Sintonização de controladores difusos através de técnicas de optimização não-linear com restrições

A presente dissertação tem como objetivo principal a implementação de uma arquitetura baseada em algoritmos evolutivos para a sintonização dos parâmetros do controlador PID (Proporcional-Integral-Derivativo) difuso, sendo o conceito de desempenho em malha fechada explicitamente tido em conta. A sintonização dos parâmetros do controlador difuso é realizada tendo em conta um problema de otimização com restrições, em que a função de custo a ser minimizada é descrita em termos do desempenho em malha fechada, com a dinâmica do sistema a ser aproximada por um modelo não linear. Como nas metodologias de otimização existentes, a incorporação de mecanismos de adaptação referentes às funções de pertença não é comum, na presente dissertação é tido em conta, para além da usual sintonização dos fatores de escala, a sintonização dos fatores de escala e funções de pertença em simultâneo. Os resultados experimentais realizados num sistema de referência, visam demonstrar os benefícios de incorporar as funções de pertença no processo de otimização em diferido. É também utilizado um método analítico de segunda ordem como referência, por forma a comparar o desempenho de uma abordagem de otimização global contra uma de otimização local. Finalmente é implementada uma abordagem em-linha, usando o método analítico de segunda ordem, na otimização dos fatores de escala e funções de pertença.

How to bring equity investors to the social sector? A quasi-equity approach through the case study of SPEAK

As nonprofits do not have access to the same capital markets as for-profit enterprises, organizations usually scramble for funding to keep up with their mission. This scenario can be changed through the use of the right financial engineering. This Work Project aims at studying an innovative financing mechanism based on the concept of quasi-equity for organizations devoted to social ends to cope with their capital needs. A quasi-equity investment model is built for the Portuguese social business SPEAK, and an in-depth assessment of its current financial, organizational and impact situations is conducted. This is a pioneer case study in Portugal.

Avaliação económica em transplantação renal : abordagem estratégica do processo de doação e análise de custo-utilidade do programa de transplantação renal versus hemodiálise

SUMÁRIO - O desafio atual da Saúde Pública é assegurar a sustentabilidade financeira do sistema de saúde. Em ambiente de recursos escassos, as análises económicas aplicadas à prestação dos cuidados de saúde são um contributo para a tomada de decisão que visa a maximização do bem-estar social sujeita a restrição orçamental. Portugal é um país com 10,6 milhões de habitantes (2011) com uma incidência e prevalência elevadas de doença renal crónica estadio 5 (DRC5), respetivamente, 234 doentes por milhão de habitantes (pmh) e 1.600 doentes/pmh. O crescimento de doenças associadas às causas de DRC, nomeadamente, diabetes Mellitus e hipertensão arterial, antecipam uma tendência para o aumento do número de doentes. Em 2011, dos 17.553 doentes em tratamento substitutivo renal, 59% encontrava-se em programa de hemodiálise (Hd) em centros de diálise extra-hospitalares, 37% viviam com um enxerto renal funcionante e 4% estavam em diálise peritoneal (SPN, 2011). A lista ativa para transplante (Tx) renal registava 2.500 doentes (SPN 2009). O Tx renal é a melhor modalidade terapêutica pela melhoria da sobrevida, qualidade de vida e relação custo-efetividade, mas a elegibilidade para Tx e a oferta de órgãos condicionam esta opção. Esta investigação desenvolveu-se em duas vertentes: i) determinar o rácio custo-utilidade incremental do Tx renal comparado com a Hd; ii) avaliar a capacidade máxima de dadores de cadáver em Portugal, as características e as causas de morte dos dadores potenciais a nível nacional, por hospital e por Gabinete Coordenador de Colheita e Transplantação (GCCT), e analisar o desempenho da rede de colheita de órgãos para Tx. Realizou-se um estudo observacional/não interventivo, prospetivo e analítico que incidiu sobre uma coorte de doentes em Hd que foi submetida a Tx renal. O tempo de seguimento mínimo foi de um ano e máximo de três anos. No início do estudo, colheram-se dados sociodemográficos e clínicos em 386 doentes em Hd, elegíveis para Tx renal. A qualidade de vida relacionada com a saúde (QVRS) foi avaliada nos doentes em Hd (tempo 0) e nos transplantados, aos três, seis, 12 meses, e depois, anualmente. Incluíram-se os doentes que por falência do enxerto renal transitaram para Hd. Na sua medição, utilizou-se um instrumento baseado em preferências da população, o EuroQol-5D, que permite o posterior cálculo dos QALY. Num grupo de 82 doentes, a QVRS em Hd foi avaliada em dois tempos de resposta o que permitiu a análise da sua evolução. Realizou-se uma análise custo-utilidade do Tx renal comparado com a Hd na perspetiva da sociedade. Identificaram-se os custos diretos, médicos e não médicos, e as alterações de produtividade em Hd e Tx renal. Incluíram-se os custos da colheita de órgãos, seleção dos candidatos a Tx renal e follow-up dos dadores vivos. Cada doente transplantado foi utilizado como controle de si próprio em diálise. Avaliou-se o custo médio anual em programa de Hd crónica relativo ao ano anterior à Tx renal. Os custos do Tx foram avaliados prospetivamente. Considerou-se como horizonte temporal o ciclo de vida nas duas modalidades. Usaram-se taxas de atualização de 0%, 3% e 5% na atualização dos custos e QALY e efetuaram-se análises de sensibilidade one way. Entre 2008 e 2010, 65 doentes foram submetidos a Tx renal. Registaram-se, prospetivamente, os resultados em saúde incluíndo os internamentos e os efeitos adversos da imunossupressão, e o consumo dos recursos em saúde. Utilizaram-se modelos de medidas repetidas na avaliação da evolução da QVRS e modelos de regressão múltipla na análise da associação da QVRS e dos custos do transplante com as características basais dos doentes e os eventos clínicos. Comparativamente à Hd, observou-se melhoria da utilidade ao 3º mês de Tx e a qualidade de vida aferida pela escala EQ-VAS melhorou em todos os tempos de observação após o Tx renal. O custo médio da Hd foi de 32.567,57€, considerado uniforme ao longo do tempo. O custo médio do Tx renal foi de 60.210,09€ no 1º ano e 12.956,77€ nos anos seguintes. O rácio custo-utilidade do Tx renal vs Hd crónica foi de 2.004,75€/QALY. A partir de uma sobrevivência do enxerto de dois anos e cinco meses, o Tx associou-se a poupança dos custos. Utilizaram-se os dados nacionais dos Grupos de Diagnóstico Homogéneos e realizou-se um estudo retrospectivo que abrangeu as mortes ocorridas em 34 hospitais com colheita de órgãos, em 2006. Considerou-se como dador potencial o indivíduo com idade entre 1-70 anos cuja morte ocorrera a nível hospitalar, e que apresentasse critérios de adequação à doação de rim. Analisou-se a associação dos dadores potenciais com características populacionais e hospitalares. O desempenho das organizações de colheita de órgãos foi avaliado pela taxa de conversão (rácio entre os dadores potenciais e efetivos) e pelo número de dadores potenciais por milhão de habitantes a nível nacional, regional e por Gabinete Coordenador de Colheita e Transplantação (GCCT). Identificaram-se 3.838 dadores potenciais dos quais 608 apresentaram códigos da Classificação Internacional de Doenças, 9.ª Revisão, Modificações Clínicas (CID- 9-MC) que, com maior frequência, evoluem para a morte cerebral. O modelo logit para dados agrupados identificou a idade, o rácio da lotação em Unidades de Cuidados Intensivos e lotação de agudos, existência de GCCT e de Unidade de Transplantação, e mortalidade por acidente de trabalho como fatores preditivos da conversão dum dador potencial em efetivo e através das estimativas do modelo logit quantificou-se a probabilidade dessa conversão. A doação de órgãos deve ser assumida como uma prioridade e as autoridades em saúde devem assegurar o financiamento dos hospitais com programas de doação, evitando o desperdício de órgãos para transplantação, enquanto um bem público e escasso. A colheita de órgãos deve ser considerada uma opção estratégica da atividade hospitalar orientada para a organização e planeamento de serviços que maximizem a conversão de dadores potenciais em efetivos incluindo esse critério como medida de qualidade e efetividade do desempenho hospitalar. Os resultados deste estudo demonstram que: 1) o Tx renal proporciona ganhos em saúde, aumento da sobrevida e qualidade de vida, e poupança de custos; 2) em Portugal, a taxa máxima de eficácia da conversão dos dadores cadavéricos em dadores potenciais está longe de ser atingida. O investimento na rede de colheita de órgãos para Tx é essencial para assegurar a sustentabilidade financeira e promover a qualidade, eficiência e equidade dos cuidados em saúde prestados na DRC5.

Essays on bounded rationality: Individual decision and strategic interaction

Economics is a social science which, therefore, focuses on people and on the decisions they make, be it in an individual context, or in group situations. It studies human choices, in face of needs to be fulfilled, and a limited amount of resources to fulfill them. For a long time, there was a convergence between the normative and positive views of human behavior, in that the ideal and predicted decisions of agents in economic models were entangled in one single concept. That is, it was assumed that the best that could be done in each situation was exactly the choice that would prevail. Or, at least, that the facts that economics needed to explain could be understood in the light of models in which individual agents act as if they are able to make ideal decisions. However, in the last decades, the complexity of the environment in which economic decisions are made and the limits on the ability of agents to deal with it have been recognized, and incorporated into models of decision making in what came to be known as the bounded rationality paradigm. This was triggered by the incapacity of the unboundedly rationality paradigm to explain observed phenomena and behavior. This thesis contributes to the literature in three different ways. Chapter 1 is a survey on bounded rationality, which gathers and organizes the contributions to the field since Simon (1955) first recognized the necessity to account for the limits on human rationality. The focus of the survey is on theoretical work rather than the experimental literature which presents evidence of actual behavior that differs from what classic rationality predicts. The general framework is as follows. Given a set of exogenous variables, the economic agent needs to choose an element from the choice set that is avail- able to him, in order to optimize the expected value of an objective function (assuming his preferences are representable by such a function). If this problem is too complex for the agent to deal with, one or more of its elements is simplified. Each bounded rationality theory is categorized according to the most relevant element it simplifes. Chapter 2 proposes a novel theory of bounded rationality. Much in the same fashion as Conlisk (1980) and Gabaix (2014), we assume that thinking is costly in the sense that agents have to pay a cost for performing mental operations. In our model, if they choose not to think, such cost is avoided, but they are left with a single alternative, labeled the default choice. We exemplify the idea with a very simple model of consumer choice and identify the concept of isofin curves, i.e., sets of default choices which generate the same utility net of thinking cost. Then, we apply the idea to a linear symmetric Cournot duopoly, in which the default choice can be interpreted as the most natural quantity to be produced in the market. We find that, as the thinking cost increases, the number of firms thinking in equilibrium decreases. More interestingly, for intermediate levels of thinking cost, an equilibrium in which one of the firms chooses the default quantity and the other best responds to it exists, generating asymmetric choices in a symmetric model. Our model is able to explain well-known regularities identified in the Cournot experimental literature, such as the adoption of different strategies by players (Huck et al. , 1999), the inter temporal rigidity of choices (Bosch-Dom enech & Vriend, 2003) and the dispersion of quantities in the context of di cult decision making (Bosch-Dom enech & Vriend, 2003). Chapter 3 applies a model of bounded rationality in a game-theoretic set- ting to the well-known turnout paradox in large elections, pivotal probabilities vanish very quickly and no one should vote, in sharp contrast with the ob- served high levels of turnout. Inspired by the concept of rhizomatic thinking, introduced by Bravo-Furtado & Côrte-Real (2009a), we assume that each per- son is self-delusional in the sense that, when making a decision, she believes that a fraction of the people who support the same party decides alike, even if no communication is established between them. This kind of belief simplifies the decision of the agent, as it reduces the number of players he believes to be playing against { it is thus a bounded rationality approach. Studying a two-party first-past-the-post election with a continuum of self-delusional agents, we show that the turnout rate is positive in all the possible equilibria, and that it can be as high as 100%. The game displays multiple equilibria, at least one of which entails a victory of the bigger party. The smaller one may also win, provided its relative size is not too small; more self-delusional voters in the minority party decreases this threshold size. Our model is able to explain some empirical facts, such as the possibility that a close election leads to low turnout (Geys, 2006), a lower margin of victory when turnout is higher (Geys, 2006) and high turnout rates favoring the minority (Bernhagen & Marsh, 1997).

The effectiveness of a rotavirus vaccine in preventing hospitalizations and deaths presumably due to acute infectious diarrhea in Brazilian children: a quasi-experimental study

INTRODUCTION: Rotavirus is the main etiologic agent of acute infectious diarrhea in children worldwide. Considering that a rotavirus vaccine (G1P8, strain RIX4414) was added to the Brazilian vaccination schedule in 2006, we aimed to study its effectiveness and safety regarding intestinal intussusception. METHODS: A quasi-experimental trial was performed in which the primary outcome was the number of hospitalizations that were presumably due to acute infectious diarrhea per 100,000 children at risk (0-4 years old). The secondary outcomes included mortality due to acute infectious diarrhea and the intestinal intussusception rates in children in the same age range. We analyzed three scenarios: Health Division XIII of the State of São Paulo (DRS XIII) from 2002 to 2008, the State of São Paulo, and Brazil from 2002 to 2012. RESULTS: The averages of the hospitalization rates for 100,000 children in the pre- and post-vaccination periods were 1,413 and 959, respectively, for DRS XIII (RR=0.67), 312 and 249, respectively, for the State of São Paulo (RR=0.79), and 718 and 576, respectively, for Brazil (RR=0.8). The mortality rate per 100,000 children in the pre- and post-vaccination periods was 2.0 and 1.3, respectively, for DRS XIII (RR=0.66), 5.5 and 2.5, respectively, for the State of São Paulo (RR=0.47), and 15.0 and 8.0, respectively, for Brazil (RR=0.53). The average annual rates of intussusception for 100,000 children in DRS XIII were 28.0 and 22.0 (RR=0.77) in the pre- and post-vaccination periods, respectively. CONCLUSIONS: A monovalent rotavirus vaccine was demonstrated to be effective in preventing the hospitalizations and deaths of children that were presumably due to acute infectious diarrhea, without increasing the risk of intestinal intussusception.

A formação em rastreio e intervenções breves do álcool muda as atitudes dos profissionais de saúde ocupacional? : estudo quasi experimental exploratório para uma estratégia para o meio laboral

RESUMO - Estudos anteriores nos Cuidados de Saúde Primários (CSP) apontam para um incremento da Deteção Precoce (DP) e Intervenções Breves (IB) em pacientes com Problemas Ligados ao Álcool (PLA) após formação apropriada dos profissionais de saúde (com melhoria das suas atitudes). Este estudo quasi experimental, exploratório, é pioneiro no âmbito da Saúde Ocupacional (SO) para a implementação de Rastreio/DP e IB nos PLA. O objetivo principal foi avaliar se uma formação sobre Rastreio/DP e IB pode melhorar as atitudes dos profissionais de SO ao lidar com os PLA em Meio Laboral (PLAML). Foi aplicado um questionário em duas partes: Q1/pré-formação (variáveis sociodemográficas, profissionais, competências em alcoologia, experiência pessoal com álcool/familiares com PLA, dificuldades em lidar com trabalhadores com PLA, AUDIT-C e SAAPPQ) e Q2/pós-formação (avaliação da formação e das atitudes SAAPPQ - Adequação, Legitimidade, Motivação, Autoestima e Satisfação). Os resultados na amostra (N=39) revelaram um aumento sobretudo na Adequação e Satisfação. No entanto, naqueles com níveis baixos das atitudes pré-formação constou-se melhoria das atitudes à excepção da Autoestima e foram encontradas algumas associações com as características do perfil inicial dos participantes. Sugerem-se estudos posteriores para identificação de pacotes formativos mais efetivos e propostas para um Plano integrador de RIB para PLAML

Non emergency patients transport - a mixed integer linear programming

This work presents a model and a heuristic to solve the non-emergency patients transport (NEPT) service issues given the new rules recently established in Portugal. The model follows the same principle of the Team Orienteering Problem by selecting the patients to be included in the routes attending the maximum reduction in costs when compared with individual transportation. This model establishes the best sets of patients to be transported together. The model was implemented in AMPL and a compact formulation was solved using NEOS Server. A heuristic procedure based on iteratively solving problems with one vehicle was presented, and this heuristic provides good results in terms of accuracy and computation time.

Monitoring the early stiffness development in epoxy adhesives for structural strengthening

The present work aimed to assess the early-age evolution of E-modulus of epoxy adhesives used for Fibre-Reinforced Polymer (FRP) strengthening applications. The study involved adapting an existing technique devised for continuous monitoring of concrete stiffness since casting, called EMM-ARM (Elasticity Modulus Measurement through Ambient Response Method) for evaluation of epoxy stiffness. Furthermore, monotonic tensile tests according to ISO standards and cyclic tensile tests were carried out at several ages. A comparison between the obtained results was performed in order to better understand the performance of the several techniques in the assessment of stiffness of epoxy resins. When compared to the other methodologies, the method for calculation of E-modulus recommended by ISO standard led to lower values, since in the considered strain interval, the adhesive had a non-linear stress–strain relationship. The EMM-ARM technique revealed its capability in clearly identifying the hardening kinetics of epoxy adhesives, measuring the material stiffness growth during the entire curing period. At very early ages the values of Young׳s modulus obtained with quasi-static tests were lower than the values collected by EMM-ARM, due to the fact that epoxy resin exhibited a significant visco-elastic behaviour.

Mapeamento do uso e cobertura da terra a partir da segmentação e classificação de imagens-fração solo, sombra e vegetação derivadas do modelo linear de mistura aplicado a dados do sensor TM/Landsat5, na região do reservatório de Tucuruí - PA

Técnicas de sensoriamento remoto são fundamentais para o monitoramento das mudanças de uso da terra, principalmente em áreas extensas como a Amazônia. O mapeamento de uso da terra, geralmente é realizado por métodos de classificação manual ou digital pixel a pixel, os quais consomem muito tempo. Este estudo aborda a aplicação do modelo linear de mistura em uma imagem Landsat-TM segmentada para o mapeamento das classes de uso da terra na região do reservatório de Tucuruí-PA para os anos de 1996 e 2001.

Detecção de cicatrizes de áreas queimadas baseada no modelo linear de mistura espectral e imagens índice de vegetação utilizando dados multitemporais do sensor MODIS/TERRA no estado do Mato Grosso, Amazônia brasileira

O objetivo desta pesquisa foi avaliar os dados do sensor MODIS para detectar e monitorar cicatrizes de áreas recém queimadas. Utilizamos imagens da reflectância de superfície do sensor MODIS: produto MOD09 (dia 5 de outubro) e produto MOD13A1 (meses de outubro e novembro). Foi avaliada também uma série temporal de um ano dos índices de vegetação (IV) EVI e NDVI (produto MOD13A1). Uma imagem do sensor ETM+ (dia 5 de outubro) foi utilizada como base para a delimitação dos polígonos amostrais e avaliação dos dados MODIS devido a sua melhor resolução espacial. A metodologia focou na aplicação do modelo linear de mistura espectral nas imagens reflectância para a geração das imagens fração sombra. Análises de regressão foram efetuadas para comparação entre o percentual de sombra derivado da imagem ETM+ e das imagens MODIS. As alterações multitemporais nas imagens IV foram avaliadas com base no teste de Tukey. Os resultados mostraram que a imagem fração sombra gerada a partir do produto MOD09 apresentou um R² = 0,66 (p < 0,01) em relação aos dados ETM+. Para as imagens do produto MOD13A1 não foram identificadas relações significativas. Os IV dentro dos mesmos polígonos apresentaram uma variação sazonal durante o ano. No entanto, não houve uma diminuição significativa dos valores destes índices nos meses onde foram observadas as cicatrizes de áreas recém queimadas. Portanto, o produto MOD09 mostrou-se mais eficiente que o produto MOD13A1 para a detecção de cicatrizes de áreas recém queimadas. A análise multitemporal dos IV sugeriu que não foi possível detectar este mesmo padrão na área de estudo.

Electronic transport across linear defects in graphene

We investigate the low-energy electronic transport across grain boundaries in graphene ribbons and infinite flakes. Using the recursive Green’s function method, we calculate the electronic transmission across different types of grain boundaries in graphene ribbons. We show results for the charge density distribution and the current flow along the ribbon. We study linear defects at various angles with the ribbon direction, as well as overlaps of two monolayer ribbon domains forming a bilayer region. For a class of extended defect lines with periodicity 3, an analytic approach is developed to study transport in infinite flakes. This class of extended grain boundaries is particularly interesting, since the K and K0 Dirac points are superposed.

Using balanced scorecards to evaluate the data warehouse system utility

Dissertação de mestrado em Systems Engineering

Wear of PEEK-Ti6Al4V systems under micro-abrasion and linear sliding conditions

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica

Desenvolvimento e otimização do projeto mecatrónico para um Tribómetro Linear

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica