Espectroscopia no infravermelho próximo e métodos de calibração multivariada aplicados à determinação simultânea de parâmetros bioquímicos em plasma sanguíneo

In this work, the quantitative analysis of glucose, triglycerides and cholesterol (total and HDL) in both rat and human blood plasma was performed without any kind of pretreatment of samples, by using near infrared spectroscopy (NIR) combined with multivariate methods. For this purpose, different techniques and algorithms used to pre-process data, to select variables and to build multivariate regression models were compared between each other, such as partial least squares regression (PLS), non linear regression by artificial neural networks, interval partial least squares regression (iPLS), genetic algorithm (GA), successive projections algorithm (SPA), amongst others. Related to the determinations of rat blood plasma samples, the variables selection algorithms showed satisfactory results both for the correlation coefficients (R²) and for the values of root mean square error of prediction (RMSEP) for the three analytes, especially for triglycerides and cholesterol-HDL. The RMSEP values for glucose, triglycerides and cholesterol-HDL obtained through the best PLS model were 6.08, 16.07 e 2.03 mg dL-1, respectively. In the other case, for the determinations in human blood plasma, the predictions obtained by the PLS models provided unsatisfactory results with non linear tendency and presence of bias. Then, the ANN regression was applied as an alternative to PLS, considering its ability of modeling data from non linear systems. The root mean square error of monitoring (RMSEM) for glucose, triglycerides and total cholesterol, for the best ANN models, were 13.20, 10.31 e 12.35 mg dL-1, respectively. Statistical tests (F and t) suggest that NIR spectroscopy combined with multivariate regression methods (PLS and ANN) are capable to quantify the analytes (glucose, triglycerides and cholesterol) even when they are present in highly complex biological fluids, such as blood plasma

Sistema não-Intrusivo para Estimação da Direção do olhar utilizando redes neurais artificiais

The fundamental senses of the human body are: vision, hearing, touch, taste and smell. These senses are the functions that provide our relationship with the environment. The vision serves as a sensory receptor responsible for obtaining information from the outside world that will be sent to the brain. The gaze reflects its attention, intention and interest. Therefore, the estimation of gaze direction, using computer tools, provides a promising alternative to improve the capacity of human-computer interaction, mainly with respect to those people who suffer from motor deficiencies. Thus, the objective of this work is to present a non-intrusive system that basically uses a personal computer and a low cost webcam, combined with the use of digital image processing techniques, Wavelets transforms and pattern recognition, such as artificial neural network models, resulting in a complete system that performs since the image acquisition (including face detection and eye tracking) to the estimation of gaze direction. The obtained results show the feasibility of the proposed system, as well as several feature advantages.

A preparação de material terminológico em língua inglesa por meio de ferramentas linguístico-computacionais

O objetivo desse estudo é demonstrar, por meio de análise quantitativa e qualitativa, a eficácia de ferramentas linguístico-computacionais na seleção de terminologia para a produção de material terminológico. Serão apresentadas duas ferramentas linguístico-computacionais (WordSmith Tools e VocabProfile) e, também, sugestões para que o ensino de termos ofereça resultados práticos. A fundamentação teórico-metodológica recorreu a Barros (2004); Berber Sardinha (2000; 2005); Biderman (2001); Cabré (2007); Cobb (2007); Nation, (2003) e Sinclair (2004). O corpus da pesquisa foi constituído exclusivamente de material escrito na língua inglesa em diversas áreas de especialidade. Os procedimentos de preparação de material terminológico são exemplificados a partir de uma das áreas de especialidades utilizadas nos corpora de pesquisa, as Redes Neurais Artificiais. Os resultados obtidos indicam que a utilização do Wordsmith Tools juntamente com o VocabProfile pode fornecer dados importantes para a pesquisa linguistica.

Limits on anomalous couplings from Higgs boson production at the Tevatron

We estimate the attainable limits on the coefficients of dimension-6 operators from the analysis of Higgs boson phenomenology, in the framework of a SUL(2) x U-Y(1) gauge-invariant effective Lagrangian. Our results, based on the data sample already collected by the collaborations at Fermilab Tevatron, show that the coefficients of Higgs-vector boson couplings can be determined with unprecedented accuracy. Assuming that the coefficients of all blind operators are of the same magnitude, we are also able to impose more restrictive bounds on the anomalous vector-boson triple couplings than the present limit from double gauge boson production at the Tevatron collider.

Uma abordagem usando redes neurais artificiais para resolução de problemas de otimização restrita

Sistemas baseados em redes neurais artificiais fornecem altas taxas de computação devido ao uso de um número massivo de elementos processadores simples. Redes neurais com conexões realimentadas fornecem um modelo computacional capaz de resolver uma rica classe de problemas de otimização. Este artigo apresenta uma nova abordagem para resolver problemas de otimização restrita utilizando redes neurais artificiais. Mais especificamente, uma rede de Hopfield modificada é desenvolvida cujos parâmetros internos são calculados usando a técnica de subespaço válido de soluções. A partir da obtenção destes parâmetros a rede tende a convergir aos pontos de equilíbrio que representam as possíveis soluções para o problema. Exemplos de simulação são apresentados para justificar a validade da abordagem proposta.

Estimativa de ocorrência de precipitação em áreas agrícolas utilizando floresta de caminhos ótimos

As condições meteorológicas são determinantes para a produção agrícola; a precipitação, em particular, pode ser citada como a mais influente por sua relação direta com o balanço hídrico. Neste sentido, modelos agrometeorológicos, os quais se baseiam nas respostas das culturas às condições meteorológicas, vêm sendo cada vez mais utilizados para a estimativa de rendimentos agrícolas. Devido às dificuldades de obtenção de dados para abastecer tais modelos, métodos de estimativa de precipitação utilizando imagens dos canais espectrais dos satélites meteorológicos têm sido empregados para esta finalidade. O presente trabalho tem por objetivo utilizar o classificador de padrões floresta de caminhos ótimos para correlacionar informações disponíveis no canal espectral infravermelho do satélite meteorológico GOES-12 com a refletividade obtida pelo radar do IPMET/UNESP localizado no município de Bauru, visando o desenvolvimento de um modelo para a detecção de ocorrência de precipitação. Nos experimentos foram comparados quatro algoritmos de classificação: redes neurais artificiais (ANN), k-vizinhos mais próximos (k-NN), máquinas de vetores de suporte (SVM) e floresta de caminhos ótimos (OPF). Este último obteve melhor resultado, tanto em eficiência quanto em precisão.

Aplicação de redes neurais na estimação da temperatura interna de transformadores de distribuição imersos em óleo

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

Aprendizado não-supervisionado em redes neurais pulsadas de base radial: um estudo da capacidade de agrupamento para a classificação de pixels

Redes neurais pulsadas - redes que utilizam uma codificação temporal da informação - têm despontado como uma promissora abordagem dentro do paradigma conexionista, emergente da ciência cognitiva. Um desses novos modelos é a rede neural pulsada com função de base radial, que é capaz de armazenar informação nos tempos de atraso axonais dos neurônios. Um algoritmo de aprendizado foi aplicado com sucesso nesta rede pulsada, que se mostrou capaz de mapear uma seqüência de pulsos de entrada em uma seqüência de pulsos de saída. Mais recentemente, um método baseado no uso de campos receptivos gaussianos foi proposto para codificar dados constantes em uma seqüência de pulsos temporais. Este método tornou possível a essa rede lidar com dados computacionais. O processo de aprendizado desta nova rede não se encontra plenamente compreendido e investigações mais profundas são necessárias para situar este modelo dentro do contexto do aprendizado de máquinas e também para estabelecer as habilidades e limitações desta rede. Este trabalho apresenta uma investigação desse novo classificador e um estudo de sua capacidade de agrupar dados em três dimensões, particularmente procurando estabelecer seus domínios de aplicação e horizontes no campo da visão computacional.

Caracterização de leite bovino utilizando ultra-som e redes neurais artificiais

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

Utilização de redes neurais artificiais para a determinação do número de refeições diárias de um restaurante universitário

OBJETIVO: Construir uma rede neural artificial para auxiliar os gestores de restaurantes universitários na previsão de refeições diárias. MÉTODOS: O estudo foi desenvolvido a partir do levantamento de oito variáveis que influenciam o número de refeições diárias servidas no restaurante universitário. Utiliza-se o algoritmo de treinamento Backpropagation. Os resultados por meio da rede são comparados com os da série estudada e com resultados da estimação por média aritmética simples. RESULTADOS: A rede proposta acompanha as inúmeras alterações que ocorrem no número de refeições diárias do restaurante universitário. em 73% dos dias analisados, o método das redes neurais artificiais apresenta uma taxa de acerto maior do que o método da média aritmética simples. CONCLUSÃO: A rede neural artificial mostrou-se mais adequada para a previsão do número de refeições do que a metodologia de média simples ou quando a decisão do número de refeições é feita de forma subjetiva, sem critérios científicos.

Designing a modified Hopfield network to solve an Economic Dispatch problem with nonlinear cost function

Economic Dispatch (ED) problems have recently been solved by artificial neural networks approaches. In most of these dispatch models, the cost function must be linear or quadratic. Therefore, functions that have several minimum points represent a problem to the simulation since these approaches have not accepted nonlinear cost function. Another drawback pointed out in the literature is that some of these neural approaches fail to converge efficiently towards feasible equilibrium points. This paper discusses the application of a modified Hopfield architecture for solving ED problems defined by nonlinear cost function. The internal parameters of the neural network adopted here are computed using the valid-subspace technique, which guarantees convergence to equilibrium points that represent a solution for the ED problem. Simulation results and a comparative analysis involving a 3-bus test system are presented to illustrate efficiency of the proposed approach.

Nonlinear optimization using a modified Hopfield model

Systems based on artificial neural networks have high computational rates due to the use of a massive number of simple processing elements. Neural networks with feedback connections provide a computing model capable of solving a rich class of optimization problems. In this paper, a modified Hopfield network is developed for solving constrained nonlinear optimization problems. The internal parameters of the network are obtained using the valid-subspace technique. Simulated examples are presented as an illustration of the proposed approach.

An intelligent system for pavement management

This paper describes a method for the evaluation of pavement condition through artificial neural networks using the MLP backpropagation technique. Two of the most used procedures for detecting the pavement conditions were applied: the overall severity index and the irregularity index. Tests with the model demonstrated that the simulation with the neural network gives better results than the procedures recommended by the highway officials. This network may also be applied for the construction of a graphic computer environment.

Technique for application of hi-bright LED in automobile industry through intelligent systems

The advantages offered by the electronic component LED (Light Emitting Diode) have caused a quick and wide application of this device in replacement of incandescent lights. However, in its combined application, the relationship between the design variables and the desired effect or result is very complex and it becomes difficult to model by conventional techniques. This work consists of the development of a technique, through artificial neural networks, to make possible to obtain the luminous intensity values of brake lights using LEDs from design data.

An intelligent system to real time rainfall prediction using radar data

This work presents a new approach for rainfall measurements making use of weather radar data for real time application to the radar systems operated by institute of Meteorological Research (IPMET) - UNESP - Bauru - SP-Brazil. Several real time adjustment techniques has been presented being most of them based on surface rain-gauge network. However, some of these methods do not regard the effect of the integration area, time integration and distance rainfall-radar. In this paper, artificial neural networks have been applied for generate a radar reflectivity-rain relationships which regard all effects described above. To evaluate prediction procedure, cross validation was performed using data from IPMET weather Doppler radar and rain-gauge network under the radar umbrella. The preliminary results were acceptable for rainfalls prediction. The small errors observed result from the spatial density and the time resolution of the rain-gauges networks used to calibrate the radar.