An application of fuzzy logic for hardware/software partitioning in embedded systems

Hardware/Software partitioning (HSP) is a key task for embedded system co-design. The main goal of this task is to decide which components of an application are to be executed in a general purpose processor (software) and which ones, on a specific hardware, taking into account a set of restrictions expressed by metrics. In last years, several approaches have been proposed for solving the HSP problem, directed by metaheuristic algorithms. However, due to diversity of models and metrics used, the choice of the best suited algorithm is an open problem yet. This article presents the results of applying a fuzzy approach to the HSP problem. This approach is more flexible than many others due to the fact that it is possible to accept quite good solutions or to reject other ones which do not seem good. In this work we compare six metaheuristic algorithms: Random Search, Tabu Search, Simulated Annealing, Hill Climbing, Genetic Algorithm and Evolutionary Strategy. The presented model is aimed to simultaneously minimize the hardware area and the execution time. The obtained results show that Restart Hill Climbing is the best performing algorithm in most cases.

A new fuzzy additive model for determining the common set of weights in Data Envelopment Analysis

The main advantage of Data Envelopment Analysis (DEA) is that it does not require any priori weights for inputs and outputs and allows individual DMUs to evaluate their efficiencies with the input and output weights that are only most favorable weights for calculating their efficiency. It can be argued that if DMUs are experiencing similar circumstances, then the pricing of inputs and outputs should apply uniformly across all DMUs. That is using of different weights for DMUs makes their efficiencies unable to be compared and not possible to rank them on the same basis. This is a significant drawback of DEA; however literature observed many solutions including the use of common set of weights (CSW). Besides, the conventional DEA methods require accurate measurement of both the inputs and outputs; however, crisp input and output data may not relevant be available in real world applications. This paper develops a new model for the calculation of CSW in fuzzy environments using fuzzy DEA. Further, a numerical example is used to show the validity and efficacy of the proposed model and to compare the results with previous models available in the literature.

A fuzzy reed-frost model for epidemic spreading

In this paper, we present a fuzzy approach to the Reed-Frost model for epidemic spreading taking into account uncertainties in the diagnostic of the infection. The heterogeneities in the infected group is based on the clinical signals of the individuals (symptoms, laboratorial exams, medical findings, etc.), which are incorporated into the dynamic of the epidemic. The infectivity level is time-varying and the classification of the individuals is performed through fuzzy relations. Simulations considering a real problem with data of the viral epidemic in a children daycare are performed and the results are compared with a stochastic Reed-Frost generalization

Fuzzy pole placement based on piecewise Lyapunov functions

This paper presents a controller design method for fuzzy dynamic systems based on piecewise Lyapunov functions with constraints on the closed-loop pole location. The main idea is to use switched controllers to locate the poles of the system to obtain a satisfactory transient response. It is shown that the global fuzzy system satisfies the requirements for the design and that the control law can be obtained by solving a set of linear matrix inequalities, which can be efficiently solved with commercially available softwares. An example is given to illustrate the application of the proposed method. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

A calibration approach based on Takagi-Sugeno fuzzy inference system for digital electronic compasses

Recently, the development of industrial processes brought on the outbreak of technologically complex systems. This development generated the necessity of research relative to the mathematical techniques that have the capacity to deal with project complexities and validation. Fuzzy models have been receiving particular attention in the area of nonlinear systems identification and analysis due to it is capacity to approximate nonlinear behavior and deal with uncertainty. A fuzzy rule-based model suitable for the approximation of many systems and functions is the Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model. IS fuzzy models are nonlinear systems described by a set of if then rules which gives local linear representations of an underlying system. Such models can approximate a wide class of nonlinear systems. In this paper a performance analysis of a system based on IS fuzzy inference system for the calibration of electronic compass devices is considered. The contribution of the evaluated IS fuzzy inference system is to reduce the error obtained in data acquisition from a digital electronic compass. For the reliable operation of the TS fuzzy inference system, adequate error measurements must be taken. The error noise must be filtered before the application of the IS fuzzy inference system. The proposed method demonstrated an effectiveness of 57% at reducing the total error based on considered tests. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Supervisory control of wastewater treatment plants by combining principal component analysis and fuzzy c-means clustering

In this paper a methodology for integrated multivariate monitoring and control of biological wastewater treatment plants during extreme events is presented. To monitor the process, on-line dynamic principal component analysis (PCA) is performed on the process data to extract the principal components that represent the underlying mechanisms of the process. Fuzzy c-means (FCM) clustering is used to classify the operational state. Performing clustering on scores from PCA solves computational problems as well as increases robustness due to noise attenuation. The class-membership information from FCM is used to derive adequate control set points for the local control loops. The methodology is illustrated by a simulation study of a biological wastewater treatment plant, on which disturbances of various types are imposed. The results show that the methodology can be used to determine and co-ordinate control actions in order to shift the control objective and improve the effluent quality.

Brief note on the variation of constants formula for fuzzy differential equations

This note gives a theory of state transition matrices for linear systems of fuzzy differential equations. This is used to give a fuzzy version of the classical variation of constants formula. A simple example of a time-independent control system is used to illustrate the methods. While similar problems to the crisp case arise for time-dependent systems, in time-independent cases the calculations are elementary solutions of eigenvalue-eigenvector problems. In particular, for nonnegative or nonpositive matrices, the problems at each level set, can easily be solved in MATLAB to give the level sets of the fuzzy solution. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Sorte? Lógica? Modelos de significação e a noção de acaso de adultos alunos do Proeja

Esta tese se propôs investigar a lógica inferencial das ações e suas significações em situações que mobilizam as noções de composição probabilística e acaso, bem como o papel dos modelos de significação no funcionamento cognitivo de adultos. Participaram 12 estudantes adultos jovens da classe popular, voluntários, de ambos os sexos, de um curso técnico integrado ao Ensino Médio da Educação de Jovens e Adultos. Foram realizados três encontros, individualmente, com registro em áudio e planilha eletrônica, utilizando-se dois jogos, o Likid Gaz e o Lucky Cassino, do software Missão Cognição (Haddad-Zubel, Pinkas & Pécaut, 2006), e o jogo Soma dos Dados (Silva, Rossetti & Cristo, 2012). Os procedimentos da tarefa foram adaptados de Silva e Frezza (2011): 1) apresentação do jogo; 2) execução do jogo; 3) entrevista semiestruturada; 4) aplicação de três situações-problema com intervenção segundo o Método Clínico; 5) nova partida do jogo; e 6) realização de outras duas situações-problema sem intervenção do Método Clínico. Elaboraram-se níveis de análise heurística, compreensão dos jogos e modelos de significação a partir da identificação de particularidades de procedimentos e significações nos jogos. O primeiro estudo examinou as implicações dos modelos de significação e representações prévias no pensamento do adulto, considerando que o sujeito organiza suas representações ou esquemas prévios relativos a um objeto na forma de modelos de significação em função do grau de complexidade e novidade da tarefa e de sua estrutura lógico matemática, que evoluem por meio do processo de equilibração; para o que precisa da demanda a significar esse aspecto da 13 realidade. O segundo estudo investigou a noção de combinação deduzível evidenciada no jogo Likid Gaz, identificando o papel dos modelos de significação na escolha dos procedimentos, implicando na rejeição de condutas de sistematização ou enumeração. Houve predominância dos níveis iniciais de análise heurística do jogo. O terceiro estudo examinou a noção de probabilidade observada no jogo Lucky Cassino, no qual a maioria dos participantes teve um nível de compreensão do jogo intermediário, com maior diversidade de modelos de significação em relação aos outros jogos, embora com predominância dos mais elementares. A síntese das noções de combinação, probabilidade e acaso foi explorada no quarto estudo pelo jogo Soma dos Dados (Silva, Rossetti & Cristo, 2012), identificando-se que uma limitação para adequada compreensão das ligações imbricadas nessas noções é a implicação significante – se aleatório A, então indeterminado D (notação A  D), com construção de pseudonecessidades e pseudo-obrigações ou mesmo necessidades locais, generalizadas inapropriadamente. A resistência ou obstáculos do objeto deveria provocar perturbações, mas a estrutura cognitiva, o ambiente social e os modelos culturais, e a afetividade podem interferir nesse processo.

Power systems reliability calculation based on fuzzy data mining

This paper presents a methodology supported on the data base knowledge discovery process (KDD), in order to find out the failure probability of electrical equipments’, which belong to a real electrical high voltage network. Data Mining (DM) techniques are used to discover a set of outcome failure probability and, therefore, to extract knowledge concerning to the unavailability of the electrical equipments such us power transformers and high-voltages power lines. The framework includes several steps, following the analysis of the real data base, the pre-processing data, the application of DM algorithms, and finally, the interpretation of the discovered knowledge. To validate the proposed methodology, a case study which includes real databases is used. This data have a heavy uncertainty due to climate conditions for this reason it was used fuzzy logic to determine the set of the electrical components failure probabilities in order to reestablish the service. The results reflect an interesting potential of this approach and encourage further research on the topic.

Modelos de análise da decisão: multiobjetivo

Sumário da lição da unidade disciplinar de Gestão da Empresa Agrícola, apresentado no âmbito das provas públicas requeridas para a obtenção do título de agregado, 7 de Fevereiro de 2014.

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.

Contributo para a construção de um code set da classificação internacional de funcionalidade, incapacidade e saúde, para terapeutas ocupacionais, em unidades de cuidados continuados integrados

A CIF é uma ferramenta universal desenvolvida pela OMS que permite a classificação de funcionalidade e incapacidade, através de uma visualização global do que condiciona o desempenho do indivíduo na concretização de atividades e na participação em ocupações. A ideologia da CIF e os seus componentes interrelacionam-se com a essência da TO, indo ao encontro dos modelos da profissão. As UCCI constituem uma atualidade em Portugal e o terapeuta ocupacional é um dos profissionais obrigatórios na equipa multidisciplinar destas unidades. Atendendo à relevância internacional da CIF, à sua ligação com a TO e à necessidade de tornar a CIF operacional na prática clínica diária dado que é uma ferramenta complexa e extensa, é objetivo deste estudo contribuir para a construção de um code set da CIF para terapeutas ocupacionais que exercem funções em UCCI, especificamente em UC, UMDR e ULDM. Para a concretização desta investigação, utilizou-se a técnica de Delphi, que envolveu duas rondas. Na primeira ronda foi possível contar com a participação de 37 terapeutas ocupacionais experientes na área, uma vez que exercem funções em UCCI, e na segunda ronda contou-se com a participação de 20 elementos. Obtiveram consenso na última ronda de Delphi um total de 96 categorias, constituindo esta listagem uma proposta de code set para UCCI. No que se refere às tipologias de unidades, 69 categorias obtiveram consenso em UC, 91 em UMDR e 41 em ULDM. Concluiu-se que a criação de code sets poderá constituir uma mais-valia em contexto de equipa multidisciplinar das UCCI, sendo uma forma de tornar a CIF operacional na prática clínica diária.

Avaliação dos modelos de Supply Chain : Lean, Agile e Leagile : uma abordagem empírica

Dissertação de Mestrado em Ciências Económicas e Empresariais.

Detecção e seguimento de objectos em imagens termográficas: análise experimental de modelos de descrição

A instalação de sistemas de videovigilância, no interior ou exterior, em locais como aeroportos, centros comerciais, escritórios, edifícios estatais, bases militares ou casas privadas tem o intuito de auxiliar na tarefa de monitorização do local contra eventuais intrusos. Com estes sistemas é possível realizar a detecção e o seguimento das pessoas que se encontram no ambiente local, tornando a monitorização mais eficiente. Neste contexto, as imagens típicas (imagem natural e imagem infravermelha) são utilizadas para extrair informação dos objectos detectados e que irão ser seguidos. Contudo, as imagens convencionais são afectadas por condições ambientais adversas como o nível de luminosidade existente no local (luzes muito fortes ou escuridão total), a presença de chuva, de nevoeiro ou de fumo que dificultam a tarefa de monitorização das pessoas. Deste modo, tornou‐se necessário realizar estudos e apresentar soluções que aumentem a eficácia dos sistemas de videovigilância quando sujeitos a condições ambientais adversas, ou seja, em ambientes não controlados, sendo uma das soluções a utilização de imagens termográficas nos sistemas de videovigilância. Neste documento são apresentadas algumas das características das câmaras e imagens termográficas, assim como uma caracterização de cenários de vigilância. Em seguida, são apresentados resultados provenientes de um algoritmo que permite realizar a segmentação de pessoas utilizando imagens termográficas. O maior foco desta dissertação foi na análise dos modelos de descrição (Histograma de Cor, HOG, SIFT, SURF) para determinar o desempenho dos modelos em três casos: distinguir entre uma pessoa e um carro; distinguir entre duas pessoas distintas e determinar que é a mesma pessoa ao longo de uma sequência. De uma forma sucinta pretendeu‐se, com este estudo, contribuir para uma melhoria dos algoritmos de detecção e seguimento de objectos em sequências de vídeo de imagens termográficas. No final, através de uma análise dos resultados provenientes dos modelos de descrição, serão retiradas conclusões que servirão de indicação sobre qual o modelo que melhor permite discriminar entre objectos nas imagens termográficas.

Modelos de avaliação a edifícios habitacionais na cidade de Ponta Delgada : abordagem hedónica

Dissertação de Mestrado, Gestão de Empresas (MBA), 19 de Fevereiro de 2016, Universidade dos Açores.