Towards an ontology for mathematical modeling with application to epidemiology

EMAp - Escola de Matemática Aplicada

Global stabilizing feedback law for a problem of biological control of mosquito-borne diseases

The control of the spread of dengue fever by introduction of the intracellular parasitic bacterium Wolbachia in populations of the vector Aedes aegypti, is presently one of the most promising tools for eliminating dengue, in the absence of an efficient vaccine. The success of this operation requires locally careful planning to determine the adequate number of mosquitoes carrying the Wolbachia parasite that need to be introduced into the natural population. The latter are expected to eventually replace the Wolbachia-free population and guarantee permanent protection against the transmission of dengue to human. In this paper, we propose and analyze a model describing the fundamental aspects of the competition between mosquitoes carrying Wolbachia and mosquitoes free of the parasite. We then introduce a simple feedback control law to synthesize an introduction protocol, and prove that the population is guaranteed to converge to a stable equilibrium where the totality of mosquitoes carry Wolbachia. The techniques are based on the theory of monotone control systems, as developed after Angeli and Sontag. Due to bistability, the considered input-output system has multivalued static characteristics, but the existing results are unable to prove almost-global stabilization, and ad hoc analysis has to be conducted.

Estratégias de momentum no mercado cambial

Utilizo dados semanais para investigar a lucratividade de estratégias de momentum no mercado de câmbio baseadas em dois diferentes métodos de extração da tendência, possivelmente não linear. Comparo a performance com as tradicionais regras de médias móveis, método linear bastante utilizado pelos profissionais do mercado. Eu encontro que o desempenho de todas as estratégias é extremamente sensível à escolha da moeda, às defasagens utilizadas e ao critério de avaliação escolhido. A despeito disso, as moedas dos países do G10 apresentam resultados médios melhores com a utilização dos métodos não lineares, enquanto as moedas dos países emergentes apresentam resultados mistos. Adoto também uma metodologia para o gerenciamento do risco das estratégias de momentum, visando minimizar as “grandes perdas”. Ela tem êxito em diminuir as perdas máximas semanais, o desvio-padrão, a assimetria e curtose para a maior parte das moedas em ambas as estratégias. Quanto ao desempenho, as operações baseadas no filtro HP com gestão do risco apresentam retornos e índices de Sharpe maiores para cerca de 70% das estratégias, enquanto as baseadas na regressão não paramétrica apresentam resultados melhores para cerca de 60% das estratégias.

Contagion in financial networks: a network theory and agent-based approaches to modeling the spread of risk in financial systems

Esta dissertação estuda a propagação de crises sobre o sistema financeiro. Mais especi- ficamente, busca-se desenvolver modelos que permitam simular como um determinado choque econômico atinge determinados agentes do sistema financeiro e apartir dele se propagam, transformando-se em um problema sistêmico. A dissertação é dividida em dois capítulos,além da introdução. O primeiro capítulo desenvolve um modelo de propa- gação de crises em fundos de investimento baseado em ciência das redes.Combinando dois modelos de propagação em redes financeiras, um simulando a propagação de perdas em redes bipartites de ativos e agentes financeiros e o outro simulando a propagação de perdas em uma rede de investimentos diretos em quotas de outros agentes, desenvolve-se um algoritmo para simular a propagação de perdas através de ambos os mecanismos e utiliza-se este algoritmo para simular uma crise no mercado brasileiro de fundos de investimento. No capítulo 2,desenvolve-se um modelo de simulação baseado em agentes, com agentes financeiros, para simular propagação de um choque que afeta o mercado de operações compromissadas.Criamos também um mercado artificial composto por bancos, hedge funds e fundos de curto prazo e simulamos a propagação de um choque de liquidez sobre um ativo de risco securitizando utilizado para colateralizar operações compromissadas dos bancos.

A bidimensional model of matching in the marriage market with women labor decision

We construct a frictionless matching model of the marriage market where women have bidimensional attributes, one continuous (income) and the other dichotomous (home ability). Equilibrium in the marriage market determines intrahousehold allocation of resources and female labor participation. Our model is able to predict partial non-assortative matching, with rich men marrying women with low income but high home ability. We then perform numerical exercises to evaluate the impacts of income taxes in individual welfare and find that there is considerable divergence in the female labor participation response to taxes between the short run and the long run.

Cherry picking with synthetic controls

The synthetic control (SC) method has been recently proposed as an alternative method to estimate treatment e ects in comparative case studies. Abadie et al. [2010] and Abadie et al. [2015] argue that one of the advantages of the SC method is that it imposes a data-driven process to select the comparison units, providing more transparency and less discretionary power to the researcher. However, an important limitation of the SC method is that it does not provide clear guidance on the choice of predictor variables used to estimate the SC weights. We show that such lack of speci c guidances provides signi cant opportunities for the researcher to search for speci cations with statistically signi cant results, undermining one of the main advantages of the method. Considering six alternative speci cations commonly used in SC applications, we calculate in Monte Carlo simulations the probability of nding a statistically signi cant result at 5% in at least one speci cation. We nd that this probability can be as high as 13% (23% for a 10% signi cance test) when there are 12 pre-intervention periods and decay slowly with the number of pre-intervention periods. With 230 pre-intervention periods, this probability is still around 10% (18% for a 10% signi cance test). We show that the speci cation that uses the average pre-treatment outcome values to estimate the weights performed particularly bad in our simulations. However, the speci cation-searching problem remains relevant even when we do not consider this speci cation. We also show that this speci cation-searching problem is relevant in simulations with real datasets looking at placebo interventions in the Current Population Survey (CPS). In order to mitigate this problem, we propose a criterion to select among SC di erent speci cations based on the prediction error of each speci cations in placebo estimations

Análise de sentimentos em reclamações: uma aplicação no maior site de reclamações do Brasil

A análise de sentimentos é uma ferramenta com grande potencial, podendo ser aplicada em vários contextos. Esta dissertação tem com o objetivo analisar a viabilidade da aplicação da técnica numa base capturada do site de reclamações mais popular do Brasil, com a aplicação de técnicas de processamento de linguagem natural e de aprendizagem de máquinas é possível identificar padrões na satisfação ou insatisfação dos consumidores.

Um estudo exploratório sobre a utilização de modelos 3D digitais no processo de inovação tecnológica de uma empresa da indústria de manufatura

Através de um estudo de caso, este trabalho apresenta evidências empíricas que reforçam e ampliam as descobertas de trabalhos anteriores sobre as contribuições dos modelos 3D digitais no processo de inovação tecnológica de uma empresa da indústria de manufatura, e oferece contribuições para a academia e para a prática. A inovação tecnológica é um dos fatores essenciais da competição e do desenvolvimento industrial. Na medida em que as mudanças tecnológicas ocorrem em complexidade e ritmo crescentes, as empresas têm procurado aumentar a flexibilidade e a velocidade de suas atividades através de sofisticados sistemas de tecnologia de informação e de comunicações. Na indústria de manufatura, os modelos 3D digitais têm sido cada vez mais utilizados ao longo do ciclo de vida dos produtos das empresas e a sua difusão não apenas tornou-os elementos chave para o processo de inovação tecnológica, mas a sua adoção está forçando muitas empresas a rever a forma como elas conduzem e gerenciam suas atividades de inovação.

Três ensaios críticos sobre o processo de matematização recente da economia no Brasil e no mundo

A possibilidade da economia se tornar mais matematizada se iniciou com a revolução marginalista no final do século XIX. Entretanto, efetivamente, o processo de matematização do discurso econômico apenas teria se propagado, segundo MIROWSKI (1991), a partir de 1925. A fim de tentar elucidar como se deu esse processo e quando teria ocorrido no Brasil é que escrevemos três ensaios críticos sobre o tema. O objetivo do primeiro ensaio é o de tornar mais acessível aos estudantes e pesquisadores brasileiros uma questão que é tratada de maneira pouco orgânica em nosso país, e também incentivar novas pesquisas. Trata-se da discussão sobre as principais influências da crise da matemática e da física do final do século XX sobre o discurso econômico. Para verificar como isso se deu, investigamos os textos de alguns dos principais autores que tratam do tema. E daí buscamos elucidar as diferenças de rigor entre os diferentes modelos físicos matemáticos antes e depois da física quântica e da geometria não euclidiana, bem como seus impactos na teoria do equilíbrio geral. No segundo ensaio, iniciamos definindo os principais benefícios gerados pela matematização da economia, proclamados por alguns dos defensores do avanço do processo de formalização matemática sobre o discurso econômico. Em seguida, apontamos as críticas mais tradicionais a esse processo de matematização. Depois nos concentramos nas críticas mais recentes de GILLIES (2005) sobre a prevalência de números operacionais em economia. Para afinal, analisarmos a crítica de BRESSER-PEREIRA (2008) que considera o método hipotético-dedutivo utilizado pelo “mainstream” inadequado à economia. Por último, de maneira tentativa, tendo em mente as definições de BRESSER-PEREIRA (2008), buscamos associar a reprodução do método hipotético-dedutivo a um processo metateórico deflagrado pela teoria do equilíbrio geral. No nosso terceiro ensaio, buscamos verificar como a formalização matemática avançou na ciência econômica brasileira nas três últimas décadas. Para observar isso, classificamos em diversas categorias todos os artigos publicados em três das principais revistas de economia do país (Revista Brasileira de Economia, Estudos Econômicos e Revista de Economia Política), bem como as publicações efetuadas nos encontros da ANPEC (Associação Nacional dos Centros de Pós-graduação em Economia) desde 1981 até 2010, de acordo com o tipo de argumentação utilizada. O total de artigos analisados soma 5.733. Procuramos observar quando houve um ponto de inflexão na trajetória do discurso econômico, tornando-o mais matemático. Por fim, para atestar nossas conclusões, focamos o processo de matematização na observação da variável quantitativa: equações por artigo.