Controle inteligente de sistemas eletroidráulicos utilizando redes neurais artificiais

This work describes the development of a nonlinear control strategy for an electro-hydraulic actuated system. The system to be controlled is represented by a third order ordinary differential equation subject to a dead-zone input. The control strategy is based on a nonlinear control scheme, combined with an artificial intelligence algorithm, namely, the method of feedback linearization and an artificial neural network. It is shown that, when such a hard nonlinearity and modeling inaccuracies are considered, the nonlinear technique alone is not enough to ensure a good performance of the controller. Therefore, a compensation strategy based on artificial neural networks, which have been notoriously used in systems that require the simulation of the process of human inference, is used. The multilayer perceptron network and the radial basis functions network as well are adopted and mathematically implemented within the control law. On this basis, the compensation ability considering both networks is compared. Furthermore, the application of new intelligent control strategies for nonlinear and uncertain mechanical systems are proposed, showing that the combination of a nonlinear control methodology and artificial neural networks improves the overall control system performance. Numerical results are presented to demonstrate the efficacy of the proposed control system

Desenvolvimento de perfis aerodinâmicos a partir de suas características utilizando redes neurais artificiais

One of the current major concerns in engineering is the development of aircrafts that have low power consumption and high performance. So, airfoils that have a high value of Lift Coefficient and a low value for the Drag Coefficient, generating a High-Efficiency airfoil are studied and designed. When the value of the Efficiency increases, the aircraft s fuel consumption decreases, thus improving its performance. Therefore, this work aims to develop a tool for designing of airfoils from desired characteristics, as Lift and Drag coefficients and the maximum Efficiency, using an algorithm based on an Artificial Neural Network (ANN). For this, it was initially collected an aerodynamic characteristics database, with a total of 300 airfoils, from the software XFoil. Then, through the software MATLAB, several network architectures were trained, between modular and hierarchical, using the Back-propagation algorithm and the Momentum rule. For data analysis, was used the technique of cross- validation, evaluating the network that has the lowest value of Root Mean Square (RMS). In this case, the best result was obtained for a hierarchical architecture with two modules and one layer of hidden neurons. The airfoils developed for that network, in the regions of lower RMS, were compared with the same airfoils imported into the software XFoil

Tensão superficial dinâmica e ângulo de contato de soluções aquosas com surfatantes em superfícies artificiais e naturais

O trabalho objetivou avaliar o efeito de surfatantes em soluções aquosas sobre a tensão superficial dinâmica e ângulo de contato das gotas em diferentes superfícies: artificiais (lâmina de vidro e de óxido de alumínio) e naturais (superfícies adaxiais de folhas de Euphorbia heterophylla, Ipomoea grandifolia e Brachiaria plantaginea). Seis formulações de surfatantes (Antideriva®; Uno®; Pronto 3®; Li-700®; Supersil® e Silwet L-77®), respectivamente nas doses recomendadas do produto comercial (0,050; 0,025; 0,100; 0,250; 0,100 e 0,100 % v v-1) e o dobro delas, foram avaliadas em soluções aquosas. A tensão superficial dinâmica e o ângulo de contato formado sobre as superfícies naturais foram medidos por tensiômetro. Os ângulos de contato formados pelas gotas nas superfícies artificiais foram obtidos por análise de imagens capturadas por uma câmera digital. Os surfatantes influenciam nas propriedades físico-químicas de soluções aquosas. As soluções contendo os surfatantes Silwet L-77® e Supersil®; nas doses de 0,100 e 0,200% v v-1; proporcionaram maiores reduções na tensão superficial dinâmica e menores ângulos de contato das gotas sobre as superfícies artificiais e naturais. Os surfatantes organossiliconados em solução aquosa foram mais eficientes na redução da tensão superficial e proporcionaram maior molhamento de superfícies natural e artificial. em alvos naturais, essas propriedades obtidas com organossiliconados são dependentes das características de superfície das espécies vegetais.

Estudo da estabilidade térmica de adoçantes naturais e artificiais

Sweeteners provide a pleasant sensation of sweetness that helps the sensory quality of the human diet, can be divided into natural sweeteners such as fructose, galactose, glucose, lactose and sucrose, and articial sweeteners such as aspartame, cyclamate and saccharin. This work aimed to study the thermal stability of natural and artificial sweeteners in atmospheres of nitrogen and syntetic air using thermogravimetry (TG), derivative thermogravimetry (DTG), Differential Thermal Analysis (DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). Among the natural sweeteners analyzed showed higher thermal stability for the lactose and sucrose, which showed initial decomposition temperatures near 220 ° C, taking advantage of the lactose has a higher melting point (213 ° C) compared to sucrose (191 ° C). The lower thermal stability was observed for fructose, it has the lowest melting point (122 °C) and the lower initial decomposition temperature (170 °C). Of the artificial sweeteners studied showed higher thermal stability for sodium saccharin, which had the highest melting point (364 ° C) as well as the largest initial decomposition temperature (466 ° C under nitrogen and 435 ° C in air). The lower thermal stability was observed for aspartame, which showed lower initial decomposition temperature (158 ° C under nitrogen and 170 ° C under air). For commercial sweeteners showed higher thermal stability for the sweeteners L and C, which showed initial temperature of thermal decomposition near 220 ° C and melting points near 215 ° C. The lower thermal stability was observed for the sweetener P, which showed initial decomposition temperature at 160 ° C and melting point of 130 °C. Sweeteners B, D, E, I, J, N and O had low thermal stability, with the initial temperature of decomposition starts near 160 °C, probably due to the presence of aspartame, even if they have as the main constituent of the lactose, wich is the most stable of natural sweeteners. According to the results we could also realize that all commercial sweeteners are in its composition by at least a natural sweeteners and are always found in large proportions, and lactose is the main constituent of 60% of the total recorded

Desenvolvimento de metodologia capaz de detectar e quantificar misturas de corantes em sucos artificiais em pó

Foi desenvolvido um método para detectar e quantificar misturas de corantes em sucos artificiais em pó fabricados no Brasil, de diferentes marcas e sabores. Foram estudados 6 corantes artificiais: amarelo tartrazina, amarelo crepúsculo, vermelho ponceau 4R, vermelho bordeaux S, vermelho 40 e azul brilhante presentes de forma unitária ou em misturas nos sucos com sabores laranja, tangerina, maracujá, abacaxi, limão e uva. A identificação dos corantes nas amostras foi feita através da comparação com os espectros dos padrões, utilizando-se a análise por infravermelho médio e pelos respectivos valores de absorção máxima nos comprimentos de onda relativos aos padrões e valores de referência na literatura. Também foram estudados os perfis de decomposição térmica por termogravimetria, termogravimetria derivada e calorimetria diferencial exploratória dos corantes e dos sucos em pó, sendo determinados os teores de umidade, de matéria orgânica e de cinzas. O teor de umidade encontrado não ultrapassou 4% para todas as amostras de suco analisadas. Com relação ao teor de matéria orgânica obteve-se para 57% dos sucos analisados um teor médio de 51,3% e para 43% das outras amostras obteve-se uma média de 67,2 %. Os resultados obtidos para o teor de cinzas indicaram que 29% das amostras apresentaram um teor de 26,7% para esse parâmetro enquanto 71% das amostras apresentaram um teor de cinzas de 46,4%. Os resultados obtidos por análise térmica mostraram-se adequados considerando-se que para obter os resultados pelo método tradicional há um investimento maior de tempo, de pessoal envolvido e de material, além da proteção ao meio ambiente. Para a análise por espectroscopia de absorção molecular foi proposta uma equação simplificada para a determinação de cada corante na mistura utilizando-se a lei de Beer. Para validação, empregou-se a espectroscopia de absorção molecular no visível, onde foi investigada a influência dos interferentes (TiO2 e açúcar) presentes nas amostras de sucos, os testes de fotodegradação e a avaliação do efeito do pH. Para quantificação tomou-se como referência 512 amostras sintéticas contendo um e dois corantes (1,5625 a 25,000 mg L-1) para obtenção das curvas analíticas que foram aplicadas à análise dos sucos em pó. Os resultados indicaram que o teor máximo do amarelo crepúsculo foi encontrado nos sucos com os sabores laranja, tangerina e manga que correspondeu a 25,6% da ingestão diária aceitável (para ser ultrapassada corresponderia a ingestão de 4 copos). O teor máximo encontrado para o amarelo tartrazina nos sucos foi para o sabor maracujá que correspondeu a 8,5% da ingestão diária aceitável, (para ser alcançado corresponderia a ingestão de 12 copos). O método proposto foi testado e validado com sucesso para amostras de sucos em pó sendo de simples execução e de rapidez na obtenção dos resultados

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.

Resistência de união entre dentes artificiais e resinas acrílicas para base protética

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Predação de ninhos artificiais em uma ilha na Mata Atlântica: testando o local e o tipo de ovo

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

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.

Efeito da concentração espermática e do número de inseminações artificiais sobre a fertilidade de éguas inseminadas com sêmen fresco diluído

Sessenta e duas fêmeas eqüinas (tipo militar) foram distribuídas, ao acaso, em dois grupos experimentais para estudar o efeito da concentração espermática (200× 10(6) e 400× 10(6) de espermatozóides progressivamente móveis/dose inseminante) e do número de inseminações/ciclo (duas, três e quatro ou mais inseminações) sobre a fertilidade. As éguas foram rufiadas e inseminadas às segundas, quartas e sextas-feiras, a partir de um folículo de 3,0 a 3,5cm de diâmetro, com sêmen de apenas um garanhão com fertilidade comprovada, diluído para um volume inseminante de 10ml com diluidor de mínima contaminação. As taxas de concepção ao primeiro ciclo para as concentrações de 200 e 400 milhões foram de 66,7% (20/30) e 65,5% (19/29), e as taxas de concepção/ciclo, após quatro ciclos, de 52,0% (26/50) e 57,8% (26/45), respectivamente (P>0,05). As taxas de concepção ao primeiro ciclo para os grupos com duas, três e quatro ou mais inseminações/ciclo foram, respectivamente, 72,0% (18/25), 65,2% (15/23) e 54,6% (6/11), sem que se observassem diferenças entre elas (P>0,05). Após quatro ciclos, as taxas de concepção foram de 59,0% (23/39), 52,5% (21/40) e 50,0% (8/16), respectivamente, na mesma ordem de citação (P>0,05). Com base nos resultados, recomendam-se inseminações às segundas, quartas e sextas-feiras, utilizando-se a concentração de 200×10(6) SPTZ/dose inseminante, sem que haja perda da fertilidade, independente do número de inseminações/ciclo.

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

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

Sobrevivência de operárias de Atta sexdens rubropilosa Forel (Hymenoptera: Formicidae) isoladas do formigueiro e alimentadas com dietas artificiais

Avaliou-se dietas artificiais, para operárias médias de Atta sexdens rubropilosa Forel isoladas de formigueiros de laboratório e de campo. Os bioensaios foram realizados com 6 formigas/placa de Petri, sendo 10 placas/tratamento, em câmara ambiental a 24 ± 1 °C e UR > 70%. Não houve diferença na sobrevivência entre as operárias de laboratório e de campo, quando tratadas com dieta artificial líquida. Ao se comparar as dietas artificiais líquida e sólida, pode-se constatar que não houve diferença na sobreviência das operárias de laboratório tratadas com as diferentes dietas. A dieta artificial sólida com troca a cada 48 h, até 25 dias, representa uma alternativa para se trabalhar com operárias médias de A. sexdens rubropilosa, isoladas do formigueiro, em bioensaios de laboratório.

Acidez total titulável, pH e tempo de redução do azul de metileno no fluido ruminal de caprinos mantidos em pastagens artificiais, exclusiva de gramíneas, ou em caatinga

O objetivo deste trabalho foi o de determinar a concentração hidrogeniônica (pH), acidez total titulável e tempo de redução do azul de metileno no fluido ruminal de caprinos com ou sem raça definida, mantidos em pastagens artificiais, exclusivas de gramíneas, ou em caatinga, durante as épocas chuvosa e seca do ano. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, sendo analisado em esquema fatorial 2³ (animais com e sem raça definida, pastagens artificiais e em caatinga, épocas chuvosa e seca do ano). O tipo de pastagem influenciou significativamente (p < 0,05) os valores encontrados para acidez total titulável. em relação ao pH, o tipo de pastagem e época do ano foram significativamente (p < 0,05) os fatores mais incisivos. A atividade microbiana, avaliada através dos parâmetros estudados, foi mais intensa na época das águas e na caatinga em relação à da seca e pastagens artificiais, respectivamente. Na avaliação dos resultados desses testes, deve-se sempre levar em consideração principalmente a época do ano e o tipo de pastagem, sem, no entanto, desprezar o fator raça.

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.

Efeito do número de inseminações artificiais por ciclo sobre a fertilidade de éguas inseminadas com sêmen eqüino diluído, resfriado a 20ºC e transportado

Cento e vinte ciclos estrais de cento e cinco fêmeas eqüinas da raça Mangalarga Marchador foram analisados com o objetivo de estudar o efeito do número de inseminações artificiais por ciclo sobre a fertilidade de éguas inseminadas com sêmen resfriado. Os ciclos foram acompanhados por palpação retal e rufiação, e as inseminações realizadas a cada 48 horas, a partir de um folículo de 30-35 mm de diâmetro até a ovulação, com sêmen diluído, resfriado a 20ºC e transportado. As éguas foram aleatoriamente distribuídas nos seguintes grupos: T1 - uma IA/ciclo, T2 - duas IA/ciclo e T3 - três ou mais IA/ciclo. As taxas de concepção ao primeiro ciclo foram, respectivamente, para T1, T2 e T3, de 47,83% (11/23), 70,00% (21/30) e 45,16% (14/31) e, após cinco ciclos, de 51,43% (18/35), 48,89% (22/45), e 47,50% (19/40) (P>0,05). O número de IA/ciclo não teve efeito sobre a fertilidade das éguas.