Neural networks training using the constructivism paradigms

The Backpropagation Algorithm (BA) is the standard method for training multilayer Artificial Neural Networks (ANN), although it converges very slowly and can stop in a local minimum. We present a new method for neural network training using the BA inspired on constructivism, an alphabetization method proposed by Emilia Ferreiro based on Piaget philosophy. Simulation results show that the proposed configuration usually obtains a lower final mean square error, when compared with the standard BA and with the BA with momentum factor.

Estimativas da radiação global incidente em superfícies inclinadas com base na razáo de insolação

Estimating equations of global radiation based on the sunshine duration were proposed for horizontal surface and with inclination of 12.85, 22.85 and 32.85° facing the North in Botucatu, SP, Brazil, in monthly, seasonal and annual groupings of data. Simple linear correlations were applied (for definition of the linear and angular coefficients of Angstrom-Prescott model), in a database measured in all three inclinations in different periods (22.85°: 04/1998 to 07/2001; 12.85°: 08/2011 to 02/2003; and 32.85°: 03/2003 to 12/2007) concomitant with horizontal measures and sunshine duration. The statistical performance of the model was analysed by the means absolute error (MBE), the square root of the mean square error (RMSE) and the index adjustment (d). The minimum global radiation transmissivity varied from 14.35% in August (12.85°) to 27.86% in December (32.85°) and the maximum transmissivity ranged between 62.10% and 78.90%, for June (32.85°) and December (12.85°). Increasing the angle of inclination surface increased the scattering and decreased the index of adjustment and performance. The worst results were found for application of the seasonal and annual models in the months of autumn and winter for 32.85° (RMSE below 42.93% and adjustment superior to 0.4693).

Propriedades e aspectos geométricos de estimadores tipo James-Stein e do estimador de Hartigan

The James-Stein estimator is a biased shrinkage estimator with uniformly smaller risk than the risk of the sample mean estimator for the mean of multivariate normal distribution, except in the one-dimensional or two-dimensional cases. In this work we have used more heuristic arguments and intensified the geometric treatment of the theory of James-Stein estimator. New type James-Stein shrinking estimators are proposed and the Mahalanobis metric used to address the James-Stein estimator. . To evaluate the performance of the estimator proposed, in relation to the sample mean estimator, we used the computer simulation by the Monte Carlo method by calculating the mean square error. The result indicates that the new estimator has better performance relative to the sample mean estimator.

Modelos para previsão de carga a curto prazo através de redes neurais artificiais com treinamento baseado na teoria da informação

O conhecimento prévio do valor da carga é de extrema importância para o planejamento e operação dos sistemas de energia elétrica. Este trabalho apresenta os resultados de um estudo investigativo da aplicação de Redes Neurais Artificiais do tipo Perceptron Multicamadas com treinamento baseado na Teoria da Informação para o problema de Previsão de Carga a curto prazo. A aprendizagem baseada na Teoria da Informação se concentra na utilização da quantidade de informação (Entropia) para treinamento de uma rede neural artificial. Dois modelos previsores são apresentados sendo que os mesmos foram desenvolvidos a partir de dados reais fornecidos por uma concessionária de energia. Para comparação e verificação da eficiência dos modelos propostos um terceiro modelo foi também desenvolvido utilizando uma rede neural com treinamento baseado no critério clássico do erro médio quadrático. Os resultados alcançados mostraram a eficiência dos sistemas propostos, que obtiveram melhores resultados de previsão quando comparados ao sistema de previsão baseado na rede treinada pelo critério do MSE e aos sistemas previsores já apresentados na literatura.

Simulation of soybean growth and yield under northeastern Amazon climatic conditions

O objetivo deste trabalho foi parametrizar, calibrar e validar uma nova versão do modelo de crescimento e de produtividade da soja desenvolvido por Sinclair, em condições naturais de campo no nordeste da Amazônia. Os dados meteorológicos e os valores de crescimento e de área foliar da soja foram obtidos em um experimento agrometeorológico realizado em Paragominas, PA, de 2006 a 2009. As condições climáticas durante o experimento foram muito distintas, com uma ligeira redução na precipitação em 2007, em virtude do fenômeno El Niño. Houve redução no índice de área foliar (IAF) e na produção de biomassa neste ano, a qual foi reproduzida pelo modelo. A simulação do IAF apresentou raiz do erro quadrado médio (REQM) de 0,55 a 0,82 m2 m‑2, de 2006 a 2009. A simulação da produtividade da soja para os dados independentes apresentou um REQM de 198 kg ha‑1, ou seja, uma superestimativa de 3%. O modelo encontra-se calibrado e validado para as condições climáticas da Amazônia e pode contribuir positivamente para a melhoria das simulações dos impactos da mudança de uso da terra na região amazônica. A versão modificada do modelo de Sinclair simula adequadamente a formação de área foliar, a biomassa total e a produtividade da soja, nas condições climáticas do nordeste da Amazônia.

Modelagem de comunicações móveis com a utilização de series temporais e geoestatísticas

O presente trabalho apresenta os resultados da modelagem de canal de propagação baseado em séries temporais multivariadas com a utilização de dados coletados em campanhas de medição e as principais características da urbanização de onze vias do centro da cidade de Belém-Pa. Modelos de função de transferência foram utilizados para avaliar efeitos na série temporal da potência do sinal recebido (dBm) que foi utilizada como variável resposta e como variáveis explicativas a altura dos prédios e as distâncias entre os prédios. Como nos modelos em séries temporais desconsideram-se as possíveis correlações entre amostras vizinhas, utilizou-se um modelo geoestatístico para se estabelecer a correção do erro deste modelo. Esta fase do trabalho consistiu em um conjunto de procedimentos necessários às técnicas geoestatísticas. Tendo como objetivo a análise em duas dimensões para dados espacialmente distribuídos, no que diz respeito à interpolação de superfícies geradas a partir das mostras georreferenciadas obtidas dos resíduos da potência do sinal recebido calculados com o modelo em séries temporais. Os resultados obtidos com o modelo proposto apresentam um bom desempenho, com erro médio quadrático na ordem de 0,33 dB em relação ao sinal medido, considerando os dados das onze vias do centro urbano da cidade de Belém/Pa. A partir do mapa de distribuição espacial da potência do sinal recebido (dBm), pode se identificar com facilidade as zonas infra ou supra dimensionadas em termos desta variável, isto é, beneficiadas ou prejudicadas com relação a recepção do sinal, o que pode resultar em um maior investimento da operadora (concessionária de telefonia celular móvel) local naquelas regiões onde o sinal é fraco.

Regionalização de curvas de permanência de vazão de regiões hidrográficas do estado do Pará

O presente artigo aborda a regionalização de curvas de permanência de vazões para os rios das regiões hidrográficas da Calha Norte e do Xingu no Estado do Pará. Os modelos tiveram como base de dados 25 estações fluviométricas localizadas nas referidas regiões. As curvas de permanência foram calibradas utilizando-se 5 modelos matemáticos de regressão (potência, exponencial, logarítmico, quadrático e cúbico). O modelo cúbico foi o que se ajustou melhor aos dados observados das estações da Calha Norte. Já para a região do Xingu, foi o modelo exponencial, que melhor se ajustou. Modelos de regionalização foram estabelecidos, usando-se a técnica de regressão múltipla. A variação espacial dos parâmetros dos modelos, foi explicada em termos de área de drenagem, precipitação média anual, comprimento e desnível do rio. Os modelos foram validados através de duas bacias-alvo de cada região, obtendo resultados satisfatórios pelos ajustes gráficos das vazões simuladas e observadas. Matematicamente, o bom ajuste foi representado pelos erros quadráticos relativos médios percentuais e coeficientes de Nash-Sutcliffe calculados para o modelo cúbico (Calha Norte) e exponencial (Xingu). O bom desempenho dos modelos, os credencia na estimativa das curvas de permanência de vazões das regiões de estudo.

Severity of temporomandibular disorders in women: validity and reliability of the Fonseca Anamnestic Index

The aim of this study was to assess the validity and reliability of the Fonseca Anamnestic Index (IAF), used to assess the severity of temporomandibular disorders, applied to Brazilian women. We used a probabilistic sampling design. The participants were 700 women over 18 years of age, living in the city of Araraquara (SP). The IAF questionnaire was applied by telephone interviews. We conducted Confirmatory Factor Analysis (CFA) using Chi-Square Over Degrees of Freedom (χ2/df), Comparative Fit Index (CFI), Tucker-Lewis Index (TLI), and Root Mean Square Error of Approximation (RMSEA) as goodness of fit indices. We calculated the convergent validity, the average variance extracted (AVE) and the composite reliability (CR). Internal consistency was assessed by Cronbach's alpha coefficient (α).The factorial weights of questions 8 and 10 were below the adequate values. Thus, we refined the original model and these questions were excluded. The resulting factorial model showed appropriate goodness of fit to the sample (χ2/df = 3.319, CFI = 0.978, TLI = 0.967, RMSEA = 0.058). The convergent validity (AVE = 0.513, CR = 0.878) and internal consistency (α = 0.745) were adequate. The reduced IAF version showed adequate validity and reliability in a sample of Brazilian women.

Aplicações de redes neurais e neuro fuzzy em engenharia biomédica e agronomia

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Thermochemical equilibrium modeling of a biomass downdraft gasifier: Constrained and unconstrained non-stoichiometric models

The objective of this work is to develop a non-stoichiometric equilibrium model to study parameter effects in the gasification process of a feedstock in downdraft gasifiers. The non-stoichiometric equilibrium model is also known as the Gibbs free energy minimization method. Four models were developed and tested. First a pure non-stoichiometric equilibrium model called M1 was developed; then the methane content was constrained by correlating experimental data and generating the model M2. A kinetic constraint that determines the apparent gasification rate was considered for model M3 and finally the two aforementioned constraints were implemented together in model M4. Models M2 and M4 showed to be the more accurate among the four developed models with mean RMS (root mean square error) values of 1.25 each.Also the gasification of Brazilian Pinus elliottii in a downdraft gasifier with air as gasification agent was studied. The input parameters considered were: (a) equivalence ratio (0.28-035); (b) moisture content (5-20%); (c) gasification time (30-120 min) and carbon conversion efficiency (80-100%). (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Performance Analysis of MODIS 500-m Spatial Resolution Products for Estimating Chlorophyll-a Concentrations in Oligo-to Meso-Trophic Waters Case Study: Itumbiara Reservoir, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Interactive Correlation Environment (ICE) - A Statistical Web Tool for Data Collinearity Analysis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evaluation of the Tropical Rainfall Measuring Mission 3B43 product over an inland area in Brazil and the effects of satellite boost on rainfall estimates

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The influence of the use of stabilizer bracelet in a child with choreoathetoid cerebral palsy

Introduction: The use of stabilizer bracelet is a frequent treatment for movement disorders to strengthen muscles and adjust coordination. Still questions remain regarding the benefi t of using loads to decrease involuntary movements and the best load and placement. Objective: To measure the infl uence of the stabilizer bracelet on the kinematics and spatiotemporal parameters in planar movements performed by the upper limb. Method: One child, who has the spastic diplegy type of cerebral palsy with choreoathetoid component, and a control child without cerebral palsy, both female and 7 years old, were subjected to analysis of movements in relation to displacement, velocity, linear acceleration, and the calculation of mean square error (MSE) with and without use of stabilizer bracelet with loads of 25, 50, and 75% of the supported maximum load. Results: After comparing data between subjects, a difference was found between patient and control in all situations and variables. An inter-individual comparison using 25% of the maximum load showed the smallest difference with the NDE. Discussion and Conclusion: This therapeutic option is low cost, easy to apply, and does not signifi cantly interfere in the aesthetic of the individual. Therefore, physiotherapists may prescribe this for activities that require greater control of the upper limb because for the case studied the upper limb movement was more effi cient with the use of the stabilizer bracelet.

Escala de estresse percebido aplicada a estudantes universitárias: estudo de validação

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)