Aplicação do algoritmo de otimização por colônia de formigas sobre o problema do passeio do robô seletivo

This work seeks to propose and evaluate a change to the Ant Colony Optimization based on the results of experiments performed on the problem of Selective Ride Robot (PRS, a new problem, also proposed in this paper. Four metaheuristics are implemented, GRASP, VNS and two versions of Ant Colony Optimization, and their results are analyzed by running the algorithms over 32 instances created during this work. The metaheuristics also have their results compared to an exact approach. The results show that the algorithm implemented using the GRASP metaheuristic show good results. The version of the multicolony ant colony algorithm, proposed and evaluated in this work, shows the best results

POPT: uma abordagem de ensino de programação orientada a problema e testes

There is a growing interest of the Computer Science education community for including testing concepts on introductory programming courses. Aiming at contributing to this issue, we introduce POPT, a Problem-Oriented Programming and Testing approach for Introductory Programming Courses. POPT main goal is to improve the traditional method of teaching introductory programming that concentrates mainly on implementation and neglects testing. POPT extends POP (Problem Oriented Programing) methodology proposed on the PhD Thesis of Andrea Mendonça (UFCG). In both methodologies POPT and POP, students skills in dealing with ill-defined problems must be developed since the first programming courses. In POPT however, students are stimulated to clarify ill-defined problem specifications, guided by de definition of test cases (in a table-like manner). This paper presents POPT, and TestBoot a tool developed to support the methodology. In order to evaluate the approach a case study and a controlled experiment (which adopted the Latin Square design) were performed. In an Introductory Programming course of Computer Science and Software Engineering Graduation Programs at the Federal University of Rio Grande do Norte, Brazil. The study results have shown that, when compared to a Blind Testing approach, POPT stimulates the implementation of programs of better external quality the first program version submitted by POPT students passed in twice the number of test cases (professor-defined ones) when compared to non-POPT students. Moreover, POPT students submitted fewer program versions and spent more time to submit the first version to the automatic evaluation system, which lead us to think that POPT students are stimulated to think better about the solution they are implementing. The controlled experiment confirmed the influence of the proposed methodology on the quality of the code developed by POPT students

O problema do Hiker Dice em tabuleiro compacto: um estudo algorítmico

The Hiker Dice was a game recently proposed in a software designed by Mara Kuzmich and Leonardo Goldbarg. In the game a dice is responsible for building a trail on an n x m board. As the dice waits upon a cell on the board, it prints the side that touches the surface. The game shows the Hamiltonian Path Problem Simple Maximum Hiker Dice (Hidi-CHS) in trays Compact Nth , this problem is then characterized by looking for a Hamiltonian Path that maximize the sum of marked sides on the board. The research now related, models the problem through Graphs, and proposes two classes of solution algorithms. The first class, belonging to the exact algorithms, is formed by a backtracking algorithm planed with a return through logical rules and limiting the best found solution. The second class of algorithms is composed by metaheuristics type Evolutionary Computing, Local Ramdomized search and GRASP (Greed Randomized Adaptative Search). Three specific operators for the algorithms were created as follows: restructuring, recombination with two solutions and random greedy constructive.The exact algorithm was teste on 4x4 to 8x8 boards exhausting the possibility of higher computational treatment of cases due to the explosion in processing time. The heuristics algorithms were tested on 5x5 to 14x14 boards. According to the applied methodology for evaluation, the results acheived by the heuristics algorithms suggests a better performance for the GRASP algorithm

Algoritmo treansgenético na solução do problema do Caixeiro Viajante

The Traveling Purchaser Problem is a variant of the Traveling Salesman Problem, where there is a set of markets and a set of products. Each product is available on a subset of markets and its unit cost depends on the market where it is available. The objective is to buy all the products, departing and returning to a domicile, at the least possible cost defined as the summation of the weights of the edges in the tour and the cost paid to acquire the products. A Transgenetic Algorithm, an evolutionary algorithm with basis on endosymbiosis, is applied to the Capacited and Uncapacited versions of this problem. Evolution in Transgenetic Algorithms is simulated with the interaction and information sharing between populations of individuals from distinct species. The computational results show that this is a very effective approach for the TPP regarding solution quality and runtime. Seventeen and nine new best results are presented for instances of the capacited and uncapacited versions, respectively

Uma abordagem através de algoritmos transgenéticos para o problema da configuração do traçado de uma rede de distribuição de gás natural

Este trabalho apresenta um algoritmo transgenético híbrido para a solução de um Problema de Configuração de uma Rede de Distribuição de Gás Natural. O problema da configuração dessas redes requer a definição de um traçado por onde os dutos devem ser colocados para atender aos clientes. É estudada neste trabalho uma maneira de conectar os clientes em uma rede com arquitetura em forma de árvore. O objetivo é minimizar o custo de construção da rede, mesmo que para isso alguns clientes que não proporcionam lucros deixem de ser atendidos. Esse problema pode ser formulado computacionalmente através do Problema de Steiner com Prêmios. Este é um problema de otimização combinatória da classe dos NPÁrduos. Este trabalho apresenta um algoritmo heurístico para a solução do problema. A abordagem utilizada é chamada de Algoritmos Transgenéticos, que se enquadram na categoria dos algoritmos evolucionários. Para a geração de soluções inicias é utilizado um algoritmo primaldual, e pathrelinking é usado como intensificador

Poluição sonora: um grave problema na cidade de Mossoró-RN

In the latest decades, we have observed some environment alterations of big proportions in our planet. Sound pollution, visual pollution, water pollution, air pollution, soil pollution, all the principal kinds of environment pollution have raised in the path of economy development. In Mossoró it is not different; the environment has suffered a long and continuous damage caused by predatory abuse. The river is polluted, the ciliar vegetation of Carnauba was totally altered and with it a part of the local fauna disappeared. In fact, the city urban environment has, and continues to be, deeply altered and the sound pollution is a reflex of the urban modifications undergone in the city as time goes by. Through bibliographic review, the gauging of noise and fieldwork, this research project had the objective of analyzing the principal activities that cause sound pollution in the urban perimeter of the city of Mossoró, RN, emphasizing the causes, effects and spacial distribution of the polluter agents, as well as understanding how the environmental laws treat the sound issue in the urban environment of the city. The President Dutra avenue, where popular events of Mossoró take place and an important access for the city, was the chosen place to study this pollution that became, recently, another hindrance that interferes on the life quality of the local population. The results of this brief research emphasizes the urgency to alert society, specially about the importance of law and public organs that are located in our city, therefore solving problems such as the aforementioned above

Avaliação do potencial tóxico de águas oriundas de irrigação agrícola no Baixo-Açu/RN: um problema socioambiental

For many decades the problematic raised about the indiscriminate use of pesticides in modern agriculture has incited the interest of many researchers to discover the effects caused by such products in the environment and consequently in the life of the ones which use that products (farmers) and those people who live in places next to the agricultural areas. Facing these facts, this research had the intention of comprehend the environmental perception of habitants of the Distrito Irrigado do Baixo-Açu (DIBA), located in the semiarid of Rio Grande do Norte, by using agro toxics and its possible environmental effects, as well as evaluate the levels of toxicity of waters from agricultural runoff in this region by using eco-toxicological exams with Ceriodaphnia silvestii. Were done 86 interviews with dwellers and farmers from DIBA. With the results reached in the evaluation of the interviews it was possible to identify that one of major problems is the inappropriate discard of empty packs of the pesticides used at that place. The samples collected for eco-toxicological evaluation showed a variation in its toxicity, once that the point of collect which receives waters from different cultures presented in four out of five samples toxicity for the tested species. Therefore, it concludes that the indiscriminate use of pesticides agricultural practice presented a potential to pollute to the irrigation waters, and the absence of elucidation by the farmers about the manipulation of these products contribute to the risk of environmental contamination and the possible decrease of the quality of life of the dwellers of the region

Urolitíase: estudo comparativo em bovinos Guzerá oriundos de propriedades com e sem o problema

Diversos fatores podem contribuir para a formação de cálculos urinários, dentre estes, o desequilíbrio nutricional e a dureza da água consumida pelos ruminantes. O objetivo deste estudo foi identificar as características de propriedades que predispõem à urolitíase, através da avaliação da água, da dieta e determinações séricas e urinárias de cálcio, fósforo, magnésio, cloretos, sódio, potássio, cálculo da excreção fracionada (EF) dos eletrólitos, e da creatinina, proteína total, albumina e globulinas séricas. Foram colhidas amostras de sangue e urina de bovinos, Guzerá, criados semi intensivamente, distribuídos por dois grupos. O primeiro denominado grupo urolitíase (Gu), composto de animais com histórico, sinais clínicos e confirmação ultrassonográfica que apresentavam urolitíase; o segundo: grupo controle (Gc), sem histórico, nem sintomas da doença. Os bovinos do grupo urolitíase consumiam água com dureza total na concentração de 166,0mg CaCO3/L. A dieta dos animais do Gu apresentava maior concentração de fósforo e relação Ca:P inadequada. Os teores de fósforo sérico e urinário dos animais do Gu foram maiores do que os do Gc, assim como a concentração sérica de magnésio (p<0,05). Não houve aumento nas concentrações de creatinina no grupo urolitíase, mas ocorreu hipoproteinemia por hipoglobulinemia (p<0,05). As EFs de cálcio, fósforo e sódio não diferiram entre os grupos (p>0,05), mas houve diminuição significativa nas EFs de magnésio, cloretos e de potássio do grupo urolitíase (p<0,05). A união destes fatores contribuiu para a ocorrência da urolitíase, sendo dureza total da água e a alta concentração de fósforo na dieta os principais fatores na gênese dos cálculos em bovinos.

Métodos estatísticos recursivos aplicados ao problema de estimação de vazão de gás em plantas de Plunger-lift

This work has as main objective to find mathematical models based on linear parametric estimation techniques applied to the problem of calculating the grow of gas in oil wells. In particular we focus on achieving grow models applied to the case of wells that produce by plunger-lift technique on oil rigs, in which case, there are high peaks in the grow values that hinder their direct measurement by instruments. For this, we have developed estimators based on recursive least squares and make an analysis of statistical measures such as autocorrelation, cross-correlation, variogram and the cumulative periodogram, which are calculated recursively as data are obtained in real time from the plant in operation; the values obtained for these measures tell us how accurate the used model is and how it can be changed to better fit the measured values. The models have been tested in a pilot plant which emulates the process gas production in oil wells

Termodinâmica de um gás de fótons no contexto de eletrodinâmicas não-lineares

The objective of this dissertation is the development of a general formalism to analyze the thermodynamical properties of a photon gas under the context of nonlinear electrodynamics (NLED). To this end it is obtained, through the systematic analysis of Maxwell s electromagnetism (EM) properties, the general dependence of the Lagrangian that describes this kind of theories. From this Lagrangian and in the background of classical field theory, we derive the general dispersion relation that photons must obey in terms of a background field and the NLED properties. It is important to note that, in order to achieve this result, an aproximation has been made in order to allow the separation of the total electromagnetic field into a strong background electromagnetic field and a perturbation. Once the dispersion relation is in hand, the usual Bose-Einstein statistical procedure is followed through which the thermodynamical properties, energy density and pressure relations are obtained. An important result of this work is the fact that equation of state remains identical to the one obtained under EM. Then, two examples are made where the thermodynamic properties are explicitly derived in the context of two NLED, Born-Infelds and a quadratic approximation. The choice of the first one is due to the vast appearance in literature and, the second one, because it is a first order approximation of a large class of NLED. Ultimately, both are chosen because of their simplicity. Finally, the results are compared to EM and interpreted, suggesting possible tests to verify the internal consistency of NLED and motivating further developement into the formalism s quantum case

O problema do caixeiro alugador com coleta de bonus: um estudo algoritmico

This paper introduces a new variant of the Traveling Car Renter Problem, named Prizecollecting Traveling Car Renter Problem. In this problem, a set of vertices, each associated with a bonus, and a set of vehicles are given. The objective is to determine a cycle that visits some vertices collecting, at least, a pre-defined bonus, and minimizing the cost of the tour that can be traveled with different vehicles. A mathematical formulation is presented and implemented in a solver to produce results for sixty-two instances. The proposed problem is also subject of an experimental study based on the algorithmic application of four metaheuristics representing the best adaptations of the state of the art of the heuristic programming.We also provide new local search operators which exploit the neighborhoods of the problem, construction procedures and adjustments, created specifically for the addressed problem. Comparative computational experiments and performance tests are performed on a sample of 80 instances, aiming to offer a competitive algorithm to the problem. We conclude that memetic algorithms, computational transgenetic and a hybrid evolutive algorithm are competitive in tests performed

An approach using Lagrangian/surrogate relaxation for lot-sizing with transportation costs

Neste trabalho estuda-se um problema de dimensionamento de lotes e distribuição que envolve além de custos de estoques, produção e preparação, custos de transportes para o armazém da empresa. Os custos logísticos estão associados aos contêineres necessários para empacotar os produtos produzidos. A empresa negocia um contrato de longo prazo onde um custo fixo por período é associado ao transporte dos itens, em contrapartida um limite de contêineres é disponibilizado com custo mais baixo que o custo padrão. Caso ocorra um aumento ocasional de demanda, novos contêineres podem ser utilizados, no entanto, seu custo é mais elevado. Um modelo matemático foi proposto na literatura e resolvido utilizando uma heurística Lagrangiana. No presente trabalho a resolução do problema por uma heurística Lagrangiana/surrogate é avaliada. Além disso, é considerada uma extensão do modelo da literatura adicionando restrições de capacidade e permitindo atraso no atendimento a demanda. Testes computacionais mostraram que a heurística Lagrangiana/surrogate é competitiva especialmente quando se têm restrições de capacidade apertada.

História da ciência, interdisciplinaridade e ensino de física: o problema do demônio de Maxwell

Propomos que uma evolução de idéias científicas seja usada como instrumento de aprendizagem de conteúdos específicos e, em particular, para ressaltar como os conteúdos se articulam entre as disciplinas. Como exemplo, apresentamos um estudo sobre a proposta do demônio de Maxwell e discussões sobre sua exorcização, isto é, um estudo sobre a compreensão da natureza de um ser inteligente que atua dentro de um sistema físico e de como seria essa atuação. Estão envolvidos nesse problema fenômenos relacionados com várias teorias - Termodinâmica, Física Molecular, Mecânica Estatística, Teoria da Informação - dentro das disciplinas de Física, Química, Biologia, Computação. Entre diversas questões epistemológicas e conceituais aí contidas, será enfatizada a questão do objeto limitado de uma eoria científica, isto é, da limitação de seu significado aos fenômenos por ela compreendidos. A delimitação dos fenômenos estudados e as teorias e técnicas caracterizam a compreensão que vai realizar sua emergência concreta nos laboratórios. Essa compreensão vai dar também a possibilidade de atuação interdisciplinar.

O expressionismo de Erwartung diante do problema do fetichismo musical

O monodrama Erwartung, de Arnold Schoenberg, foi caracterizado por um lado como síntese do expressionismo e, por outro, como uma composição não definível por meio de categorias formais. Esta convergência entre expressão e negação da forma, apontada por Carl Dahlhaus, é o ponto de partida deste texto, cujo objetivo é sustentar, mais do que uma simples convergência, uma relação determinada entre expressão e negação da forma, ou da convenção. Isto é realizado em três momentos: primeiro, desenvolve-se o conceito adorniano de fetichismo musical; segundo, aborda-se a relação entre a expressão e a convenção à luz do problema do fetichismo musical, o que permite aproximar noções como a negação da convenção, a negação romântica do objetivismo musical em prol da expressão subjetiva e a recusa de materiais fetichizados; em terceiro lugar, aborda-se Erwartung, mostrando como o problema da convenção, do objetivismo e do fetichismo não deixam de aparecer em uma peça que leva às últimas consequências a radicalização da expressão pela negação da convenção.

Sobre o problema da demarcação

Desde sua publicação, não têm faltado ataques ao critério da refutabilidade - a solução proposta por Popper para seu problema da demarcação. A crítica do presente artigo é mais fundamental: seu alvo é o próprio problema da demarcação. Como preliminar, mostra-se haver na obra de Popper não apenas um, mas dois problemas da demarcação, distintos e incompatíveis. Uma análise do antiessencialismo de Popper é o ponto de partida para a demonstração da tese central do artigo, a saber, a tese de que o problema da demarcação deve ser abandonado, por ser parte de uma abordagem cientificista da questão do valor das ciências.