Bearing fault diagnosis by EXIN CCA

EXIN CCA is an extension of the Curvilinear Component Analysis (CCA), which solves for the noninvariant CCA projection and allows representing data drawn under different operating conditions. It can be applied to data visualization, interpretation (as a kind of sensor of the underlying physical phenomenon) and classification for real time industrial applications. Here an example is given for bearing fault diagnostics in an electromechanical device.Peer ReviewedPostprint (published version

Porównanie Japonii i krajów OECD pod względem zasobów związanych z dobrostanem

While evaluating the concept of well-being for sustainability, which is defined as the feeling of having the physical and psychological resources necessary for a good life, it is essential to benefit from different perspectives referring to socio-psychological factors or their possible effects as well as financial and economic data. The aim of this study, which deals with the well-being level in terms of sustainability resources, is to evaluate the OECD countries and examine the differences and similarities in Japan, one of the G8 countries. According to the results of the multidimensional scaling analysis conducted for this purpose, Japan is in the same cluster as Luxembourg, which has the highest positive value, while Germany is one of the countries with the highest rate of divergence from other G8 countries in the difference matrix.Oceniając koncepcję dobrostanu pod kątem zrównoważoności, którą definiuje się jako poczucie posiadania zasobów fizycznych i psychicznych niezbędnych do dobrego życia, istotne jest skorzystanie z różnych perspektyw odnoszących się do czynników społeczno-psychologicznych lub ich możliwych skutków a także danych finansowych i gospodarczych. Przeprowadzona analiza umożliwiła na wskazanie poziomu dobrobytu pod względem zrównoważonych zasobów w krajach OECD, a także określenie różnic i podobieństw pomiędzy tymi państwami a Japonią, jednym z krajów grupy G8. Zgodnie z wynikami analizy skalowania wielowymiarowego Japonia znajduje się w tym samym klastrze co mający najwyższą wartość dodatnią Luksemburg, podczas gdy Niemcy należą do jednego z krajów o najwyższym wskaźniku rozbieżności w stosunku do innych państwo G8 w macierzy różnic

The h-EXIN CCA for Bearing Fault Diagnosis

This paper presents the hierarchical EXIN CCA, which represents a novel and reliable approach to complex pattern recognition problems. The methodology is based on the EXIN CCA, which is an extension of the Curvilinear Component Analysis, for data reduction, and neural networks for data classification. The effectiveness of this condition monitoring scheme is verified in a demanding bearing fault diagnostic scenario

Machine learning methods for quantitative structure-property relationship modeling

Tese de doutoramento, Informática (Bioinformática), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014Due to the high rate of new compounds discovered each day and the morosity/cost of experimental measurements there will always be a significant gap between the number of known chemical compounds and the amount of chemical compounds for which experimental properties are available. This research work is motivated by the fact that the development of new methods for predicting properties and organize huge collections of molecules to reveal certain chemical categories/patterns and select diverse/representative samples for exploratory experiments are becoming essential. This work aims to increase the capability to predict physical, chemical and biological properties, using data mining methods applied to complex non-homogeneous data (chemical structures), for large information repositories. In the first phase of this work, current methodologies in quantitative structure-property modelling were studied. These methodologies attempt to relate a set of selected structure-derived features of a compound to its property using model-based learning. This work focused on solving major issues identified when predicting properties of chemical compounds and on the solutions explored using different molecular representations, feature selection techniques and data mining approaches. In this context, an innovative hybrid approach was proposed in order to improve the prediction power and comprehensibility of QSPR/QSAR problems using Random Forests for feature selection. It is acknowledged that, in general, similar molecules tend to have similar properties; therefore, on the second phase of this work, an instance-based machine learning methodology for predicting properties of compounds using the similarity-based molecular space was developed. However, this type of methodology requires the quantification of structural similarity between molecules, which is often subjective, ambiguous and relies upon comparative judgements, and consequently, there is currently no absolute standard of molecular similarity. In this context, a new similarity method was developed, the non-contiguous atom matching (NAMS), based on the optimal atom alignment using pairwise matching algorithms that take into account both topological profiles and atoms/bonds characteristics. NAMS can then be used for property inference over the molecular metric space using ordinary kriging in order to obtain robust and interpretable predictive results, providing a better understanding of the underlying relationship structure-property.Devido ao crescimento exponencial do número de compostos químicos descobertos diariamente e à morosidade/custo de medições experimentais, existe uma diferença significativa entre o número de compostos químicos conhecidos e a quantidade de compostos para os quais estão disponíveis propriedades experimentais. O desenvolvimento de novos métodos para a previsão de propriedades e organização de grandes coleções de moléculas que permitam revelar certas categorias/padrões químicos e selecionar amostras diversas/representativas para estudos exploratórios estão a tornar-se essenciais. Este trabalho tem como objetivo melhorar a capacidade de prever propriedades físicas, químicas e biológicas, através de métodos de aprendizagem automática aplicados a dados complexos não homogeneos (estruturas químicas), para grandes repositórios de informação. Numa primeira fase deste trabalho, foi feito o estudo de metodologias atualmente aplicadas para a modelação quantitativa entre estruturapropriedades. Estas metodologias tentam relacionar um conjunto seleccionado de descritores estruturais de uma molécula com as suas propriedades, utilizando uma abordagem baseada em modelos. Este trabalho centrou-se em solucionar as principais dificuldades identificadas na previsão de propriedades de compostos químicos e nas soluções exploradas utilizando diferentes representações moleculares, técnicas de seleção de descritores e abordagens de aprendizagem automática. Neste contexto, foi proposta uma abordagem híbrida inovadora para melhorar o capacidade de previsão e compreensão de problemas QSPR/QSAR utilizando o algoritmo "Random Forests" (Florestas Aleatórias) para seleção de descritores. É reconhecido que, em geral, moléculas semelhantes tendem a ter propriedades semelhantes; assim, numa segunda fase deste trabalho foi desenvolvida uma metodologia de aprendizagem automática baseada em instâncias para a previsão de propriedades de compostos químicos utilizando o espaço métrico construído a partir da semelhança estrutural entre moléculas. No entanto, este tipo de metodologia requer a quantificação de semelhança estrutural entre moléculas, o que é muitas vezes uma tarefa subjetiva, ambígua e dependente de julgamentos comparativos e, consequentemente, não existe atualmente nenhum padrão absoluto para definir semelhança molecular. Neste âmbito, foi desenvolvido um novo método de semelhança molecular, o “Non-Contiguous Atom Matching Structural Similarity” (NAMS), que se baseia no alinhamento de átomos utilizando algoritmos de emparelhamento que têm em conta os perfis topológicos das ligações e as características dos átomos e ligações. O espaço métrico molecular construído utilizando o NAMS pode ser aplicado à inferência de propriedades usando uma técnica de interpolação espacial, a "krigagem", que tem em conta a relação espacial entre as instâncias, com o objetivo de se obter uma previsão consistente e interpretável, proporcionando uma melhor compreensão da relação entre estrutura-propriedades.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT