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.

Evolution, gene regulation and functional analysis of BMP2 in fish

Bone morphogenetic proteins (BMPs) are multifunctional growth factors belonging to the transforming growth factor β (TGFβ) superfamily with a central role in bone formation and mineralization. BMP2, a founding member of this family, has demonstrated remarkable osteogenic properties and is clinically used to promote bone repair and fracture healing. Lack of basic data on factors regulating BMP2 expression and activity have hampered a better understanding of its role in bone formation and bone-related diseases. The objective of this work was to collect new functional data and determine spatiotemporal expression patterns in a fish system aiming towards a better understanding of BMP2 function and regulation. Transcriptional and post-transcriptional regulation of gilthead seabream BMP2 gene was inferred from luciferase reporter systems. Several bone- and cartilage-related transcription factors (e.g. RUNX3, MEF2c, SOX9 and ETS1) were found to regulate BMP2 transcription, while microRNA 20a was shown to affect stability of the BMP2 transcript and thus the mineralogenic capacity of fish bone-derived host cells. The regulation of BMP2 activity through an interaction with the matrix Gla protein (MGP) was investigated in vitro using BMP responsive elements (BRE) coupled to luciferase reporter gene. Although we demonstrated the functionality of the experimental system in a fish cell line and the activation of BMP signaling pathway by seabream BMP2, no conclusive evidence could be collected on a possible interaction beween MGP and BMP2. The evolutionary relationship among the members of BMP2/4/16 subfamily was inferred from taxonomic and phylogenetic analyses. BMP16 diverged prior to BMP2 and BMP4 and should be the result of an ancient genome duplication that occurred early in vertebrate evolution. Structural and functional data suggested that all three proteins are effectors of the BMP signaling pathway, but expression data revealed different spatiotemporal patterns in teleost fish suggesting distinct mechanisms of regulation. In this work, through the collection of novel data, we provide additional insight into the regulation, the structure and the phylogenetic relationship of BMP2 and its closely related family members.

O turismo residencial, os resorts integrados e as motivações: o caso do Polo de Desenvolvimento Turístico do Oeste

Esta tese aborda o quadro conceptual e metodológico referente à triangulação entre Turismo Residencial, Motivações e Destino Turístico. A questão de partida inseriu-se na expansão do Turismo Residencial nomeadamente em espaços como os Resorts Integrados, no Polo de Desenvolvimento do Oeste. Estamos perante um colectivo de turistas interessados em alcançar valores relacionados com o bem-estar e com a qualidade de vida, imbricados na lógica representativa dos estilos de vida num destino turístico onde a abundância e a diversidade dos recursos naturais endógenos, bem como a riqueza do património cultural, histórico e arquitectónico, tornaram visível a emergência de um turismo como alternativa estratégica para a satisfação dos objectivos de desenvolvimento da região. Para testar as hipóteses do trabalho foi utilizada uma metodologia que abrangeu vários métodos e técnicas de investigação que incluíram a aplicação de questionários aos turistas residenciais que são proprietários de uma segunda residência em Resorts Integrados (124) e aos representantes de instituições e empresas públicas e privadas ligadas ao fenómeno turístico (84) no destino em análise. Os questionários aplicados permitiram relacionar e avaliar a compatibilidade entre os dois grupos de inquiridos. Os turistas residenciais inquiridos são turistas originários de mercados externos, estão maioritariamente no ativo das suas funções laborais e compram uma segunda residência com o intuito de adquirir um estilo de vida assente em dimensões que muitas vezes não estão disponíveis na primeira habitação. São consideradas habitações dedicadas ao tempo de lazer e turismo em família, mas também se conciliam com a rentabilização da mesma através do arrendamento em determinados períodos do ano. No que diz respeito ao destino turístico, a compra de uma segunda residência coaduna-se com os principais motivos manifestados pelos turistas residenciais, através da permanência nas habitações e através do envolvimento que estabelecem com o destino turístico, não se limitando ao perímetro dos Resorts Integrados, no que diz respeito aos serviços consumidos durante a sua estada. Por outro lado, os representantes das entidades e instituições revelam conhecimento e predisposição para se envolverem na definição de uma estratégia concertada que possibilite o desenvolvimento deste fenómeno turístico na região, no entanto existe alguma necessidade em sensibilizar estes inquiridos para os impactes negativos que decorrem deste processo, inseridos na lógica do desenvolvimento sustentável na atividade turística, que se quer estruturada em princípios de qualidade de forma a influenciar os vários intervenientes, tendo em vista a proteção do ambiente e a preservação da identidade cultural da comunidade. O cruzamento dos dados recolhidos junto dos dois grupos de inquiridos revela que os factores eleitos são maioritariamente idênticos no que diz respeito aos destinos concorrentes e aos serviços comerciais utilizados dentro e fora do Resort Integrado, sendo que neste último o seu grau de prioridade diverge, o que pode deixar transparecer a existência de algumas diferenças entre o percepcionado pelos dois grupos. O resultado desta investigação evidencia a importância da problemática apresentada neste estudo.

Identification and molecular characterization of bone-related micrornas: functional implications

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2014

Comparação energética de sistemas de aquecimento a energia solar para o conforto térmico dos ocupantes de um edifício residencial

Dissertação de mestrado, Energia e Climatização de Edifícios, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2015

Quantificar e caracterizar o destino turístico: um ensaio sobre o Algarve

Dissertação de mestrado, Marketing, Faculdade de Economia, Universidade do Algarve, 2014

Ciganos em Portugal : educação e género

Tese de mestrado, Ciências da Educação (Educação Intercultural), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2010

Referencial de competências-chave na área de sociedade, tecnologia e ciência : adequação e pertinência

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

How historical and present climat conditions affected the distribution of the mediterranean whter shrew?:a phylogeographical and ecological approach

Tese de doutoramento, Biologia (Biologia Evolutiva), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

The dynamics of fibroblasts/ECM in neonatal cardiac injury

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Role of β-adrenergic signaling in ovarian cancer cells biology

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Dinâmica espacial e temporal do ravinamento na margem esquerda da bacia do Baixo Tejo : formas, processos e factores

Tese de doutoramento, Geografia (Geografia Física), Universidade de Lisboa, Instituto de Geografia e Ordenamento do Território, 2014

Infidelidades : eu, tu, nós e os outros : estudo de variantes e preditores do envolvimento extra-relacional

Tese de doutoramento, Psicologia (Psicologia da Família), Universidade de Lisboa, Faculdade de Psicologia, 2015

Análise do risco de incêndios urbanos do município de Maputo em Moçambique

Tese de doutoramento, Território, Risco e Politícas Públicas, Universidade de Lisboa, Instituto de Geografia e Ordenamento do Território, Universidade de Aveiro, 2015