Design of neuro-fuzzy models by evolutionary and gradient-based algorithms

All systems found in nature exhibit, with different degrees, a nonlinear behavior. To emulate this behavior, classical systems identification techniques use, typically, linear models, for mathematical simplicity. Models inspired by biological principles (artificial neural networks) and linguistically motivated (fuzzy systems), due to their universal approximation property, are becoming alternatives to classical mathematical models. In systems identification, the design of this type of models is an iterative process, requiring, among other steps, the need to identify the model structure, as well as the estimation of the model parameters. This thesis addresses the applicability of gradient-basis algorithms for the parameter estimation phase, and the use of evolutionary algorithms for model structure selection, for the design of neuro-fuzzy systems, i.e., models that offer the transparency property found in fuzzy systems, but use, for their design, algorithms introduced in the context of neural networks. A new methodology, based on the minimization of the integral of the error, and exploiting the parameter separability property typically found in neuro-fuzzy systems, is proposed for parameter estimation. A recent evolutionary technique (bacterial algorithms), based on the natural phenomenon of microbial evolution, is combined with genetic programming, and the resulting algorithm, bacterial programming, advocated for structure determination. Different versions of this evolutionary technique are combined with gradient-based algorithms, solving problems found in fuzzy and neuro-fuzzy design, namely incorporation of a-priori knowledge, gradient algorithms initialization and model complexity reduction.

Characterization of TRIB2 following PI3K inhibition

Dissertação de mestrado, Oncobiologia,(Mecanismos Moleculares do Cancro), Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2015

Intelligent modelling of temperature propagation induced by therapeutic ultrasound

Dissertação de Mestrado, Engenharia Electrónica e Telecomunicações, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

O erro como ponte para a aprendizagem em matemática : um estudo com alunos do 7º ano do ensino básico

Tese de mestrado, Educação (Didáctica da Matemática), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2010

O uso da folha de cálculo na aprendizagem da estatística

Relatório da prática de ensino supervisionada, Mestrado em Ensino da Matemática, Universidade de Lisboa, 2011

Literacia de escrita em candidatos de RVCC

Trabalho de projecto de mestrado, Ciências da Educação (Formação de Adultos), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2011

O erro como caminho para aprendizagem das operações com números naturais : um estudo com alunos do 2º ano de escolaridade

Tese de mestrado, Educação (Didática da Matemática), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2012

Representações em situações problemáticas que envolvem inequações do 1.º grau a uma incógnita : um estudo com alunos do 9.º ano de escolaridade

Relatório da Prática de Ensino Supervisionada, Ensino da Matemática, Universidade de Lisboa, 2013

A aprendizagem dos números racionais através das conexões entre as suas representações:uma experiência de ensino no 2º ciclo do ensino básico

Tese de doutoramento, Educação (Didática da Matemática), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2014

Molecular bases of classic galactosemia : searching for new therapeutic strategies

Tese de doutoramento, Farmácia (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Partial volume correction using bimodal contrast agents in PET-MRI

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014

Language evolution and recursion : an empirical investigation of human hierarchical processing

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Neurociências), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Cálculo mental com números racionais : um estudo com alunos do 6º ano de escolariedade

Tese de doutoramento, Educação (Didática da Matemática), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2016

Reinforcement learning across development in humans

Tese de mestrado, Neurociências, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2015

Ensino de base de dados, através do SQL, na resolução de situações reais

Relatório da Prática de Ensino Supervisionada, Mestrado em Ensino de Informática, Universidade de Lisboa, 2015