Electrically driven fertilizer applicator controlled by fuzzy logic

The present study shows the development, simulation and actual implementation of a closed-loop controller based on fuzzy logic that is able to regulate and standardize the mass flow of a helical fertilizer applicator. The control algorithm was developed using MATLAB's Fuzzy Logic Toolbox. Both open and closed-loop simulations of the controller were performed in MATLAB's Simulink environment. The instantaneous deviation of the mass flow from the set point (SP), its derivative, the equipment´s translation velocity and acceleration were all used as input signals for the controller, whereas the voltage of the applicator's DC electric motor (DCEM) was driven by the controller as output signal. Calibration and validation of the rules and membership functions of the fuzzy logic were accomplished in the computer simulation phase, taking into account the system's response to SP changes. The mass flow variation coefficient, measured in experimental tests, ranged from 6.32 to 13.18%. The steady state error fell between -0.72 and 0.13g s-1 and the recorded average rise time of the system was 0.38 s. The implemented controller was able to both damp the oscillations in mass flow that are characteristic of helical fertilizer applicators, and to effectively respond to SP variations.

Um Modelo Fuzzy Comportamental para análise de sobre-reação e sub-reação no mercado de ações brasileiro

Neste artigo, são apresentados testes empíricos para a investigação de ocorrência de fenômenos de sobre-reação e sub-reação no mercado de ações brasileiro. Para esses testes, é proposto um modelo baseado na teoria de conjuntos Fuzzy, que possui forte relação com as heurísticas de representatividade e ancoramento, estabelecidas na teoria de finanças comportamentais. O modelo proposto é empregado para a formação de carteiras e utiliza indicadores financeiros de companhias abertas. Para as análises são utilizados dois conjuntos de ações, um do setor de petróleo e petroquímica e outro do setor têxtil, com indicadores financeiros relativos ao período de 1994 a 2005.

UM MODELO FUZZY-DEA-GAME PARA ESTRATÉGIAS DE PRODUÇÃO SOB INCERTEZA

Este trabalho desenvolve um novo modelo Fuzzy-DEA-Game (FDG) para apoiar o estabelecimento de estratégias de produção. Esse modelo combina a Análise Envoltória de Dados (DEA) com conceitos da Teoria dos Conjuntos Fuzzy e do Jogo da Barganha de Nash. O modelo permite uma avaliação da eficiência produtiva e econômica dos produtos, o que pode resultar num portfólio de produtos mais rentáveis e de interesse do mercado consumidor. O modelo foi aplicado em uma empresa do segmento de energia. Os resultados obtidos com a aplicação do modelo FDG mostraram-se aderentes à realidade da empresa estudada e forneceram metas para a redução dos níveis de recursos (entradas) necessários para a fabricação dos produtos e para aumento dos níveis de resultados (saídas) oriundos da comercialização desses produtos. Como resultado adicional importante, o modelo FDG permitiu a identificação dos produtos do portfólio que são mais sensíveis à ocorrência de incerteza.

Fuzzy linguistic model for evaluating the risk of neonatal death

OBJECTIVE: To introduce a fuzzy linguistic model for evaluating the risk of neonatal death. METHODS: The study is based on the fuzziness of the variables newborn birth weight and gestational age at delivery. The inference used was Mamdani's method. Neonatologists were interviewed to estimate the risk of neonatal death under certain conditions and to allow comparing their opinions and the model values. RESULTS: The results were compared with experts' opinions and the Fuzzy model was able to capture the expert knowledge with a strong correlation (r=0.96). CONCLUSIONS: The linguistic model was able to estimate the risk of neonatal death when compared to experts' performance.

Lógica fuzzy e regressão logística na decisão para prática de cintilografia das paratiróides

OBJETIVO: Desenvolver e comparar dois modelos matemáticos, um deles baseado em regressão logística e o outro em teoria de conjuntos fuzzy, para definir a indicação para a realização do exame cintilográfico a partir de resultados dos exames laboratoriais. MÉTODOS: Foram identificados 194 pacientes que tiveram cálcio e paratormônio séricos medidos a partir da base de registros de cintilografia de paratiróides realizadas em laboratório de diagnóstico de São Paulo, no período de janeiro de 2000 a dezembro de 2004. O modelo de regressão logística foi desenvolvido utilizando-se o software SPSS e o modelo fuzzy, o Matlab. A performance dos modelos foi comparada utilizando-se curvas ROC. RESULTADOS: Os modelos apresentaram diferenças estatisticamente significantes (p=0,026) nos seus desempenhos. A área sob a curva ROC do modelo de regressão logística foi de 0,862 (IC 95%: 0,811-0,913) e do modelo de lógica fuzzy foi 0,887 (IC 95%: 0,840-0,933). Este último destacou-se como particularmente útil porque, ao contrário do modelo logístico, mostrou capacidade de utilizar informações de paratormônio em intervalo em que os valores de cálcio mostraram-se pouco discriminantes. CONCLUSÕES: O modelo matemático baseado em teoria de conjuntos fuzzy pareceu ser mais adequado do que o baseado em regressão logística como método para decisão da realização de cintilografia das paratiróides. Todavia, sendo resultado de um exercício metodológico, inferências sobre o comportamento do objeto podem ser impróprias, dada a não representatividade populacional dos dados.

Two new species of the Drosophila serido sibling set (Diptera, Drosophilidae)

Drosophila antonietae sp. nov. and D. gouveai sp. nov. are members of the D. buzzatii cluster of the D. repleta species group of the genus Drosophila. They can be distinguished from their cryptic species, D. borborema Vilela & Sene, 1977, D. koepferae Fontdevila & Wasserman, 1988, D. serido Vilela & Sene, 1977, and D. seriema Tidon-Sklorz & Sene, 1995 by morphological, genetic and ecological criteria.

Alternative PCR protocol using a single primer set for assessing DNA quality in several tissues from a large variety of mammalian species living in areas endemic for leishmaniasis

The aim of this work was to establish a modified pre-diagnostic polymerase chain reaction (PCR) protocol using a single primer set that enables successful amplification of a highly conserved mammalian sequence in order to determine overall sample DNA quality for multiple mammalian species that inhabit areas endemic for leishmaniasis. The gene encoding interphotoreceptor retinoid-binding protein (IRBP), but not other conserved genes, was efficiently amplified in DNA samples from tail skin, ear skin, bone marrow, liver and spleen from all of the species tested. In tissue samples that were PCR-positive for Leishmania, we found that DNA from 100%, 55% and 22% of the samples tested resulted in a positive PCR reaction for the IRBP, beta-actin and beta-globin genes, respectively. Nucleotide sequencing of an IRBP amplicon resolved any questions regarding the taxonomical classification of a rodent, which was previously based simply on the morphological features of the animal. Therefore, PCR amplification and analysis of the IRBP amplicon are suitable for pre-diagnostically assessing DNA quality and identifying mammalian species living in areas endemic to leishmaniasis and other diseases.

Ciclo de vida organizacional pautado no modelo de Lester, Parnell e Carraher (2003) e na lógica fuzzy: classificação de empresas de um segmento industrial de Santa Catarina

Neste estudo, objetiva-se identificar os estágios do ciclo de vida organizacional pautados no modelo de Lester, Parnell e Carraher (2003) das empresas do segmento industrial de máquinas, aparelhos e materiais elétricos do estado de Santa Catarina. Pesquisa descritiva, com abordagem quantitativa, foi realizada por meio de levantamento com aplicação de questionário aos gestores das empresas. A população constituiu-se das 264 empresas desse segmento econômico, listadas na Secretaria da Fazenda do Estado de Santa Catarina, e a amostra não aleatória das 40 empresas que responderam a pesquisa. As variáveis de identificação dos estágios de ciclo de vida utilizadas no questionário foram extraídas de Lester, Parnell e Carraher (2003). Os dados da pesquisa foram submetidos à técnica estatística denominada lógica fuzzy. Os resultados da pesquisa demonstraram que 57,5% das empresas foram classificadas no estágio do nascimento, 15% do, 7,5% da Maturidade, 10% do rejuvenescimento e 10% do declínio. Concluiu-se que determinados estágios do ciclo de vida organizacional estão próximos uns dos outros e que não se pode perceber claramente uma progressão determinista nas fases do ciclo de vida, como uma sequência única, definitiva e irreversível, no sentido tradicional biológico.

Proposta de reconhecimento de padrão de conforto em clientes com pênfigo vulgar utilizando a Lógica Fuzzy

Propuesta de reconocimiento del estándar de comodidad en clientes con pénfigo vulgar utilizando la Lógica FuzzyO objetivo é propor a Lógica Fuzzy para reconhecimento de padrões de conforto de pessoas submetidas a uma tecnologia de cuidar em Enfermagem por apresentarem pênfigo vulgar, uma doença cutâneo-mucosa rara que acomete principalmente adultos. A proposta aplicável em métodos experimentais com sujeitos submetidos à comparação quali-quantitativa (taxonomia/pertinência) do padrão de conforto antes e depois da intervenção. Requer o registro em escala cromática correspondente à intensidade de cada atributo: dor; mobilidade e comprometimento da autoimagem. As regras Fuzzy estabelecidas pela máquina de inferência definem o padrão de conforto em desconforto máximo, mediano e mínimo, traduzindo a eficácia dos cuidados de Enfermagem. Apesar de pouco utilizada na área de Enfermagem, essa lógica viabiliza pesquisas sem dimensionamento a priori do número de sujeitos em função da estimação de parâmetros populacionais. Espera-se avaliação do padrão de conforto do cliente com pênfigo diante da tecnologia aplicada de forma personalizada, conduzindo a avaliação global.

An appropriate data set size for digital soil mapping in Erechim, Rio Grande do Sul, Brazil

Digital information generates the possibility of a high degree of redundancy in the data available for fitting predictive models used for Digital Soil Mapping (DSM). Among these models, the Decision Tree (DT) technique has been increasingly applied due to its capacity of dealing with large datasets. The purpose of this study was to evaluate the impact of the data volume used to generate the DT models on the quality of soil maps. An area of 889.33 km² was chosen in the Northern region of the State of Rio Grande do Sul. The soil-landscape relationship was obtained from reambulation of the studied area and the alignment of the units in the 1:50,000 scale topographic mapping. Six predictive covariates linked to the factors soil formation, relief and organisms, together with data sets of 1, 3, 5, 10, 15, 20 and 25 % of the total data volume, were used to generate the predictive DT models in the data mining program Waikato Environment for Knowledge Analysis (WEKA). In this study, sample densities below 5 % resulted in models with lower power of capturing the complexity of the spatial distribution of the soil in the study area. The relation between the data volume to be handled and the predictive capacity of the models was best for samples between 5 and 15 %. For the models based on these sample densities, the collected field data indicated an accuracy of predictive mapping close to 70 %.

Comparison between detailed digital and conventional soil maps of an area with complex geology

Since different pedologists will draw different soil maps of a same area, it is important to compare the differences between mapping by specialists and mapping techniques, as for example currently intensively discussed Digital Soil Mapping. Four detailed soil maps (scale 1:10.000) of a 182-ha sugarcane farm in the county of Rafard, São Paulo State, Brazil, were compared. The area has a large variation of soil formation factors. The maps were drawn independently by four soil scientists and compared with a fifth map obtained by a digital soil mapping technique. All pedologists were given the same set of information. As many field expeditions and soil pits as required by each surveyor were provided to define the mapping units (MUs). For the Digital Soil Map (DSM), spectral data were extracted from Landsat 5 Thematic Mapper (TM) imagery as well as six terrain attributes from the topographic map of the area. These data were summarized by principal component analysis to generate the map designs of groups through Fuzzy K-means clustering. Field observations were made to identify the soils in the MUs and classify them according to the Brazilian Soil Classification System (BSCS). To compare the conventional and digital (DSM) soil maps, they were crossed pairwise to generate confusion matrices that were mapped. The categorical analysis at each classification level of the BSCS showed that the agreement between the maps decreased towards the lower levels of classification and the great influence of the surveyor on both the mapping and definition of MUs in the soil map. The average correspondence between the conventional and DSM maps was similar. Therefore, the method used to obtain the DSM yielded similar results to those obtained by the conventional technique, while providing additional information about the landscape of each soil, useful for applications in future surveys of similar areas.

Fuzzy logic applied to the modeling of water dynamics in an Oxisol in northeastern Brazil

Modeling of water movement in non-saturated soil usually requires a large number of parameters and variables, such as initial soil water content, saturated water content and saturated hydraulic conductivity, which can be assessed relatively easily. Dimensional flow of water in the soil is usually modeled by a nonlinear partial differential equation, known as the Richards equation. Since this equation cannot be solved analytically in certain cases, one way to approach its solution is by numerical algorithms. The success of numerical models in describing the dynamics of water in the soil is closely related to the accuracy with which the water-physical parameters are determined. That has been a big challenge in the use of numerical models because these parameters are generally difficult to determine since they present great spatial variability in the soil. Therefore, it is necessary to develop and use methods that properly incorporate the uncertainties inherent to water displacement in soils. In this paper, a model based on fuzzy logic is used as an alternative to describe water flow in the vadose zone. This fuzzy model was developed to simulate the displacement of water in a non-vegetated crop soil during the period called the emergency phase. The principle of this model consists of a Mamdani fuzzy rule-based system in which the rules are based on the moisture content of adjacent soil layers. The performances of the results modeled by the fuzzy system were evaluated by the evolution of moisture profiles over time as compared to those obtained in the field. The results obtained through use of the fuzzy model provided satisfactory reproduction of soil moisture profiles.

Espectros Vis-NIR do Solo e Fuzzy K-Médias Aplicados na Delimitação de Unidades de Mapeamento de Solos em Topossequências

RESUMO O conhecimento dos solos é cada vez mais importante para que o uso dele seja realizado corretamente na agropecuária, no crescimento urbano, na conservação dos recursos naturais, entre outros. Entretanto, verifica-se carência de profissionais qualificados para a caracterização e os mapeamentos pedológicos, particularmente em escalas de maior detalhamento. Essa carência, aliada aos avanços das ferramentas computacionais e do sensoriamento remoto, promoveu o surgimento do Mapeamento Digital de Solos (MDS), que busca auxiliar e agilizar as atividades de levantamento pedológico. Assim, este trabalho objetivou desenvolver uma metodologia de delimitaçao de unidades de solos em topossequências por meio do comportamento espectral dos solos no comprimento de onda do Visível-Infravermelho Próximo (Vis-NIR). A metodologia espectral consistiu na obtenção das curvas espectrais dos solos por meio do espectrorradiômetro FieldSpecPro e da redução do número de informações espectrais por meio da análise de Componentes Principais, seguida de agrupamento das amostras mediante método fuzzy k-médias. Foram selecionadas cinco topossequências com pontos equidistantes de 30 m para caracterizar as classes de solos e amostragens. Foram descritas oito classes de solos distintas, que tiveram caracterização detalhada e classificação em perfis pedológicos. No restante dos pontos, a caracterização das classes de solos foi feita com base na classificação dos solos realizada nos perfis pedológicos, com coleta de amostras por meio de tradagens nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,80-1,00 m, perfazendo o total de 162 amostras ao longo das cinco topossequências. As amostras foram analisadas pelas metodologias convencional e espectral, para que os resultados pudessem ser comparados e avaliados. Dessa forma, foram realizadas análises morfológicas, físicas (textura) e químicas nas amostras de solo. Das cinco topossequências estudadas, os resultados foram satisfatoriamente semelhantes; alguns solos não foram perfeitamente individualizados pela metodologia espectral, em razão da grande semelhança em seus comportamentos espectrais, como demonstrado pelo Latossolo Vermelho Férrico e Nitossolo Vermelho Férrico. A metodologia espectral foi capaz de diferenciar solos com resposta espectral distinta e estabelecer limites nas topossequências, apresentando grande potencial para ser implementada em levantamentos pedológicos.