags mais frequentes relacionadas ao tema. A partir do resultado dessa coleta,
análises foram realizadas para identificar usuários que influenciaram o movimento e como sua influência modificou-se com o passar
do tempo.
3820 – SCIENTIFIC EXPERTISE IDENTIFIER (SEI): UMA FERRAMENTA PARA A CONSTRUÇÃO DE PERFIS DE ESPECIALISTAS BASEADA EM ARTIGOS CIENTÍFICOS
Autor(es): Hector Nieva Melo
Orientação: Jonice de Oliveira Sampaio
Resumo:
A pesquisa científica normalmente é um investimento a longo prazo, de alto custo e que depende de vários fatores, sendo as
pessoas envolvidas e seus conhecimentos aplicados um fator decisivo. Por exemplo, a investigação de tratamentos para uma
determinada doença pode se tornar muito cara e longa se os grupos de pesquisa que a investigam não incluírem pesquisadores com
expertise forte no tema e não colaborarem entre si. Neste sentido, para planejar um projeto de pesquisa científica e otimizar seus
custos, é de suma importância determinar os expertises de uma relação de pesquisadores (tarefa chamada Expert Profiling (EP))
para designar quais pesquisadores trabalharão em quais projetos e com quem eles colaborarão. Embora informações de Linha de
Pesquisa (e, portanto, expertises) dos pesquisadores possam ser obtidas na Plataforma Lattes, estas muitas vezes são superficiais,
pois não distinguem a relevância de diferentes expertises para um dado pesquisador, e não incluem expertises que o mesmo o
pesquisador desconhece possuir (por exemplo, quando ele participa de projetos interdisciplinares e aprende sobre assuntos
inseridos em outras áreas de conhecimento).
Uma abordagem típica [1] consiste em coletar todos os artigos publicados dos pesquisadores cujo perfil se deseja determinar e
utilizar técnicas de Mineração de Dados e Processamento de Linguagem Natural para descobrir seus expertises. Entretanto, os
sistemas existentes não levam em conta artigos escritos em língua portuguesa, e esta abordagem não leva em conta o processo de
esquecimento dos pesquisadores. Por exemplo, pesquisadores que mudam suas linhas de pesquisa ao longo dos anos podem
diminuir seus expertises anteriores pelo fato de não trabalharem mais diretamente com eles.
O sistema aqui apresentado, chamado SEI (Scientific Expertise Identifier) visa realizar a tarefa de EP, utilizando a abordagem
anteriormente mencionada integrada com um modelo de esquecimento de expertise. Em um primeiro momento, ele utiliza apenas
informações de pesquisadores envolvidos na pós-graduação da computação no Brasil. Por analisar profundamente os artigos
científicos e levar em conta o esquecimento dos pesquisadores, as informações obtidas são mais acuradas e realistas, podendo ser
aplicadas no planejamento nacional de pesquisa científica. O sistema também pode ser aplicado dentro do contexto empresarial,
desde que se utilizem emails enviados dentro da empresa e textos dentro da rede intranet da empresa como fontes textuais para a
procura de expertise.
[1] Bordea, Georgetas, and Paul Buitelaar. “Expertise mining.” Proceedings of the 21st National Conference on Artificial Intelligence
and Cognitive Science, Galway, Ireland. 2010.
3861 – ESTUDO SOBRE A EVOLUÇÃO DA ANÁLISE DE REDES SOCIAIS NO BRASIL
Autor(es): Pedro Affonso Silva Pinto
Orientação: Jonice de Oliveira Sampaio
Resumo:
A análise de redes sociais (ARS) visa perceber os fluxos de informação e as construções sociais e simbólicas dos grupos estudados
(Marteleto, op. cit.) e tem se mostrado uma área multidisciplinar. A pesquisa na área de análise de redes sociais vem crescendo em
todo o mundo, principalmente nos últimos anos, devido à disponibilização de dados massivos na internet.Este trabalho visa entender
como esta área se desenvolveu no Brasil ao longo dos últimos anos, bem como os conceitos envolvidos e os principais
pesquisadores. Tal análise foi realizada por meio do levantamento das publicações submetidas e aceitas de pesquisadores
brasileiros em eventos nacionais e internacionais relacionados ao tema.
Além de observar o crescimento do interesse sobre redes sociais online, a revisão realizada neste trabalho permite que seja feita
uma análise das tendências para o futuro da pesquisa na área de ARS no Brasil. Ou seja, este trabalho apresenta indícios sobre os
interesses científicos brasileiros, podendo ser útil para quem pretende atuar nessa área.
3842 – PREVISÃO DE CHUVAS ATRAVÉS DO TWITTER
Autor(es): Luiz Andre Carvalho Tavares
Orientação: Jonice de Oliveira Sampaio
Resumo:
Na medida em que a população humana tende a se concentrar em áreas cada vez mais densas ou até mesmo mais instáveis,
percebemos que eventos naturais progressivamente atingem um maior número de pessoas e tornam-se cada vez mais próximos de
atingirem o status de catástrofes naturais. Especialmente no Brasil, as chuvas têm se destacado tanto em abrangência quanto em
frequência de modo a causar diversos sintomas em todo os níveis da sociedade permeando problemas que vão desde deslizamento
de terra e alagamentos à até mesmo engarrafamentos.
Visando sanar tais problemas, prevenindo os mesmos, geralmente aplicam-se soluções tais como a medição do nível de
pluviosidade da região usando sensores físicos e também resultados de previsões meteorológicas além de outros afim de modelar e
prever situações de emergência. Contudo com o advento de redes sociais com transmissão rápida e compacta de informações tal
como Twitter faz nascer então uma base de dados sociais que pode ser usada como dado de sensores, porém aqui não mais físicos
e sim sociais como tweets devido à natureza de tempo real desta mídia.
Faz-se então o objetivo de obter as informações contidas nas redes sociais e postumamente transforma-las em dados sociais com o
intuito de detectar os eventos de chuva usando os mesmos modelos antes utilizados com dados de sensores físicos.
Então para obtermos as informações do twitter foi usado uma API(twitter4j) na linguagem JAVA, afim de adquirir os tweets em tempo
real. As consultas utilizadas foram ?chuva?, ?tempestade?, ?dilúvio? e formas gramaticais semelhantes como ?chover?. Após obter
alguns dias não consecutivos de tweets e armazena-los em disco, lemos alguns tweets.
Para a categorização algorítmica de um dado como um tweet que diz que realmente está chovendo agora, testamos alguns métodos
de classificação. A ferramenta utilizada para os testes foi rapidminer, onde um dos testes utilizamos SVM com tokenização Porter.
Vários algoritmos de classificação, ditos como supervisionados, necessitam de uma bateria de testes inicial onde geralmente se
diferenciam entre um conjunto de POSITIVOS e outro de NEGATIVOS, onde o primeiro contem os elementos que possuem a
característica a ser encontrada e o segundo não as possui. Quando utilizamos o SVM com Porter percebemos que o classificador
não categoriza de forma satisfatória os tweets, devido ao fato de os tweets serem extremamente compactos, o processo de
radicalização perde informações extremamente importantes para distinguir um evento presente ou passado por exemplo. Mesmo
não utilizando a radicalização o SVM não produziu um resultado satisfatório devido ao fato de o hiperplano gerado pelo conjunto
POSITIVOS ser muito semelhante ao gerado pelo NEGATIVO. Então testamos o algoritmo de árvore de decisão cujos resultado foi
mostrado muito satisfatórios para utilizarmos como classificador dos tweets.
1345 – ISOMETRIAS DO ESPAÇO EUCLIDEANO DE DIMENSÃO 2 E 3
Autor(es): Matheus Sant’Anna de Azevedo
Orientação: Carlos Diosdado Espinoza Penafiel
Resumo:
Neste trabalho de Iniciação Cientifica, estudamos o comportamento geométrico das isometrias tanto no espaço Euclideano de
dimensão 2 quanto no espaço Euclideano de dimensão 3. Este trabalho têm como principal objetivo a introdução no âmbito de
pesquisa do aluno de Iniciação Cientifica, mas também visa incentivar e reforçar o estudo da geometria de isometrias nos espaços
Euclideanos, tendo em mente as futuras pesquisas na geometria diferencial que o aluno possa fazer.
A metodologia usada foi o encontro entre o orientador e o aluno em diversos dias da semana. O uso de bibliografia adequada ao
desempenho do aluno, a elaboração de lista de exercícios indicada pelo orientador. O uso da internet para a complementação do
estudo também foi um fato recorrente no nosso estudo.
Como resultados da pesquisa, temos a classificação das isometrias próprias e improprias no espaço Euclideano de dimensão 2 e 3,
o entendimento do comportamento geométrico de tais isometrias, assim como o preenchimento de muitas lagunas no estudo do
espaço Euclideano de dimensão 2 e 3.
Este trabalho esta vinculado ao estudo das geometrias de dimensão 3 do orientador deste projeto.
1389 – OPERAÇÃO DE GRUPO EM CÔNICAS AFINS E APLICAÇÃO À EQUAÇÃO DE PELL-FERMAT
Autor(es): Luís Felipe Silva de Aguiar
Orientação: Nicolas Paul Andre Puignau
Resumo:
A partir do Teorema de Bézout, restrito a interseção de uma reta com uma curva projetiva complexa plana, definimos uma operação
geométrica sobre as cônicas afins ou projetivas por meio de uma reta adjunta, chamada de diretriz. Essa operação transforme uma
cônica num grupo abeliano como consequência do Teorema do hexágono de Pascal.
Em seguida distinguimos o caso real e o caso complexa, e determinamos precisamente quais são os grupos associados a cada
família de cônicas afins reais (elipse, hipérbole ou parábola).
Enfim aplicamos esses resultados a resolução de uma equação diofantina quadrática chamada de equação de Pell-Fermat. Isso
pode ser feito a partir da operação de grupo sobre uma hipérbole real afim que permite gerar uma infinidade de soluções a partir de
uma solução dada aplicando sucessivamente a operação. Existe então uma solução “minimal” da equação de Pell-Fermat a partir da
qual geramos todas as soluções inteiras. A procura dessa solução minimal depende das frações contínuas de um irracional
quadrático.
2308 – FUNÇÕES ZETA DE GRUPOS NILPOTENTES
Autor(es): Gabriel Abrunhosa Fernandes
Orientação: Cecília Salgado Guimarães da Silva, Ilir Snopche
Resumo:
Seja G um grupo finitamente gerado e, para cada inteiro positivo n, seja a_n(G) o número de subgrupos de índice n em G. O
crescimento de subgrupos de G é entendido como sendo o comportamento assintótico da sequência (a_n(G)). Frequentemente, o
comportamento assintótico dessa sequência dá informação sobre a estrutura algébrica do grupo. Podemos mencionar, por exemplo,
que um grupo pro-p G é p-adico analítico se, e somente se, tem crescimento polinomial de subgrupos. Bem como o
comportamento assintótico, a aritmética da sequência (a_n(G)) pode ser de interesse. A abordagem clássica é o estudo da
correspondente função zeta, na esperança de que suas propriedades analíticas irão revelar algumas informações aritméticas sobre a
sequência (a_n(G)). A função zeta de um grupo G é dada pela série de Dirichlet \zeta_G(s)=\sum_{n=1}^{\infty}a_n(G) n^{-s}.
Funções zeta de grupos são especialmente úteis no estudo de grupos nilpotentes. Esta área da matemática passou a receber uma
atenção especial com o artigo seminal de Grunewald, Segal e Smith, publicado em 1988. O objetivo do nosso trabalho é estudar a
teoria básica de funções zeta de grupos nilpotentes. Inicialmente, vamos mostrar que a função zeta de qualquer grupo nilpotente
finitamente gerado possui um produto de Euler. Em seguida, vamos calcular a função zeta de grupos abelianos finitamente gerados
e livre de torção. Nosso principal resultado será uma fórmula explícita para a função zeta de um grupo abeliano livre de posto r em
termos de função zeta de Riemann. Isto mostra que a teoria de funções zeta de grupos pode ser considerada como uma extensão
não-comutativa da teoria analítica clássica dos números.
411 – O TEOREMA DE HASSE-MINKOWSKI
Autor(es): Mariana Neumann de Souza
Orientação: Cecília Salgado Guimarães da Silva
Resumo:
Um dos grandes problemas da área de Geometria Aritmética é a busca por pontos racionais em variedades algébricas. Isto se traduz
na procura por soluções racionais de equações polinomiais com coeficientes racionais/inteiros. O Princípio de Hasse aparece então
como importante ferramenta nesta área. Seu enunciado afirma que uma variedade possui uma solução racional se, e somente se,
ela as possui solução real e soluções p-ádicas para todo primo p. Como encontrar soluções p-ádicas ou reais é muito mais simples
do que encontrar soluções racionais, o princípio acima, quando válido, é bastante útil.
Infelizmente, existem muitos contra-exemplos para o Princípio de Hasse: a classe de curvas elíticas já nos fornece uma série deles.
Neste projeto, estudaremos uma classe de variedades algébricas para a qual o Princípio de Hasse é válido: as hipersuperfícies
quádricas. As equações que as descrevem dão origem a formas quadráticas e a validade do princípio é conhecida como o Teorema
de Hasse-Minkowski.
1243 – TEOREMAS DE SCHRÖDER – BERNSTEIN E TEOREMA DE CANTOR
Orientação: João Matheus Arieta Pereira
Resumo:
Todo cientista necessita da Teoria dos Conjuntos em seu trabalho, o problema é o quanto.
Este plano pretende fornecer uma quantidade suficiente, pelo menos mais que o apresentado nos cursos de graduação regulares do
Brasil.
A ideia é seguir Naive Set Theory de Paul Halmos [1] o máximo possível até as demonstrações dos teoremas de Schröder –
Bernstein e de Cantor. Antes dos enunciados definimos:
Sejam X e Y dois conjuntos dizemos que:
1) X é dominado por Y se existe uma bijeção entre X e um subconjunto de Y.
2) X é equivalente à Y se existe uma bijeção ente X e Y.
3) X é estritamente dominado por Y se X é dominado por Y e não é equivalente à Y.
Teorema ( Schröder – Bernstein ) Se X e Y são dois conjuntos tais que X é dominado por Y e Y é dominado por X, então X é
equivalente à Y.
Teorema ( Cantor ) Um Conjunto não vazio é estritamente dominado pelo conjunto de suas partes.
Estes são fatos triviais para conjuntos finitos mas uma demonstração rigorosa, do ponto de vista da lógica, para conjuntos infinitos
não o é.
A continuação destes estudos leva a um dos problemas matemático-filosófico mais instigantes ainda em aberto que é a hipótese do
contínuo formulada por Georg Cantor em 1878 na forma:
Não existe conjunto dominando estritamente o conjunto dos inteiros e estritamente dominado pelo conjunto dos números reais.
Bibliografia:
[1] Halmos, Paul, Naive Set Theory. Princeton, NJ: D. Van Nostrand Company, 1960. Reprinted by Springer-Verlag, New York, 1974.
[2] Gillman, Leonard, “Two Classical Surprises Concerning the Axiom of Choice and the Continuum Hypothesis”. American
Mathematical Monthly 109, 2002.
[3] Enderton, Herbert (1977). Elements of Set Theory. Academic Press
2018 – INVESTIGAÇÃO DA CONJECTURA TAU
Autor(es): Yuri da Silva Villas Boas
Orientação: Gregorio Malajovich Munoz
Resumo:
Define-se:
PROGRAMA TAU P, toda a (n+1)-upla (z0, z1,…, zn) tal que: z0 = 1, e para todo n > 0, EXISTEm i,j com 0 <= i,j < n e tais que zn =
zi + zj ou zn = zi - zj ou zn = zi * zj;
Dado um PROGRAMA P = (z1,...,zn), usar-se-á a notação
P(i) := Pi := zi;
condições em que se denota:
1 <= i <= n ? zi pert P;
R(P) = ?RESULTADO de P? = zn;
C(P) = ?COMPRIMENTO de P? = n;
Q = (z0, ..., zm) e m <= n ? Q <= P, ?Q está contido em P?, uma relação de ordem parcial;
Se, além disso, PARATODO 0 <= i < j <= n, zi != zj, P é dito não REDUNDANTE.
Se (além disso) PARATODO P? tq R(P?) = R(P), C(P?) >= C(P), (P tem o menor comprimento possível para chegar a z), P é dito
MINIMAL. Nessas condições de P, n, e zn, define-se tau(zn) := z.
OBS: Rigorosamente, só se pode conceber tau : Z ? N nesses termos se PARATODO z pert Z, EXISTE P | R(P) = z. Tal resultado é
trivial.
Conjectura (VILLAS BOAS): 0 não pert P e P != (1, 0) (que é trivialmente minimal) ? EXISTE Q minimal tq P <= Q ou seja ?Todo
programa ao qual não pertença 0 (exceto pelo (1,0), que é trivialmente minimal), por mais ?indireto? que pareça, é subprograma de
algum programa minimal.?
CONJECTURA TAU (SCHUB e SMALE): não EXISTE c > 1 | PARATODO k | tau(k!) <= (log_2(k))^c
Nota existe prova de que a invalidade da CONJECTURA TAU (i.e.: tau de fatorial de k ser limitada por uma potência de k) implica na
'inseguridade da criptografia RSA', ou seja, que EXISTE algoritmo de quebra de código de complexidade polinimoal no tamanho das
chaves públicas.
A abordagem inicial dada ao problema na IC foi o cálculo computacional da, ainda pouco estudada, função tau, visando-se a, até o
final de 2013, expandir os valores seus conhecidos.A referida solicitação de software mostrou-se desde o início muito rica em
desafios, de cujo tratamento decorre o ganho de preciosas competências de aplicações gerais à Engenharia de Software. O referido
software, escrito em C++, consiste em
uma busca em profundidade por programas minimais, em uma estrutura gráfica em árvore nomeada ?Árvore Tau?, cujos nós
consistem nas componentes dos PROGRAMAS TAU. Empregou-se, pela necessidade de se tratar inteiros de valor absoluto muito
maiores do que as maiores representações possíveis em aritmética IEEE, a biblioteca GMP (GNU Múltiple Precision).
Constatou-se o fenômeno de ?explosão combinatória? da complexidade da busca em função da profundidade da busca a
necessidade imperativa de aumento de potência computacional. A alternativa adotada foi o emprego de PARALELISMO, por meio de
MPI (sigla em ingles para Interface de passagem de mensagem), implementado pela biblioteca Open MPI. Foram obtidos resultados
preliminares compatíveis com o encontrado na literatura.
3796 – APLICAÇÕES DE TEOREMAS CLÁSSICOS DE ANÁLISE FUNCIONAL
Autor(es): Bruno Silva Florentino de Paula
Orientação: Ademir Fernando Pazoto
Resumo:
Nosso trabalho foi motivado pela riqueza de aplicações da teoria de Análise Funcional a diversas áreas Matemáticas, especialmente
no estudo das Equações Diferenciais Ordinárias, Parciais e Integrais, além da sua estreita interação com a Física e outras áreas da
Ciência. No decorrer deste estudo, concentramos nossos esforços em aplicações de teoremas clássicos, tais como Teorema de
Hahn-Banach, Teorema da Categoria de Baire, Teorema de Banach-Steinhauss e o Teorema do Ponto Fixo de Banach. Este último,
por exemplo, apesar de sua simplicidade, é de fundamental importância para se demonstrar a existência de soluções de equações
diferenciais. Com relação aos demais teoremas, destacamos suas aplicações no estudo da convergência das séries de Fourier, das
matrizes de Töplitz, entre outras. Nesse trabalho, recorremos parte dessa teoria, tendo como foco principal o estudo de equações
diferenciais ordinárias e parciais (existência de soluções, controle e comportamento assintótico).
130 – ENCRIPTAÇÃO PROBABILÍSTICA
Autor(es): Hugo Faria Rezende Narcizo
Orientação: Luis Menasche Schechter
Resumo:
Na criptografia RSA conforme ela foi descrita originalmente, para uma dada mensagem original m e uma dada chave pública, a
encriptação de m sempre resultará em uma mesma mensagem cifrada c. Este mapeamento fixo entre o espaço das mensagens
simples e o espaço das mensagens cifradas deixa em aberto o risco de intrusos conseguirem obter informações parciais a respeito
da chave privada ao acumular diversos pares formados por uma mensagem e sua mensagem cifrada correspondente.
Para corrigir este potencial risco, Goldwasser e Micali sugeriram um novo modelo de criptografia, chamado de Encriptação
Probabilística. Em métodos de criptografia que seguem este modelo, a mensagem cifrada que é gerada depende não apenas da
mensagem original m e da chave pública que está sendo utilizada, mas também de um valor aleatório que é sorteado no momento
da encriptação. Este valor aleatório é conhecido como chave efêmera. Desta forma, se encriptarmos uma mesma mensagem original
m duas vezes, serão produzidas duas mensagens cifradas diferentes c e c’, devido ao sorteio de chaves efêmeras diferentes em
cada uma das encriptações.
Neste trabalho, apresentamos dois métodos de criptografia de chave pública que seguem o modelo de Encriptação Probabilística e
discutimos a sua segurança. Serão apresentados o método Goldwasser-Micali, o primeiro método desenvolvido de acordo com este
modelo, e o método Blum-Goldwasser.
139 – O ALGORITMO DO CRIVO QUADRÁTICO PARA A FATORAÇÃO DE INTEIROS
Autor(es): Annanda Dandi de Freitas Sousa
Orientação: Luis Menasche Schechter
Resumo:
A segurança do método de criptografia RSA depende da dificuldade computacional de se fatorar um número inteiro grande no caso
geral. Caso um algoritmo eficiente de fatoração seja desenvolvido, o RSA se tornará inseguro, uma vez que tal algoritmo poderá
então ser utilizado para calcularmos a chave privada utilizada diretamente a partir da chave pública correspondente. Dentre os
algoritmos mais modernos e eficientes para o problema da fatoração de inteiros, encontra-se o algoritmo do Crivo Quadrático.
Apesar do Crivo Quadrático ser um algoritmo bastante recente (da segunda metade do século XX), ele se baseia em uma ideia muito
antiga, proposta pelo matemático francês Fermat no século 17: a ideia de que podemos fatorar um número se conseguirmos
escrevê-lo como a diferença entre dois quadrados.
Neste trabalho, apresentamos o algoritmo do Crivo Quadrático, e realizamos uma análise do seu desempenho através de uma série
de testes computacionais a partir da implementação do algoritmo que programamos.
O conhecimento dos métodos disponíveis para a resolução do problema da fatoração de inteiros é importante do ponto de vista
prático, pois, mesmo que este problema seja difícil de ser computacionalmente resolvido no caso geral, os algoritmos existentes são
eficientes em alguns casos particulares. Tais casos devem então ser evitados durante a construção dos sistemas criptográficos, para
que sua segurança não seja comprometida.
10 – ESTABILIDADE DO SISTEMA DE LOTKA-VOLTERRA
Autor(es): Caue Francisco Teixeira da Silva
Orientação: Severino Collier Coutinho
Resumo:
Introduzido originalmente como um modelo matemático da interação entre predator e presa, o sistema de equações diferenciais de
Lotka-Volterra tem sido também aplicado em química e economia. Um problema importante no estudo deste, como de qualquer outro
sistema de equações diferenciais ordinárias, diz respeito à estabilidade de sua singularidade. Em minha apresentação discutirei uma
demonstração, baseada no método de Lyapunov da estabilidade global de alguns sistemas de Lotka-Volterra de dimensão pequena.
A estrutura do sistema de Lotka-Volterra permite identificar, de maneira bastante simples, uma função de Lyapunov para este
sistema, contudo os cálculos necessários à verificação de que a singularidade satisfaz as propriedades requeridas para ser uma
singularidade globalmente estável são bastante complicadas, de modo que a demonstração que apresentarei, baseada em um artigo
de Zhengyi Lu, publicado em 1996, requer que parte dos cálculos simbólicos sejam feitos por computador.
12 – DEMONSTRAÇÃO AUTOMÁTICA DE TEOREMAS DE GEOMETRIA
Autor(es): Beatriz de Andrade Campos
Orientação: Severino Collier Coutinho
Resumo:
Ao longo dos últimos trinta anos foram desenvolvidos vários métodos para demonstrar automaticamente teoremas de geometria
usando um computador. Alguns destes métodos utilizam coordenadas cartesianas e conduzem a sistemas de equações polinomiais
não lineares em várias indeterminadas. Infelizmente, quando o problema envolve muitas retas e pontos, o custo de determinar suas
soluções de maneira exata, usando um sistema de computação algébrica, torna-se proibitivo. Por isso foram introduzidos vários
enfoques diferentes, que não modelam o problema diretamente em termos das coordenadas dos seus pontos. Um destes métodos é
o “cálculo com colchetes” (bracket calculus). Embora um colchete da forma [p,q,r] represente o determinante da matriz cujas linhas
são p, q e r, estes determinantes nunca são explicitados em termos das coordenadas dos pontos. Em vez
disso, são usadas apenas as relações entre os colchetes (fórmulas de Plücker) e o fato de que o colchete [p,q,r] se anula quando os
pontos p, q e r são colineares. Apresentarei uma implementação deste método, desenvolvida
em uma série de trabalhos por J. Richter-Gebert, e que pode ser utilizado na demonstração de teoremas que envolvem apenas
questões de incidência de pontos em retas e vice-versa.
146 – UM ESTUDO DO MÉTODO DE CRIPTOGRAFIA RSA
Autor(es): Vinicius Berbat Paula
Orientação: Luis Menasche Schechter
Resumo:
O método RSA de criptografia, que possui este nome devido às iniciais de seus criadores Rivest, Shamir e Adleman, foi um dos
primeiros métodos a serem desenvolvidos de acordo com o modelo de criptografia de chave pública. Neste modelo, uma chave
pública, disponível para todos, é utilizada para encriptar a mensagem, enquanto uma chave privada, que é mantida de posse
exclusiva do destinatário da mensagem, é utilizada para decriptá-la. Desta forma, qualquer um pode encriptar mensagens para
serem enviadas a este destinatário, mas apenas ele pode acessar o conteúdo original destas mensagens, através do uso da sua
chave privada.
Para que um método de criptografia de chave pública ofereça segurança, é preciso que seja muito difícil calcular o valor da chave
privada a partir apenas do valor conhecido da chave pública. Com este objetivo, os métodos de criptografia de chave pública são
construídos de forma que o cálculo da chave privada a partir da chave pública seja equivalente à resolução de um problema
matemático bastante complexo (um problema que apresente alta complexidade mesmo com o auxílio de computadores). No caso do
método RSA, para calcularmos o valor da chave privada a partir do valor da chave pública, precisaríamos ser capazes de fatorar
números inteiros muito grandes, o que é um problema extremamente complexo.
Neste trabalho, apresentamos o método de criptografia RSA e discutimos o seu funcionamento e sua segurança.
114 – UM ESTUDO DE CRIPTOGRAFIA PÓS-QUÂNTICA BASEADA EM SISTEMAS POLINOMIAIS NÃO-LINEARES
Autor(es): Yaissa Campos Siqueira
Orientação: Luis Menasche Schechter
Resumo:
Os algoritmos tradicionais de criptografia de chave pública, como o RSA e o El Gamal, não permaneceriam seguros caso um
computador quântico de uso geral fosse efetivamente desenvolvido. Isto se deve ao fato de que não existem algoritmos clássicos
eficientes para a resolução dos problemas matemáticos subjacentes a estes dois métodos (problema da fatoração de inteiros e
problema do cálculo do logaritmo discreto, respectivamente), mas existem algoritmos quânticos eficientes para a resolução destes
problemas.
Desta forma, torna-se necessário o estudo de métodos alternativos de criptografia de chave pública que permaneçam seguros
mesmo após um eventual advento dos computadores quânticos. Tais métodos são conhecidos como métodos de criptografia
pós-quânticos. Neste trabalho, estudamos métodos de criptografia cujo problema subjacente é a resolução de sistemas polinomiais
não-lineares. Estes métodos são pós-quânticos pois não existem algoritmos clássicos nem algoritmos quânticos conhecidos que
sejam eficientes para a resolução deste problema matemático.
115 – CURVAS ELÍPTICAS E CRIPTOGRAFIA
Autor(es): Leon Augusto de Araujo Pereira
Orientação: Luis Menasche Schechter
Resumo:
Curvas Elípticas são um tipo particular de curva algébrica plana de grau 3 que possui uma propriedade muito interessante para o uso
em criptografia: é possível definir uma operação entre pares de pontos da curva de modo que o conjunto de pontos da curva dotado
desta operação constitui um grupo abeliano. Podemos então substituir os grupos aritméticos tradicionais por um grupo de pontos de
uma curva elíptica na implementação dos métodos de criptografia baseados em grupos, como o El Gamal.
Esta substituição se mostra vantajosa, pois o melhor algoritmo disponível para a criptoanálise (quebra) destes métodos de
criptografia não é um algoritmo de uso geral, e sim um algoritmo que trabalha especificamente com os grupos aritméticos
tradicionais. Desta forma, a criptoanálise se torna computacionalmente mais cara com o uso de um grupo de pontos de uma curva
elíptica. Isto, por sua vez, permite o uso de chaves menores sem perda de segurança, o que torna os procedimentos de encriptação
e decriptação mais eficientes para os usuários legítimos do sistema.
Neste trabalho, apresentamos os conceitos básicos sobre curvas elípticas, mostramos como definir um grupo a partir dos seus
pontos e descrevemos a implementação do método El Gamal com a utilização de tais grupos.
116 – RETICULADOS E SUA APLICAÇÃO À CRIPTOGRAFIA
Autor(es): Jéssica Provenciano Silvério
Orientação: Luis Menasche Schechter
Resumo:
Reticulados são estruturas algébricas discretas semelhantes a espaços vetoriais. Tanto espaços vetoriais quanto reticulados
admitem uma base de vetores. Entretanto, enquanto os elementos de um espaço vetorial são definidos como todos os elementos
que podem ser representados como uma combinação linear dos vetores da base, os elementos de um reticulado possuem a
restrição adicional de que os coeficientes da combinação linear devem sempre ser inteiros. Desta forma, podemos pensar em um
reticulado como uma “malha” discreta de pontos imersa em um espaço vetorial.
Dois problemas matemáticos centrais da teoria de reticulados são o Problema do Vetor Mais Curto e o Problema do Vetor Mais
Próximo. O objetivo do primeiro é determinar o vetor não-nulo de menor norma dentre os vetores pertencentes ao reticulado. Já o
objetivo do segundo é, dado um vetor que não pertence ao reticulado, determinar o vetor pertencente ao reticulado que está mais
próximo do vetor dado. Ambos estes problemas matemáticos possuem complexidade computacional bastante elevada, o que os
torna interessantes para uso em criptografia.
Neste trabalho, estudamos o método GGH de criptografia de chave pública, um método que utiliza estes problemas matemáticos da
teoria de reticulados como seus problemas subjacentes. Uma vez que não existem nem algoritmos clássicos nem algoritmos
quânticos conhecidos que sejam eficientes para a resolução destes problemas matemáticos, este método de criptografia é
considerado um método pós-quântico.
2693 – ESTUDO DA NÃO INTEGRABILIDADE DO PÊNDULO EM FUNÇÕES ELEMENTARES
Autor(es): Fabiano de Paula Martins
Orientação: Severino Collier Coutinho, Juliana Vianna Valério
Resumo:
O projeto tem como objetivo estudar o comportamento e descrever com detalhes a função que soluciona a equação diferencial do
pêndulo não-linear de haste fixa. Já foi provado que essa função não pode ser escrita em termos de funções elementares. A principal
motivação do projeto é mostrar a demonstração e explicar com detalhes o por que ela não pode ser escrita em termos de funções
elementares. Feito isso, mostrar outras funções clássicas que solucionam equações diferenciais que não podem ser escritas em
termos de funções elementares. Assim, o estudo se resume em saber se existe uma solução analítica para uma dada equação
diferencial. O desejado é sempre ter uma solução com uma fórmula explicita: um polinômio, uma raiz, um combinação de funções
trigonométricas, exponenciais e logaritmos. Mas até mesmo problemas simples que não envolvem as hipóteses do mundo real
possuem uma solução muito complicada ou até mesmo uma solução que não é explícita. Uma solução que não pode ser escrita em
termos de funções elementares. Dadas duas classes de funções a serem consideradas: as algébricas e as transcendentais. Uma
função algébrica é uma função que satisfaz uma equação polinomial, já as transcendentais não satisfazem nenhuma equação
polinomial e sua fórmula não é explícita, seu valor é calculado através de métodos numéricos. A metodologia empregada foi a
seguinte: Sabendo a função que será integrada, começamos a buscar classifica-lá e posteriormente encontrar teoremas, que
estivessem relacionados com aquela classe de funções, nos permitindo poupar tempo e esforço e ganhando ao longo do tempo
ferramentas para desenvolver as contas e alcançar os resultados esperados. Dado esses elementos buscamos descrever tudo de
forma básica e objetiva, evitando usar termos complexos para facilitar a compreensão e incentivando a intuição. Chegamos um
resultado intermediário que prova que a função que soluciona a equação diferencial não é algébrica. Logo já sabemos que a
equação não pode ser escrita em forma de um polinômio ou uma raiz. Agora o nosso foco é estudar Análise Complexa e verificar
que a equação não pode ser escrita como uma combinação de exponenciais e logaritmos. A partir do estudo de integrais algébricas
conseguimos mostrar que a integral da equação que descreve a dinâmica de um pêndulo não é algébrica. Logo ela não pode ser
escrita como uma combinação de polinômios e raízes. Agora é necessário provar que ela não é uma combinação de exponenciais e
logaritmos. Para isso usaremos assuntos de Análise Complexa, mais precisamente teoria dos resíduos.
59 – ANÁLISE TEÓRICA E PRÁTICA: ALGORITMO DE COLORIZAÇÃO VIA OTIMIZAÇÃO
Autor(es): João Luiz Lagôas de Almeida Bertolino
Orientação: Luziane Ferreira de Mendonça
Resumo:
Colorização é área destinada ao estudo de técnicas para adicionar cores a uma imagem ou filme em preto e branco. Desde 1970 até
os dias atuais, processos assistidos por computadores vêm sendo desenvolvidos com esse propósito.
No escopo da computação gráfica e álgebra linear, existem diversas abordagens com o intuito de colorir mídias em tons de cinza.
Dentre elas, uma nos chamou atenção. Em agosto de 2004, um grupo de professores da Universidade Hebraica de Jerusalém
apresentou um algoritmo de colorização simples e intrigante: após rabiscar áreas específicas de uma imagem em preto e branco
com traços coloridos, o método era capaz de propagar essas cores adequadamente para as regiões desejadas. No entanto, tal
método apresenta pouco respaldo axiomático disponível e, mesmo assim, ele é usado constantemente como referência em outros
artigos de computação gráfica.
Assim sendo, este trabalho tem por objetivo expor um estudo teórico e prático do método de colorização via otimização inicialmente
proposto por tais pesquisadores. Por meio de toda a análise desenvolvida, mostraremos metodologias e formas de resolução mais
eficientes quando comparadas com a abordagem inicial. Por fim, consolidaremos nossa pesquisa implementando filtros de edição
digital capazes de executar uma versão melhorada do algoritmo de colorização via otimização.
3592 – SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE IMAGENS PARA AVALIAÇÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA
Autor(es): Mateus Ildefonso do Nascimento, Tiago Carvalho Gomes Montalvão
Orientação: Aloísio Carlos de Pina
Resumo:
Formulários de múltipla escolha preenchidos à mão ainda hoje são amplamente utilizados no mundo inteiro. Como exemplo, temos o
Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) e as loterias da Caixa Econômica Federal. Entretanto, a necessidade de equipamento
especializado para a leitura do cartão resposta dificulta o processo ou limita o seu uso à grandes empresas/instituições.
Atualmente, a leitura de formulários de múltipla escolha é feita através de leitoras ópticas ou scanners.
Leitoras ópticas não são facilmente encontradas à venda e os preços das mais simples ultrapassam R$3000,00. Além disso, devem
ser adquiridos separadamente cartões resposta padronizados que sejam compatíveis e um software de gerenciamento, que custa
mais de R$2000,00.
Scanners rápidos também não são baratos, mas fornecem mais flexibilidade, podendo ler cartões com diversos layouts. Entretanto, o
custo de um software apropriado para gerenciar os dados lidos, como por exemplo o KaptureAll, que é usado inclusive pela UFRJ,
pode ultrapassar R$13.500,00.
O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema de leitura de formulários de múltipla escolha que necessite apenas de
um smartphone com câmera digital, facilitando a implantação do método por professores e pequenas empresas, com o mínimo de
investimento. Além disso, resultados de avaliações educacionais e de pesquisas podem ser totalizados e apresentados
instantaneamente, evitando até mesmo a necessidade de armazenamento do cartão resposta.
Metodologia:
Primeiro, foi feito um estudo para determinar o layout mais apropriado para o cartão resposta, incluindo apenas as informações
necessárias ao seu preenchimento de forma clara.
Em seguida, foram adicionadas marcações usadas por um algoritmo de reconhecimento de imagens no alinhamento e
redimensionamento da imagem, bem como na eliminação das porções supérfluas da foto.
Assim, o programa normaliza a imagem do cartão fotografado, de forma que seja possível saber exatamente as posições das opções
disponíveis e determinar se foram ou não preenchidas.
A fim de poder ser usado para um número arbitrário de questões, o programa faz a segmentação da imagem em n partes, onde cada
uma corresponde a uma questão. Dessa forma, as questões podem ser tratadas individualmente em um processo iterativo.
Dado o objetivo, o programa então compara as opções marcadas com um gabarito, fornecendo o resultado, ou as acumula,
fornecendo estatísticas.
Bibliografia inicial:
[1] JAVIDI, B (Org.), Image Recognition and Classification: Algorithms, Systems, and Applications, CRC Press, 2002.
[2] HELLMAN, E, Android Programming: Pushing the Limits, Wiley, 2013.
4236 – DETECÇÃO AUTOMÁTICA DE PROBLEMAS ORTOPÉDICOS
Autor(es): Fabrício Bruno Barros de Almeida, Claudia de Azeredo Tomaz
Orientação: Aloísio Carlos de Pina
Resumo:
Atualmente, com a capacidade limitada em termos de recursos humanos nos hospitais e clínicas do Brasil, o diagnóstico de
problemas ortopédicos é lento, pois cabe a um pequeno número de especialistas analisar um grande número de radiografias, sendo
que muitas delas não apresentam anomalias significativas.
O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um sistema de aprendizado de máquinas que, através do reconhecimento de
imagens de radiografias e de informações adicionais coletadas sobre os pacientes, seja capaz de fazer um pré-diagnóstico,
permitindo aos médicos se concentrarem nos casos mais graves e liberando mais rapidamente os casos onde não forem detectados
problemas.
A pesquisa consiste de várias etapas: (1) Analisar o conjunto de dados fornecido pelo médico Dr. Bernard Kac (que atualmente faz
doutorado na Fiocruz), que é composto por imagens digitalizadas de radiografias e dados de milhares de pacientes; (2) Usar
métodos de seleção de atributos, tais como a abordagem wrapper, para identificar e eliminar do conjunto de dados as variáveis
irrelevantes para o processo de aprendizado; (3) Selecionar os algoritmos de aprendizado usados na avaliação experimental; (4)
Realizar os experimentos usando o método da validação cruzada, a fim de dar suporte estatístico e permitir a avaliação correta dos
resultados; (5) Comparar os resultados de todos os algoritmos utilizados, realizando testes estatísticos para avaliar a sua precisão e
significância; (6) Determinar o modelo mais adequado ao problema.
Bibliografia Inicial:
[1] MITCHELL, T. M., Machine Learning, McGraw-Hill, New York, NY, 1997.
[2] JAVIDI, B (Org.), Image Recognition and Classification: Algorithms, Systems, and Applications, CRC Press, 2002.
4308 – COMITÊS DE REDES NEURAIS NO PROJETO DE LINHAS DE ANCORAGEM
Autor(es): Augusto Acioli Pinho Vanderley
Orientação: Aloísio Carlos de Pina
Resumo:
Com o avanço da exploração e produção de petróleo em águas profundas e ultra-profundas, o uso de sistemas flutuantes de
produção torna-se cada vez mais frequente. Os sistemas flutuantes são mais susceptíveis às ações dinâmicas, originadas das ações
ambientais, do que as plataformas fixas.
O sistema de ancoragem deve ser capaz de garantir uma rigidez tal que o movimento da unidade flutuante seja mínimo, sem que as
forças envolvidas ultrapassem limites de segurança pré-estabelecidos. A escolha correta da topologia de ancoragem e da
configuração de cada linha é de fundamental importância na performance do sistema flutuante.
Para a análise de linhas de ancoragem, a tendência atual considera o uso de ferramentas de análise dinâmica não-linear no domínio
do tempo com elementos finitos. Deve ser executado um número muito grande de análises, exigindo elevado tempo computacional.
Métodos de Inteligência Computacional têm sido aplicados em diversos problemas de otimização, substituindo cálculos
computacionalmente caros.
As redes neurais artificiais são os mais famosos e amplamente utilizados algoritmos de aprendizado de funções não-lineares. É uma
abordagem robusta que já foi usada com sucesso em muitas aplicações, como reconhecimento de padrões, classificação, previsão
de séries temporais, otimização, processamento de sinais etc.
Comitês de algoritmos de aprendizado são conjuntos de algoritmos cujas decisões individuais são combinadas de alguma forma
(tipicamente por voto ponderado ou não ponderado). Comitês são freqüentemente muito mais precisos que os algoritmos que os
compõem.
O objetivo deste trabalho é a implementação e aplicação de comitês de redes neurais no projeto de sistemas de ancoragem, para
substituir análises dinâmicas com elementos finitos na busca por configurações ótimas, com resultados comparáveis e em um tempo
consideravelmente menor.
Para isso, foi obtido um conjunto de dados usando carregamentos ambientais como entradas para o programa SITUA/PROSIM,
desenvolvido no LAMCSO (Laboratório de Métodos Computacionais e Sistemas Offshore), PEC/COPPE/UFRJ.
Uma rede neural artificial foi implementada e então foi realizada uma extensa avaliação experimental, que consistiu na análise
paramétrica completa da rede, a fim de maximizar seu desempenho, e na sua utilização como algoritmo base em comitês, usando
diferentes métodos de seleção de componentes do comitê e de combinação de resultados. Foi usado o método da validação cruzada
para dar suporte estatístico e permitir a avaliação correta dos resultados, possibilitando a determinação do modelo mais adequado
ao problema. Os resultados obtidos foram comparados, realizando testes estatísticos para avaliar sua precisão e significância, e foi
selecionado o modelo mais adequado ao problema.
Bibliografia Inicial:
[1] MITCHELL, T.M. Machine Learning. New York, NY: McGraw-Hill, 1997.
[2] HAYKIN, S. Neural Networks: A Comprehensive Foundation. 2nd Edition. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR, 1998.
2297 – INTERAÇÃO HUMANO-COMPUTADOR VIA MICROSOFT KINECT
Autor(es): Thales Nathan Caicó Matias da Silva
Orientação: Adriana Santarosa Vivacqua
Resumo:
Neste projeto buscamos estudar e entender melhor a interação humano-computador através dos sensores do Kinect, a fim de, usá-lo
como uma ferramenta para reconhecer e interagir com poses e exercícios humanos. Os estudos foram feitos tendo como guia o livro
Making Things See de Greg Borenstein e usando a linguagem de programação/IDE Processing.
O Kinect é um sensor desenvolvido pela Microsoft em conjunto com a Prime Sense. Ele é composto basicamente por microfones,
câmera RGB e sensor de profundidade (do inglês Depth Camera). Com seus múltiplos microfones, o Kinect é capaz de captar e
filtrar a voz de mais de um jogador simultaneamente e remover ruídos do ambiente na captação. Sua câmera RGB é de baixa
resolução, afinal ele não foi feito para ser uma câmera comum, o mais interessante do equipamento é o seu sensor de profundidade,
capaz de reconhecer mais de um humano que esteja dentro do seu campo e detectar até 48 articulações. Esse sensor funciona com
um emissor infravermelho, que dispara feixes e calcula a distância de tudo em seu campo devido ao tempo que o feixe leva para
atingir alguma superfície e voltar para o Kinect. Existem muitos modelos do Kinect, alguns precisam de adaptadores para a interface
USB, outros já foram fabricados com ela.
O primeiro passo foi conseguir instalar corretamente os drivers para que o funcionamento do Kinect não ficasse comprometido. Feito
isto a leitura do livro foi essencial. A cada capítulo novas informações do funcionamento do hardware do sensor e da linguagem do
Processing eram ensinadas. Partiu-se do simples funcionamento da Depth Camera para o cálculo de distância de pontos e cálculo
do ponto mais próximo. Com esses ensinamentos, programas que movimentavam imagens pela tela com as mãos nuas puderam ser
feitos.
Outra informação importante, foi a utilização de nuvens de pontos, com ela foi possível entender como o Kinect lida com o mundo
tridimensional, e agora os programas eram capazes de interagir com um conjunto de pontos no espaço, criando baterias musicais
invisíveis.
Finalmente, com o cálculo do esqueleto humano, o Kinect é capaz de reconhecer as articulações do nosso corpo, essa informação é
crucial para o desenvolvimento de programas para atividades físicas. Com esse estudo, somado a todos os outros, o Kinect pode ser
usado para corrigir posturas, monitorar se um exercício ou passo de dança está sendo feito corretamente e até mesmo aprender um
novo passo ou postura diferente.
60 – UM PROCEDIMENTO PARA RECONHECIMENTO FACIAL EM TEMPO REAL
Autor(es): Daniel Martins Antunes
Orientação: Luziane Ferreira de Mendonça
Resumo:
O reconhecimento da identidade humana via análise da sua imagem facial é um dos desafios atuais de técnicas de processamento
de imagem. Tal problema possui inúmeras aplicações nas mais diversas áreas, tais como Segurança (permissão de acesso à locais
específicos, localização de criminosos, controle de acesso em locais com grande fluxo), Marketing (análise de frequência de
visitação em um local, sugestão personalizada de produtos), Automação, etc.
Neste trabalho, além da realização de um breve levantamento bibliográfico sobre as técnicas mais utilizadas em detecção e
reconhecimento facial, é sugerido um procedimento para o problema do reconhecimento realizado em três etapas principais. A
primeira etapa é a de detecção, onde é(são) localizado(s) o(s) rosto(s) do(s) indivíduo(s) para identificação; é utilizado um algoritmo
de classificação proposto por Viola e Jones (ADABOOST) , onde o computador é treinado a detectar faces. A seguir, é realizado o
processamento da imagem detectada (via sua normalização em relação à contraste, brilho, iluminação, etc.). Por fim, é utilizada a
técnica PCA (Principal Component Analysis) para a identificação da face detectada confrontando a mesma com imagens
previamente processadas em um banco de dados.
O objetivo final deste trabalho é a implementação deste procedimento em um objeto voador autônomo para fins de segurança,
identificação e controle de ambientes abertos.