GAIA - Uma proposta de agente inteligente acoplado a algoritmos evolucionários para ajuste dinâmico de parâmetros através de conceitos de design inteligente e lógica fuzzy

Há muitos anos, técnicas de Computação Evolucionária vem sendo aplicadas com sucesso na solução dos mais variados tipos de problemas de otimização. Na constante procura pelo ótimo global e por uma melhor exploração da superfície de busca, as escolhas para ajustar estes métodos podem ser exponencialmente complexas e requerem uma grande quantidade de intervenção humana. Estes modelos tradicionais darwinianos apóiam-se fortemente em aleatoriedade e escolhas heurísticas que se mantém fixas durante toda a execução, sem que acompanhem a variabilidade dos indivíduos e as eventuais mudanças necessárias. Dadas estas questões, o trabalho introduz a combinação de aspectos da Teoria do Design Inteligente a uma abordagem hibrida de algoritmo evolucionário, através da implementação de um agente inteligente o qual, utilizando lógica fuzzy, monitora e controla dinamicamente a população e seis parâmetros definidos de uma dada execução, ajustando-os para cada situação encontrada durante a busca. Na avaliação das proposições foi construído um protótipo sobre a implementação de um algoritmo genético para o problema do caixeiro viajante simétrico aplicado ao cenário de distância por estradas entre as capitais brasileiras, o que permitiu realizar 580 testes, simulações e comparações entre diferentes configurações apresentadas e resultados de outras técnicas. A intervenção inteligente entrega resultados que, com sucesso em muitos aspectos, superam as implementações tradicionais e abrem um vasto espaço para novas pesquisas e estudos nos aqui chamados: “Algoritmos Evolucionários Híbridos Auto-Adaptáveis”, ou mesmo, “Algoritmos Evolucionários Não-Darwinianos”.

Algoritmos culturais com abordagem memética e multipopulacional aplicados a problemas de otimização

Em muitos problemas de otimização há dificuldades em alcançar um resultado ótimo ou mesmo um resultado próximo ao valor ótimo em um tempo viável, principalmente quando se trabalha em grande escala. Por isso muitos desses problemas são abordados por heurísticas ou metaheurísticas que executam buscas por melhores soluções dentro do espaço de busca definido. Dentro da computação natural estão os Algoritmos Culturais e os Algoritmos Genéticos, que são considerados metaheurísticas evolutivas que se complementam devido ao mecanismo dual de herança cultura/genética. A proposta do presente trabalho é estudar e utilizar tais mecanismos acrescentando tanto heurísticas de busca local como multipopulações aplicados em problemas de otimização combinatória (caixeiro viajante e mochila), funções multimodais e em problemas restritos. Serão executados alguns experimentos para efetuar uma avaliação em relação ao desempenho desses mecanismos híbridos e multipopulacionais com outros mecanismos dispostos na literatura de acordo com cada problema de otimização aqui abordado.

Avaliação de sistemas de reparo para o problema de abrasão do concreto de superfícies úmidas em usinas hidrelétricas

A área de pesquisa em patologia das construções vem crescendo muito ultimamente, devido à degradação natural observada nos mais diversos tipos de edificações. Neste sentido, grande atenção vem sendo dispendida às estruturas de concreto de obras especiais como usinas hidrelétricas (UHEs) em virtude de sua complexidade e importância, tanto social quanto econômica. Uma das patologias que mais ocorrem nestas estruturas é a abrasão hidráulica do concreto, a qual pode levar a construção à ruína, em casos extremos. Este trabalho visa obter e analisar dados de vários materiais de reparo quanto à resistência à abrasão hidráulica e quanto aos seus respectivos sistemas de aderência. Dividiu-se a pesquisa em três grandes etapas: na primeira verificaria as características físicas e mecânicas dos materiais de reparo, a segunda analisaria a compatibilidade entre reparo e substrato através da aderência obtida no ensaio de compressão na junta diagonal e a terceira forneceria dados sobre a resistência à abrasão dos reparos através do ensaio ASTM C1138. Na primeira etapa foram realizados os ensaios de resistência à compressão axial e consistência dos concretos e argamassas utilizados como reparos profundos e superficiais para as idades de 3, 7 e 28 dias; Na segunda, aos 3 e 28 dias de idade, foram realizados os ensaios de aderência dos sistemas adesivos, abrangendo materiais cimentícios e à base de polímeros; Na última etapa foram utilizados os mesmos materiais de reparo da primeira: argamassas e concretos à base de cimento com e sem adição de pozolanas sílica ativa e metacaulim e argamassa à base de resina epóxi aos 3 e 28 dias. Como resultados, foram obtidas resistências à compressão axial entre 40 e 65 MPa para os materiais cimentícios aos 3 dias de idade e entre 60 e 80 MPa aos 28 dias, enquanto que para a argamassa epóxi a resistência foi de 20 MPa para ambas as idades. A consistência das argamassas foi tixotrópica, enquanto que a dos concretos foi bastante fluida. Quanto à aderência, realizou-se a aplicação dos adesivos em superfícies escarificadas, limpas e encharcadas, o que possibilitou uma expressiva vantagem dos adesivos à base de cimento e relação aos poliméricos, mesmo estes sendo indicados para colagem em substratos úmidos. Na etapa de abrasão dos reparos, utilizou-se uma nova metodologia de preparo dos substratos de concreto e posterior aplicação dos reparos, classificados em profundos ou superficiais. O reparo que apresentou maior resistência à abrasão foi o de argamassa epóxi. Não houve diferença estatística significativa entre os concretos sem adição e com adição de sílica ativa e metacaulim de alta reatividade. Em geral, o desgaste das argamassas, especialmente aos 3 dias, foi maior que o dos concretos, onde se verificou claramente a presença de dois estágios de taxa de desgaste em função da resistência à abrasão dos agregados graúdos. Assim, foi possível identificar diferentes estágios de desgaste para os concretos utilizados.

A criação de unidades de conservação em áreas de apossamento de populações tradicionais: um problema agrário ou ambiental?

A discussão que iremos apresentar neste trabalho faz parte de nosso projeto de pesquisa que desenvolvemos em parceria com entidades de base e organizações nãogovernamentais (ONGs)1, com o intuito de apresentar uma proposta de regularização fundiária dos apossamentos das populações tradicionais da Amazônia. As áreas com as quais desenvolveremos nosso trabalho são: Parque Nacional do Jaú – AM; comunidade de ribeirinhos da ilha de Ituqui, no município de Santarém – PA; comunidade de remanescentes do Quilombo de Pacoval, no município de Alenquer – PA. São diferentes áreas de pesquisa, uma está em uma unidade de conservação, outra, em uma ilha no rio Amazonas e a última é um quilombo em terras da União. Contudo, neste momento, pretendemos discutir somente um dos casos analisados, que é o das populações tradicionais em Unidades de Conservação (UC) de uso indireto2.

Metodologias de inteligência computacional aplicadas ao problema de previsão de carga a curto prazo

Diversas atividades de planejamento e operação em sistemas de energia elétrica dependem do conhecimento antecipado e preciso da demanda de carga elétrica. Por este motivo, concessionárias de geração e distribuição de energia elétrica cada vez mais fazem uso de tecnologias de previsão de carga. Essas previsões podem ter um horizonte de curtíssimo, curto, médio ou longo prazo. Inúmeros métodos estatísticos vêm sendo utilizados para o problema de previsão. Todos estes métodos trabalham bem em condições normais, entretanto deixam a desejar em situações onde ocorrem mudanças inesperadas nos parâmetros do ambiente. Atualmente, técnicas baseadas em Inteligência Computacional vêm sendo apresentadas na literatura com resultados satisfatórios para o problema de previsão de carga. Considerando então a importância da previsão da carga elétrica para os sistemas de energia elétrica, neste trabalho, uma nova abordagem para o problema de previsão de carga via redes neurais Auto-Associativas e algoritmos genéticos é avaliada. Três modelos de previsão baseados em Inteligência Computacional são também apresentados tendo seus desempenhos avaliados e comparados com o sistema proposto. Com os resultados alcançados, pôde-se verificar que o modelo proposto se mostrou satisfatório para o problema de previsão, reforçando assim a aplicabilidade de metodologias de inteligência computacional para o problema de previsão de cargas.

Propondo um problema de forrageio como meio de enriquecer o cativeiro: um estudo comparativo de duas espécies de primatas brasileiros (Callithrix penicillata e Saguinus imperator)

O presente estudo analisou a influência de um simples aparelho que simulou o forrageamento ativo por insetos, funcionando como um alimentador enigmático denominado puzzle, sobre o comportamento de duas espécies de calitriquíneos (Callitrichinae, Primates) mantidos em cativeiro no Centro Nacional de Primatas (CENP). Buscou-se comparar a reação das duas espécies frente ao aparelho proposto, e verificar a viabilidade deste artifício no enriquecimento ambiental das condições de cativeiro para estes primatas. Foram utilizados três casais de Saguinus imperator, conhecido por sagui imperador e três casais de Callithrix penicillata, conhecido por mico estrela, as comparações foram feitas entre as espécies e entre os sexos. Foram gravadas através de vídeo cassete seções de observação com duração de três horas, divididas em dois períodos, um controle (ausência do puzzle) e outro experimental (presença do puzzle), com um total de 36 horas de observação para cada casal. As sessões de controle foram usadas para calcular a linha base do orçamento de atividade para comparações com padrões de comportamento durante as sessões experimentais. As fitas foram transcritas, e todos os eventos de comportamento foram cronometrados, e registrados as medidas da freqüência e duração de eventos. Nas duas espécies a manipulação do puzzle não alcançou uma proporção de tempo muito elevada, porém demonstrou uma diferença clara entre as duas espécies, ocupando 3,96% do tempo total dos micos e 1,99% do tempo dos saguis. Os micos gastaram com repouso, durante as seções experimentais, 17% menos tempo em comparação com a situação controle. Considerando que a ociosidade reduziu em menos de 7% nos saguis, com a atividade geral aumentada em 10%. Entre os sexos, notou-se uma inversão, onde as fêmeas de sagui tiveram um aumento de 18% na ociosidade e queda de 14% na atividade, enquanto as fêmeas de mico tiveram uma diminuição nas duas categorias de pouco menos de 10%. Os machos responderam mais ao puzzle, os saguis aumentaram em 58% a atividade e diminuíram em 23% a ociosidade, os micos aumentaram a atividade em 4% e diminuíram a ociosidade em menos de 10%. Todos os animais aprenderam a manipular o equipamento e capturar os insetos, sendo que os micos tiveram um maior êxito no número de larvas capturadas, superando aos saguis em cerca de 54% de seu índice. As fêmeas tiveram mais êxitos em ambas as espécies, porém superficialmente nos micos. Em contraste, nos saguis as fêmeas foram 16% mais prósperas que os machos. O puzzle foi eficiente em enriquecer o ambiente cativo dos animais e estimular o comportamento manipulativo, sendo um instrumento importante na busca do bem estar para as duas espécies.

Análise teórica do problema de Weaver da falha infinita, modo TE magnetotelúrico

É apresentada uma solução totalmente analítica do modelo da falha infinita para o modo TE magnetotelúrico, levando em conta a presença do ar, utilizando como base o trabalho de Sampaio apresentado em 1985, que apresenta uma solução parcialmente analítica e parcialmente numérica – solução híbrida. Naquela solução foram aplicadas oito condições de contorno, sendo que em quatro delas foram encontradas inconsistências matemáticas que foram dirimidas com alterações adequadas nas soluções propostas por Sampaio. Tais alterações propiciaram a chegarse à solução totalmente analítica aqui apresentada. A solução obtida foi comparada com a solução de Weaver, com a de Sampaio e com o resultado do método numérico dos elementos finitos para contrastes de resistividade iguais a 2, 10 e 50. A comparação da solução analítica, para o campo elétrico normalizado, com a solução de elementos finitos mostra que a solução analítica proporcionou resultados mais próximos, em comparação aos fornecidos por Weaver e por Sampaio. Este é um problema muito difícil, aberto para uma solução analítica definitiva. A solução apresentada aqui é, nesta direção, um grande passo.

Henry Walter Bates: um viajante naturalista na Amazônia e o processo de transferência da informação

A partir do século XVII iniciou-se na Amazônia toda uma movimentação de viajantes/naturalistas atraídos pela biossociodiversidade dessa região dominada por uma floresta tropical. Henry Bates (1825-1892), estudioso de história natural, foi um deles, tendo, porém, se deslocado para o Norte do Brasil entre os anos de 1848 e 1859. Nesse contexto, o presente paper tem como objetivo analisar o processo de transferência das informações produzidas por esse viajante naturalista após 11 anos de trabalho de campo. A partir do material bibliográfico reunido para esse fim, verificou-se que tal processo foi bem-sucedido, como evidencia a ampla circulação das obras publicadas por Bates. Transcorridos 156 anos dessa expedição, a produção científica de Bates continua a participar do circuito acadêmico de produção de conhecimento sobre a Amazônia na contemporaneidade, qual seja no campo da biologia, da zoologia, da sociologia, da história ou da antropologia.