| Parametrização Cruzada de Modelos Geométricos 3D em Movimento |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
02/10/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Andre Luis Vieira Medalha
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| Banca |
- Afonso Paiva Neto
- Edson Takashi Matsubara
- Paulo Aristarco Pagliosa
- Renato Porfirio Ishii
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| Resumo |
O objetivo geral deste projeto de mestrado é apresentar uma técnica de parametrização cruzada entre modelos geométricos 3D em movimento. Um modelo geométrico de um objeto em movimento é definido por um conjunto de malhas de triângulos, onde cada malha representa uma pose da superfície do objeto em dado instante de tempo. A técnica proposta toma como entrada dois conjuntos de poses, um conjunto fonte e outro alvo. O primeiro passo desta técnica é a determinação da correspondência inicial de cada pose, ação esta que conta com auxílio de um algoritmo de detecção de pontos característicos e um ambiente de teste interativo. Com esse conjunto de correspondência inicial, torna-se possível realizar a parametrização cruzada entre as diversas poses da fonte e do alvo enquanto os respectivos modelos geométricos se movem, permitindo assim aplicações como morphing dinâmico. |
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| Problema do Fluxo Máximo em Redes Utilizando OpenMP e CUDA |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
02/10/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Carlos Henrique Aguena Higa
- Fabio Henrique Viduani Martinez
- José Coelho de Pina Junior
- Marco Aurelio Stefanes
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| Resumo |
O problema do fluxo máximo em redes é um problema fundamental de teoria dos grafos, com muitas aplicações importantes. Os algoritmos para o fluxo máximo baseados no método push-relabel são conhecidos por serem mais efi-
cientes assintoticamente e terem menor tempo de execução na prática. Vários algoritmos paralelos foram propostos, mas poucos deles tiveram tempos de execução menores do que a implementação hipr de Goldberg, baseada em push-relabel. O objetivo geral desta dissertação é discutir as soluções sequenciais e paralelas para o problema do fluxo máximo em redes. Uma contribuição relevante é que propomos um novo algoritmo paralelo híbrido OpenMP-CUDA que explora a paralelização das heurísticas rotulação global e rotulação gap, além de utilizar o processamento em CPU e GPU adaptativamente para maximizar a eficiência de execução. Os resultados dos testes realizados mostram que esse algoritmo é até 5 vezes mais rápido do que a implementação hipr.
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| Visualização de Projeções Multidimensionais em Dispositivos Móveis |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
01/10/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Afonso Paiva Neto
- Edson Takashi Matsubara
- Paulo Aristarco Pagliosa
- Renato Porfirio Ishii
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| Resumo |
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| Determinação de regiões genômicas específicas para seleção de oligonucleotídeos iniciadores usando famílias de proteínas e sequências características |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
30/09/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
- Nalvo Franco de Almeida Junior
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Flábio Ribeiro de Araújo
- Luciana Montera Cheung
- Nalvo Franco de Almeida Junior
- Said Sadique Adi
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| Resumo |
Com o sequenciamento mais frequente de genomas, várias técnicas de comparação têm sido propostas, com inúmeras aplicações. Este trabalho propõe uma técnica
computacional baseada em sequências características e na construção de famílias de proteínas para determinar trechos de um genoma que contenham candidatos a oligonucleotídeos iniciadores específicos desse genoma, quando comparado com outros. Os trechos determinados pela metodologia proposta podem ser usados como entrada para ferramentas que encontram oligonucleotídeos iniciadores específicos. Testes revelaram que a metodologia se mostrou muito efetiva para genomas de espécies diferentes.
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| Alinhamento de Várias Sequências Utilizando Arquiteturas Paralelas Híbridas |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
30/09/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Valter de Oliveira Ferlete
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| Banca |
- Luiz Carlos da Silva Rozante
- Marco Aurelio Stefanes
- Nahri Balesdent Moreano
- Renato Porfirio Ishii
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| Resumo |
A comparação de sequências biológicas é uma das principais ferramentas da bioinformática, para auxiliar os biólogos a realizar análise de dados com objetivo de determinar a função ou estrutura das sequências biológicas e inferir informações sobre sua evolução em organismos que estejam em estudo. A resolução deste problema, contudo, envolve grandes dificuldades computacionais e biológicas, levando ao surgimento de diversas aproximações e heurísticas para sua resolução. O objetivo deste trabalho é escrever um algoritmo paralelo em CUDA e MPI, para realizar o alinhamento global de várias sequências biológicas, especificamente de DNA e proteínas, utilizando heurísticas que possam fornecer uma certa qualidade em um tempo razoável. Foi realizado um comparativo dos resultados obtidos, com os dados que as melhores ferramentas da atualidade apresentam. |
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| Influência de Regiões Anômalas em Genomas de Referência Utilizados para Montagem Guiada |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
29/09/2015 |
| Área |
TEORIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Flábio Ribeiro de Araújo
- Luciana Montera Cheung
- Nalvo Franco de Almeida Junior
- Said Sadique Adi
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| Resumo |
Cepas do complexo Mycobaterium bovis foram analisadas segundo uma estratégia desenvolvida nesse projeto, a qual analisa o quanto características biológicas, como por exemplo, transferência horizontal de genes, regiões de alta frequência CG e regiões variáveis ou repetitivas, influenciam no resultado de um mapeamento de reads. Este trabalho investiga a existência de regiões que potencialmente representam tais características, chamadas regiões anômalas, e sua influência nos resultados deste mapeamento objetivando estabelecer uma relação entre elas e regiões n˜ao mapeadas. O agente M. bovis analisado ´e o causador da tuberculose em bovinos e outros mamíferos, incluindo os seres humanos e ´e uma doença de relevância econômica no contexto da pecuária, já que afeta diretamente a produtividade dos animais. Os resultados mostraram forte rela¸c˜ao entre regiões não mapeadas, ou pouco mapeadas pelos reads e a potencialidade destas serem regiões anômalas, segundo análise feita por uma ferramenta existente para esta finalidade. |
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| O Problema do Particionamento de Similaridade Máxima |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
29/09/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Carlos Henrique Aguena Higa
- Cleber Valgas Gomes Mira
- Luciana Montera Cheung
- Said Sadique Adi
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| Resumo |
Neste trabalho, nós propomos um novo problema de otimização combinatória envolvendo sequências de caracteres chamado Problema do Particionamento de Similaridade Máxima. Apresentamos também uma prova de que esse problema é NP-difícil no sentido forte, o que significa ca que não existe um algoritmo polinomial e nem pseudo-polinomial que o resolve, a menos que P = NP. Além disso, desenvolvemos e testamos duas heurísticas baseadas na estratégia gulosa que encontram soluções para o Problema do Particionamento de Similaridade Máxima em tempo polinomial. Este trabalho também traz uma aplicação do problema em questão através da modelagem de um problema
importante da Biologia Computacional chamado problema da reconstrução e quanti cação de transcriptoma, modelagem essa pioneira na abordagem desse problema como um problema de otimização combinatória envolvendo sequências. |
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| Implementação de um nó sorvedouro de uma RSSF aplicada à pecuária |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
29/09/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- André Luiz Diniz da Silva
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| Banca |
- Hana Karina Salles Rubinsztejn
- Irineu Sotoma
- Luciano Gonda
- Pedro Paulo Pires
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| Resumo |
O uso de Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) para monitoramento de dados ambientais e fisiológicos ´e cada vez mais comum na área de pecuária. Além do ambiente hostil, um dos problemas enfrentados é a transmissão dos dados do campo para servidores localizados em escritórios. Este trabalho trata do desenvolvimento de um nó sorvedouro para a coleta de dados de um sistema de monitoramento para pecuária. Estes dados serão coletados por meio dos nós sensores e enviados para o nó sorvedouro, e então ser˜ao transmitidos para um servidor de dados. Estes dados ficarão disponíveis para utilização em estudos de comportamento animal e influência do ambiente na vida animal. Este projeto foi desenvolvido utilizando o protocolo ZigBee e micro-computadores de baixo consumo como o Raspberry Pi.
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| Reconhecimento polinomial de álgebras cluster de tipo finito |
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| Curso |
Doutorado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Tese |
| Data |
09/09/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Diane Castonguay
- Humberto Josè Longo
- Marcelo Henriques de Carvalho
- Mitre Costa Dourado
- Raff Schiffler
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| Resumo |
As álgebras cluster formam uma classe de álgebras comutativas introduzida no início do milênio por Fomin e Zelevinsky. Elas são definidas de forma construtiva a partir de um conjunto de variáveis geradoras (variáveis cluster) agrupadas em subconjuntos sobrepostos (clusters) de cardinalidade fixa. Desde a sua criação, a teoria das álgebras cluster encontrou aplicações em diversas áreas da matemática e afins. Nesta tese, estudamos, com foco computacional, o reconhecimento das álgebras cluster de tipo finito. Em 2006, Barot, Geiss e Zelevinsky mostraram que uma álgebra cluster é de tipo finito se o grafo associado é ciclicamente orientado, isto é, todos os ciclos sem corda do grafo são ciclicamente orientados, e se a matriz antissimetrizável associada possui uma companheira quase-Cartan positiva. Em um primeiro momento, estudamos os dois tópicos de forma independente. Em relação à primeira parte do critério, elaboramos um algoritmo que lista todos os ciclos sem corda (polinomial no tamanho destes ciclos) e outro que verifica se um grafo é ciclicamente orientado e, em caso positivo, lista todos os seus ciclos sem corda (polinomial na quantidade de vértices). Relacionado à segunda parte do critério, desenvolvemos alguns resultados teóricos e elaboramos um algoritmo polinomial que verifica se uma matriz companheira quase-Cartan é positiva. Este último algoritmo é utilizado para provar que o problema de decidir se uma matriz antissimetrizável tem uma companheira quase-Cartan positiva para grafos gerais está na classe NP. Conjecturamos que este problema pertence à classe NP-completa. Mostramos que o mesmo pertence à classe de problemas polinomiais para grafos ciclicamente orientados e, por fim, mostramos que decidir se uma álgebra cluster é de tipo finito também pertence a esta classe. |
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| Pipelines automatizados para genômica e transcritômica |
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| Curso |
Doutorado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Tese |
| Data |
29/07/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
- Nalvo Franco de Almeida Junior
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Edson Norberto Caceres
- Flábio Ribeiro de Araújo
- Marcelo de Macedo Brígido
- Maria Emilia Machado Telles Walter
- Nalvo Franco de Almeida Junior
- Tainá Raiol Alencar
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| Resumo |
Avanços das tecnologias de genômica e transcritômica resultaram no aumento expressivo do volume de sequências geradas, tornando indispensável o uso de técnicas e ferramentas computacionais para analisar os dados e produzir uma melhor caracterização e compreensão dos organismos estudados. Entretanto, o grande número de programas disponíveis e a variedade de formatos de dados produzidos di cultam a escolha do conjunto de softwares apropriados para cada análise. Este trabalho apresenta pipelines automatizados para análises genômicas e transcritômicas. O primeiro objetiva a construção de contigs de bactérias, a partir de reads paired-end, a serem posteriormente anotados e analisados por um conjunto de programas que investigam diferentes aspectos do genoma. Esse pipeline foi utilizado para um conjunto de cepas de interesse da bactéria Mycobacterium bovis. Os resultados gerados propiciaram relevantes avanços no grande objetivo do projeto de genômica de M. bovis, que é a erradicação da Tuberculose Bovina, doença causada por essa bactéria, incluindo a determinação de um método mais e ciente para o diagnóstico da doença. O segundo pipeline visa determinar genes diferencialmente expressos entre diferentes amostras que possuem replicatas, tendo como estudos de caso três projetos de transcritoma, dois envolvendo linfócitos T humanos e um envolvendo células de camundongo sob efeito de infecção causada por fungo. Ambos os pipelines foram desenvolvidos com o objetivo de minimizar a participação do usuário nos passos intermediários e também minimizar a exigência de experiência no uso dos pacotes eprogramas utilizados. |
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| Um Arcabouço Computacional de Apoio à Criação de Linhas de Processos de Negócio |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
08/06/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
- Maria Istela Cagnin Machado
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Marcelo Figueiredo Terenciani
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| Banca |
- Debora Maria Barroso Paiva
- Maria Istela Cagnin Machado
- Rosana Terezinha Vaccare Braga
- Valter Vieira de Camargo
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| Resumo |
A competividade faz com que as organizações busquem alternativas para evoluir o seu negócio, como é o caso do Business Process Management (BPM). Para isso, é necessário inicialmente modelar os processos de negócio da organização, porém essa atividade é onerosa. Para resolver esse problema, técnicas de reutilização como Linhas de Processos de Negócio (LPN), originadas a partir de conceitos de Linha de Produto de Software (LPS), têm
sido utilizadas para viabilizar o reúso eficiente de modelos de processos de negócios. Como observado em LPS, o uso de ferramentas computacionais também é importante no contexto de LPN, para facilitar a criação, instanciação e evolução de LPNs, devido principalmente à complexidade e ao dinamismo dos negócios. Sob a perspectiva de criação de LPN, que é de interesse deste trabalho, é importante o apoio computacional na elaboração dos modelos de processos de negócio; na criação do modelo de variabilidades; na confecção do template de modelo de processos de negócio (TMPN); bem como na obtenção do mapeamento entre o modelo de variabilidades e o TMPN. Neste sentido, foi selecionado um conjunto de notações adequadas para representar cada artefato que compõe uma LPN, como a notação Business Process Model and Notation (BPMN) e o modelo de features. Como não há consenso de notação para a representação do TMPN, é proposta neste trabalho a notação BPMN*, que é uma extensão da notação BPMN para representar variabilidades em modelos de processos de negócio. Essa notação é avaliada por meio de um estudo empírico no qual observou-se ser mais indicada quando comparada a notação variant-rich BPMN (vrBPMN), pois a notação proposta possibilita a elaboração de TMPN com menos erros, e o tempo de elaboração mantem-se praticamente o mesmo. Além disso, neste trabalho é desenvolvido um plug-in para Eclipse que apoia a criação e a documentação de LPNs de acordo com a abordagem de Gestão de Linha de Processos de Negócio (GLPN), levando em consideração as notações selecionadas. O BPL-Framework é avaliado com base em requisitos de avaliação, definidos a partir das subcaracterísticas acurácia, facilidade de aprendizado, facilidade de uso, atratividade, portabilidade, adaptabilidade e instalabilidade da norma ISO/IEC 25010. Os resultados da avaliação indicam que o BPL-Framework atende aos requisitos avaliados e fornece os artefatos da LPNs com a acurácia desejada. |
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| Sobre convexidade em prismas complementares |
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| Curso |
Doutorado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Tese |
| Data |
10/04/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Carla Silva Oliveira
- Erika Morais Martins Coelho
- Hebert Coelho da Silva
- Horácio Hideki Yanasse
- Jayme Luiz Szwarcifiter
- Rommel Melgaço Barbosa
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| Resumo |
Neste trabalho, apresentamos alguns resultados relacionados, principalmente às propriedades algorítmicas e de complexidade de um produto de grafos chamado prisma complementar. Respondendo algumas questões deixadas em aberto por Haynes, Slater e vander Merwe, mostramos o problema de clique, conjunto independente e conjunto com kdominantes é NP-Completo para prismas complementares em geral. Além disso, mostramos resultados de NP-completude em relação ao cálculo de alguns parâmetros da convexidade P3 para o prisma complementar de grafos em geral, como o número P3, número envoltório P3 e número de Carathéodory. Mostramos que o cálculo do número P3 é NPcompleto para o prisma complementar de grafos em geral. Já para o número envoltório P3, mostramos que o mesmo pode ser calculado de forma eficiente em tempo polinomial. Para o número de Carathéodory, mostramos que é NP-completo para os prismas complementares de grafos bipartidos, mas que para árvores, este pode ser calculado em tempo polinomial e ainda, para classe dos cografos, o cálculo do número de Carathéodory do prisma complementar desses é 3. Encontramos também, uma relação entre a cardinalidade de um conjunto de Carathéodory de um grafo qualquer e um conjunto de Carathéodory do seu prisma complementar. Por fim, estabelecemos um limite superior do cálculo dos parâmetros: número geodésico, número envoltório e número de Carathéodory para operações prisma complementar de grafos caminho, ciclos e completos considerando as convexidades P3 e geodésica. |
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| Identificação de Espécies de Peixe Utilizando Histogramas de Palavras Visuais em Imagens Coloridas |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
26/03/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Edson Takashi Matsubara
- Hemerson Pistori
- José Sabino
- Wesley Nunes Goncalves
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| Resumo |
Neste trabalho é apresentada uma aplicação voltada para dispositivos móveis cujo objetivo é classificar espécies de peixes por meio de técnicas de Visão Computacional e Inteligência Artificial utilizando imagens. A aplicação foi desenvolvida para smartphones Android e conta com o auxílio da biblioteca de Visão Computacional OpenCV tanto na fase de classificação quanto de treinamento. As técnicas empregadas na descrição das imagens são baseadas em Histogramas de Palavras Visuais aplicados em imagens coloridas. São elas: Histograma de Palavras Visuais (Bag of Visual Words - BoVW), Histograma de Atributos e Cores (Bag of Features and Colors), Histograma de Cores de Wengert (Bag of Colors - BoC), Histograma de Palavras Coloridas (Bag of Colored Words - BoCW) e Histogramas de Cores nos espaços de cores RGB e HSV. Para a classificação das espécies, foram utilizados três tipos de classificadores: Máquina de Vetores de Suporte (Support Vector Machine - SVM), Árvore de Decisão e os K vizinhos mais próximos (K-NN). Nos experimentos foram variados os parâmetros de todos os classificadores a fim de encontrar os melhores resultados para a classificação. Para comparar o desempenho das técnicas de extração de atributos, assim como dos classificadores, foi utilizada a métrica Medida-F
(F-Score) como métrica principal e Área Sobre a Curva (AUC) como métrica auxiliar. A técnica com melhor resultado foi a BoC, baseada somente em informações de cores, obteve Medida-F igual a 0:9 e AUC 0:98 utilizando o classificador SVM. |
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| Identificação de Viabilidade de Leveduras utilizando Histogramas de Palavras Visuais em Imagens Coloridas |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
11/02/2015 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Hemerson Pistori
- Marney Pascoli Cereda
- Valguima Victoria Viana Aguiar Odakura
- Wesley Nunes Goncalves
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| Resumo |
Neste trabalho é apresentado um sistema para automatizar o processo de identificação de leveduras viáveis que são importantes na produção do etanol. A produção do etanol depende das leveduras viáveis, responsáveis pelo
processo de fermentação do caldo da cana. Esta fermentação transforma o caldo da cana em etanol e gás carbônico. Portanto, manter um controle da população das leveduras viáveis é uma tarefa crucial no processo de produção do etanol, e para isto, são feitas análises para identificar e contar as leveduras. Apesar da importância dessa etapa, a identificação e contagem é feita por visão humana em um microscópio, sendo uma tarefa repetitiva e suscetível a erros.
Neste trabalho, técnicas de visão computacional e aprendizagem supervisionada foram avaliadas para automatizar a identificação destas leveduras. A principal técnica de visão computacional estudada foi o histograma de palavras visuais (Bag-of-Visual-Words), que é aplicado em imagens em tons de cinza. Além desta técnica utilizamos variantes que adicionam a informação de cor, como: CCV (Color Coherence Vectors), CM (Color Moments), BoC (Bagof-Color) e o OpC (Opponent Color). Os atributos extraídos através destes algoritmos e suas variantes, foram utilizados para o teste e treinamento dos classificadores obtidos de técnicas de aprendizagem supervisionada. Entre as técnicas, utilizamos o Naive Bayes, KNN, J48 e SVM que estão disponíveis no ambiente Weka. A avaliação de desempenho, por meio da porcentagem de classificação correta, foi realizada através dos testes de hipótese ANOVA e Friedman.
Foi utilizado o banco de imagens do projeto BioViC1 que foi proposto para a identificação de leveduras. Este banco possui um conjunto de imagens de leveduras capturadas em laboratório através de microscópio. A câmera de Neubauer foi utilizada para auxiliar a contagem das leveduras, de modo que, 6 repetições com 4 quadrantes nas concentrações de Brix 3, 6 e 12 foram 1http://biovic.weebly.com/bancos-de-imagens.htmlix definidas para análise. As imagens obtidas com Brix 03 foram recortadas separando as imagens das leveduras viáveis, inviáveis e também o fundo que corresponde toda região que não possui leveduras viáveis ou inviáveis. O total de imagens obtidas e separadas em três classes (viável, inviável e fundo da imagem) foram 2614, utilizadas para o treinamento e identificação.
Os resultados foram analisados através do software R, que na análise de variância ANOVA apresentou um valor-p igual a 2e16 indicando uma diferença significativa entre as técnicas utilizadas, descartando a hipótese nula. A técnica OpC com o classificador SMO apresentou o maior desempenho, em torno de 95% em relação a outras técnicas analisadas. Na validação do software BioViC a técnica detecção de contornos em conjunto com a técnica SMOOpC apresentaram uma contagem de leveduras que não diferenciou da contagem manual realizada por um especialista.
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| Uma abordagem colaborativa bioinspirada para localização e mapeamento simultâneos de agentes móveis utilizando visão monocular. |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
19/12/2014 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Evandro Luís Souza Falleiros
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| Banca |
- Edson Takashi Matsubara
- Paulo Aristarco Pagliosa
- Renato Porfirio Ishii
- Rodrigo Calvo
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| Resumo |
Aplicações com múltiplos robôs vem sendo discutidas exaustivamente nos últimos anos e são consideradas problemas fundamentais na robótica móvel. Entretanto, o desenvolvimento de aplicações em tempo-real com múltiplos robôs é geralmente uma tarefa difícil, uma vez que existe a necessidade de se construir um ambiente robusto que suporta tal cenário de implementação. Esta dissertação propõe um sistema bio-inspirado, denominado PheroSLAM, que adota uma versão estendida da abordagem Colônia de Formigas para coordenar múltiplos robôs em tarefas de exploração e vigilância de ambientes. No PheroSLAM, cada robô deposita feromônio artificial repulsivo ao seu redor, criando uma trilha repulsiva. Essa trilha deve ser evitada pelos demais robôs, uma vez que denotam áreas que foram recentemente visitadas. Um algoritmo SLAM baseado em visão, denominado MonoSLAM, também é utilizado para prover informações de odometria visual para múltiplos robôs. O MonoSLAM constrói mapas tridimensionais baseados em features, considerando que cada robô deve ser capaz de se localizar no ambiente explorado. O sistema proposto é uma contribuição relevante considerando aplicações para múltiplos robôs, como a construção de mapas ou a exploração e vigilância de ambientes. Evidências empíricas mostraram que o PheroSLAM apresenta boa dispersibilidade, o que promove o aumento da cobertura de ambientes. Os resultados experimentais mostraram que a estratégia de coordenação é eficiente e satisfatória para o cumprimento de tarefas de exploração e vigilância. |
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| Algoritmos Genéticos e o Problema da Montagem de Reads |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
05/11/2014 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Francisco Eloi Soares de Araujo
- Luciana Montera Cheung
- Said Sadique Adi
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| Resumo |
O problema de montagem de reads é um problema da Bioinformática considerado de grande complexidade devido à sua característica combinatória e ao fato de ser um problema dependente das tecnologias de sequenciamento. Reads são fragmentos de DNA e o processo de montagem consiste, idealmente, na obtenção de uma única sequência de DNA a partir deste conjunto de fragmentos. São encontradas na literatura diferentes abordagens para a
realização da montagem. Dentre elas destacam-se aquelas baseadas em grafos de sobreposição e de Bruijn e as estratégias gulosas. Heurísticas estão sendo exploradas, tais como Simulated annealing (arrefecimento simulado), Scartter search (busca tabu) e Algoritmo Genético (GA). Este trabalho apresenta um modelo e uma implementação para o problema de montagem de reads através de um algoritmo genético. Os resultados mostram que este modelo é capaz de realizar a montagem e demonstram como o modelo se comporta mediantes os parâmetros estabelecido para sua execução.
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| Uma 3-aproximação e uma Formulação de PLI para o Problema do Alinhamento Spliced Múltiplo |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
30/10/2014 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Edna Ayako Hoshino
- Luiz Carlos da Silva Rozante
- Said Sadique Adi
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| Resumo |
Com os avanços recentes em áreas específicas da Ciência da Computação como a Biologia Computacional, vários problemas novos envolvendo sequências vêm surgindo, enquanto que problemas tradicionais tornam-se mais difíceis dada a expressiva quantidade de dados gerada nos últimos anos. O interesse aqui é no estudo de um problema específico que envolve sequências denominado Problema do Alinhamento Spliced Múltiplo, estendendo um trabalho anteriormente realizado por Kishi e Adi em cima desse mesmo problema. Enquanto que nesse estudo prévio mostrou-se que o Problema do Alinhamento Spliced Múltiplo é NP-completo e foram propostas heurísticas para o problema, o presente trabalho visa sugerir um algoritmo de aproximação e uma formulação de programação linear inteira para ele, possibilitando confrontar essas novas abordagens com as heurísticas já desenvolvidas para o Problema do Alinhamento Spliced Múltiplo. Para isso, foram executados testes com instâncias artificiais e reais, sendo essas ´ultimas instâncias de um problema tradicional da Bioinformática denominado Problema da Identificaçãao de Genes. |
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| Comparação Sequência-Família em GPU |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
24/10/2014 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Alcides Carneiro de Araújo Neto
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| Banca |
- Marco Aurelio Stefanes
- Nahri Balesdent Moreano
- Wellington Santos Martins
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| Resumo |
Durante as últimas décadas o volume de informações biológicas em algumas bases
de dados cresceu em um ritmo quase exponencial. Ferramentas como o HMMER
podem encontrar sequências biológicas homólogas a uma família de sequências
modelada estatisticamente por um profile HMM utilizando o algoritmo de Viterbi.
Dada a complexidade quadrática desse algoritmo, esse procedimento pode consumir
longos tempos de execução dependendo da quantidade de sequências, do tamanho
do profile HMM e do hardware utilizado. Esse trabalho descreve o desenvolvimento
de uma solução em GPU, de alto desempenho, para o problema de determinar se
uma nova sequência biológica é homóloga a uma família de sequências conhecida. A
solução implementada alcançou desempenho compatível ou superior ao HMMER.
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| Soluções em GPU para o Problema do Alinhamento Spliced |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
10/10/2014 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
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| Banca |
- Alba Cristina Magalhães Alves de Melo
- Nahri Balesdent Moreano
- Said Sadique Adi
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| Resumo |
As GPUs (Graphics Processing Units - Unidades de Processamento Gráfico)têm se mostrado uma boa plataforma de computação paralela devido à sua grande capacidade de processamento, que evolui muito a cada ano, e seu bom custo-benefício. algumas áreas apresentam grande potencial de aplicação da computação paralela, como por exemplo a análise de sequências biológicas, uma importante área da Bioinformática. Devido aos avanços nas técnicas de sequenciamento de DNA, o tamanho das bases de dados biológicos vem crescendo muito nos últimos anos, motivando as pesquisas de soluções de alto desempenho para os problemas da área. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver soluções em GPU para o algoritmo de Gelfand para o problema do alinhamento spliced, e estudar formas de explorar paralelismo na execução do algoritmo nesse dispositivo. |
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| Construção de Caminhos Causais em Redes Definidas por Software |
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| Curso |
Mestrado em Ciência da Computação |
| Tipo |
Dissertação |
| Data |
10/10/2014 |
| Área |
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| Orientador(es) |
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| Coorientador(es) |
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| Orientando(s) |
- Fabricio Barbosa de Carvalho
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| Banca |
- Fabio Moreira Costa
- Hana Karina Salles Rubinsztejn
- Luciano Gonda
- Ronaldo Alves Ferreira
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| Resumo |
As redes corporativas atuais são compostas de diversos equipamentos e aplicações. O
aumento da escala de uma rede corporativa faz com que as interações entre as aplicações
se tornem mais complexas e envolvam diversos elementos de hardware e software, como:
enlaces, switches, roteadores, servidores e sistemas operacionais. Consequentemente,
determinar corretamente quais elementos foram utilizados no processamento de uma
requisição nesse ambiente se torna uma tarefa extremamente desafiadora.
Diferentes técnicas de como determinar os elementos de hardware e software
utilizados no processamento das requisições foram propostas na literatura. Esses
elementos são agrupados em um conjunto denominado caminho causal. As técnicas de
construção de caminhos causais são incorporadas em ferramentas de detecção de
anomalias. Essas ferramentas detectam falhas ou sobrecargas nos elementos dos
caminhos causais. Além disso, essas ferramentas são divididas em dois grandes grupos:
as intrusivas e as não intrusivas. A principal diferença entre os grupos é que nas
intrusivas as aplicações precisam ser modificadas para se inserir informações de controle,
enquanto nas não intrusivas não há essa necessidade. O objetivo comum, entretanto, é
mapear o caminho causal de uma requisição.
Todas as ferramentas de construção de caminhos causais e, consequentemente, para
detecção de anomalias até então conhecidas foram concebidas para a arquitetura atual
da Internet. Essa arquitetura tem sido fortemente criticada por ser de difícil alteração e
evolução, sendo inclusive rotulada de ossificada por alguns pesquisadores. O novo
paradigma de Rede Definida por Software (SDN - Software Defined Network) foi
proposto para contornar os problemas da arquitetura atual da Internet. SDN proporciona a dissociação entre o plano de controle e o plano de dados, permitindo que
elementos externos de software exerçam funções do plano de controle e alterem o
comportamento do plano de dados.
Este trabalho propõe S-Trace, uma ferramenta não intrusiva de construção de
caminhos causais que explora aspectos positivos das ferramentas de construção de
caminhos causais e de detecção de anomalias intrusivas e não intrusivas, além da
separação de planos fornecida por SDN. S-Trace intercepta chamadas de função de
bibliotecas para correlacionar os eventos de comunicação
inter-processo (IPC - Inter-Process Communication) utilizados ao processar uma
requisição. Além disso, S-Trace explora a separação de planos de SDN para realizar a
reprodução de tráfego de rede e, assim, aprimorar os caminhos causais construídos.
Os resultados da avaliação mostram que S-Trace constrói caminhos causais
corretamente, capturando o comportamento das aplicações ao processar as requisições.
A avaliação utilizou duas aplicações que abrangem grande parte dos diferentes modelos
de implementação utilizados pelas aplicações distribuídas de rede. Durante a avaliação,
S-Trace foi capaz de construir caminhos causais mesmo na presença de falhas e de
dispositivos NAT que modificam os endereços IP das conexões das requisições, fatores
que dificultam significativamente a construção dos caminhos. |
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