Sequential Monte Carlo methods in Bayesian joint models for longitudinal and time-to-event data

El análisis estadístico de la información generada por el seguimiento médico de una enfermedad es un reto muy importante en el ámbito de la medicina personalizada. A medida que avanza el curso evolutivo de la enfermedad en un paciente, su seguimiento genera cada vez más información que debe ser procesada inmediatamente para revisar y actualizar su pronóstico y tratamiento. Nuestro objetivo en esta tesis se centra en dicho proceso de actualización a través de métodos de inferencia secuencial en modelos conjuntos de datos longitudinales y de supervivencia desde una perspectiva Bayesiana. En concreto, proponemos la utilización de métodos secuenciales de Monte Carlo adaptados a modelos conjuntos con parámetros estáticos (independientes del tiempo) para actualizar la distribución a posteriori de los parámetros, hiperparámetros y efectos aleatorios con la intención de reducir el tiempo de computación en cada actualización del proceso inferencial. Nuestra propuesta es muy general y puede aplicarse de forma muy sencilla a las modelizaciones longitudinales y de supervivencia conjuntas más populares en la literatura científica del tema. Utilizamos dos estudios diferentes para ilustrar nuestra propuesta: (i) un modelo conjunto para datos longitudinales con pérdida de seguimiento informativa simulados a través de un mecanismo novedoso propio y (ii) un modelo conjunto para eventos con riesgo competitivos para un problema real sobre pacientes que reciben ventilación mecánica en unidades de cuidados intensivos.The statistical analysis of the information generated by medical follow-up is a very important challenge in the field of personalised medicine. As the evolutionary course of a patient's disease progresses, its medical follow-up generates more and more information that should be processed immediately in order to review and update its prognosis and treatment. Our objective in this thesis focuses on this update process through sequential inference methods for joint models of longitudinal and time-to-event data from a Bayesian perspective. More specifically, we propose the use of sequential Monte Carlo methods for static parameter joint models in order to update the posterior distribution of the parameters, hyperparameters, and random effects with the intention of reducing computation time in each update of the inferential process. Our proposal is very general and can be easily applied to most popular joint models approaches. We illustrate our research with two different studies: (i) a joint model for longitudinal data with informative dropout simulated through an own novel mechanism, and (ii) a joint model with competing risk events for a real problem about patients receiving mechanical ventilation in intensive care units

Distribuciones previas objetivas para el modelo Dirichlet-multinomial: una aplicación en la agricultura

La chufa, Cyperus sculentus, es un tubérculo que se utiliza principalmente para la elaboración de horchata. Se cultiva en la comarca de l'Horta Nord, en Valencia, y tiene una gran importancia socioeconómica en la zona. La mancha negra en los tubérculos de chufa es una enfermedad de origen desconocido, que produce un ennegrecimiento de la piel que conlleva a su depreciación comercial, pues un cierto porcentaje de tubérculos deben ser desechados para su venta. El objetivo de este trabajo es analizar si la selección de tubérculos sin mancha negra, para su utilización como simiente, supone una mejora en la cosecha en cuanto a una menor incidencia de la enfermedad. Los datos analizados proceden de un experimento en invernadero en el que se utilizaron simientes de chufas asintomáticas y con manchas negras. El análisis estadístico se ha realizado utilizando la metodología Bayesiana. Utilizamos modelos de regresión multinomial, estudiando su sensibilidad a la elección de la distribución previa, en concreto a la elección de los parámetros en una distribución Dirichlet. A la combinación del modelo multinomial con la distribución previa Dirichlet se le conoce como modelo Dirichlet-multinomial. En conclusión, se identifica que la selección de simientes asintomáticas produce menos tubérculos con síntomas de mancha negra. Además, estos resultados son robustos en relación a elección de los parámetros de las distribuciones previas Dirichlet propuestas en la literatura como opciones objetivas o mínimo informativas

Types, equations, dimensions and the Pi theorem

The languages of mathematical physics and modelling are endowed with a rich "grammar of dimensions" that common abstractions of programming languages fail to represent. We propose a dependently typed domain-specific language (embedded in Idris) that captures this grammar. We apply it to explain basic notions of dimensional analysis and Buckingham's Pi theorem. We hope that the language makes mathematical physics more accessible to computer scientists and functional programming more palatable to modelers and physicists.Comment: Submitted for publication in the "Journal of Functional Programming" in August 202

Masa-StarPU : estratégia com múltiplas políticas de escalonamento de tarefas para alinhamento de sequências com pruning

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2020.A comparação de sequências biológicas é uma tarefa importante executada com frequência na análise genética de organismos. Algoritmos que realizam este procedimento utilizando um método exato possuem complexidade quadrática de tempo, demandando alto poder computacional e uso de técnicas de paralelização. Muitas soluções têm sido propostas para tratar este problema utilizam aceleradores como GPUs e FPGAs, porém poucas soluções utilizam apenas CPUs. O MASA é uma ferramenta multiplataforma específica para realizar a comparação de sequências biológicas. Uma de suas maiores virtudes é a otimização block pruning que realiza a poda da matriz de programação dinâmica em tempo de execução acelerando o processamento, porém introduzindo um problema de desbalanceamento de carga. O StarPU é uma ferramenta de programação paralela que possui implementações de diversas políticas de escalonamento dinâmico de tarefas. Neste trabalho, propomos e avaliamos o MASA-StarPU, uma ferramenta que utiliza a estrutura do MASA para realizar a comparação de sequências biológicas e as políticas do StarPU adequadas ao block pruning com o objetivo de eliminar o problema de desbalanceamento de carga. O MASA-StarPU foi testado em dois ambientes, avaliando pares de sequências de DNA cujos tamanhos variam entre 10 KBP (milhares de pares de bases) e 47 MBP (milhões de pares de bases), e as políticas de escalonamento de tarefas foram avaliadas em diferentes casos. Quando comparado com outras soluções da literatura que utilizam apenas CPU, o MASA-StarPU obteve o melhor resultado para todas as comparações. O MASA-StarPU atingiu o máximo de 18,4 GCUPS (bilhões de células atualizadas por segundo).The comparison of biological sequences is an important task performed frequently in the genetic analysis of organisms. Algorithms that perform this procedure using an exact method have quadratic time complexity, demanding high computational power and, consequently parallelization techniques. Many solutions have been proposed to address this problem using accelerators such as GPUs and FPGAs, but few solutions use only CPUs. MASA is a domain-specific platform for performing biological sequence comparison. One of its greatest virtues is the optimization block pruning. Which prunes the dynamic programming matrix at run time introducing load imbalance. StarPU is a generic parallel programming tool that provides several dynamic task scheduling policies. In this work, we propose and evaluate MASA-StarPU, a tool that uses the MASA structure to carry out the comparison of biological sequences and uses the StarPU policies to accelerate the computation. MASA-StarPU was tested in two environments, evaluating pairs of DNA sequences whose sizes vary between 10 KBP (thousands of base pairs) and 47 MBP (millions of pairs of bases), and multiple task scheduling policies were evaluated in different cases. When compared to other solutions in the literature that use only CPU, MASA-StarPU obtained the best result for all comparisons and reached a maximum of 18.4 GCUPS (billions of cells updated by second)

Infomapa da mineração: Cartografias e convergências temáticas

Abstract   The Mining Infomap: cartographies and thematic convergences is an effort to systematize relevant subjects that make up the Brazilian mineral issue. The aim of this material is to popularize some elements that constitute the geography of mining in the country, and to broaden the public debate based on an accessible language that allows an overall view of the dynamics of mineral activity in Brazil. The material is divided into four sections. The first section presents the evolution of mining processes throughout the country in four time periods. The second section shows the distribution of mining dams according to their associated potential damage. The third section shows the distribution of active open-pit mines and the locations of illegal mining. And the fourth section represents the density of conflicts in the countryside involving mining. Keywords: Mining; cartography; Brazil; conflicts.Resumen El Infomapa de la Minería: cartografías y convergencias temáticas es un esfuerzo por sistematizar temas relevantes que componen el tema mineral brasileño. El objetivo de este material es popularizar algunos elementos que constituyen la geografía de la minería en el país y ampliar el debate público a partir de un lenguaje accesible que permita una visión global de la dinámica de la actividad minera en Brasil. El material se divide en cuatro secciones. La primera sección presenta la evolución de los procesos mineros en todo el territorio nacional en cuatro períodos de tiempo. La segunda sección muestra la distribución de las presas mineras según el daño potencial asociado. La tercera sección presenta la distribución de minas a cielo abierto activas y los lugares con minería ilegal. Y la cuarta sección representa la densidad de los conflictos rurales relacionados con la minería. Palabras clave: Minería; cartografía; Brasil; conflictos.O Infomapa da Mineração: Cartografias e convergências temáticas é um esforço de sistematização de temas relevantes que compõem a questão mineral brasileira. O objetivo deste material é popularizar alguns ele­mentos que constituem a geografia da mineração no país e ampliar o debate público a partir de uma linguagem acessível que possibilite uma visão de conjunto sobre as dinâmicas da atividade mineral no Brasil. O material está dividido em quatro seções. A primeira seção apresenta a evolução dos processos minerários em todo território nacional em quatro recortes temporais. A segunda seção mostra a distri­buição das barragens de mineração segundo o dano potencial associado. A terceira seção traz a distribui­ção das minas ativas a céu aberto e as localidades com garimpo ilegal. E a quarta seção representa a densidade de conflitos no campo envolvendo a mineração. Palavras-chave: Mineração; cartografia; Brasil; conflitos.   The mining Infomap: Cartographies and thematic convergences Abstract The Mining Infomap: cartographies and thematic convergences is an effort to systematize relevant subjects that make up the Brazilian mineral issue. The aim of this material is to popularize some elements that constitute the geography of mining in the country, and to broaden the public debate based on an accessible language that allows an overall view of the dynamics of mineral activity in Brazil. The material is divided into four sections. The first section presents the evolution of mining processes throughout the country in four time periods. The second section shows the distribution of mining dams according to their associated potential damage. The third section shows the distribution of active open-pit mines and the locations of illegal mining. And the fourth section represents the density of conflicts in the countryside involving mining. Keywords: Mining; cartography; Brazil; conflicts.   Infomapa de la minería: Cartografías y convergencias temáticas Resumen El Infomapa de la Minería: cartografías y convergencias temáticas es un esfuerzo por sistematizar temas relevantes que componen el tema mineral brasileño. El objetivo de este material es popularizar algunos elementos que constituyen la geografía de la minería en el país y ampliar el debate público a partir de un lenguaje accesible que permita una visión global de la dinámica de la actividad minera en Brasil. El material se divide en cuatro secciones. La primera sección presenta la evolución de los procesos mineros en todo el territorio nacional en cuatro períodos de tiempo. La segunda sección muestra la distribución de las presas mineras según el daño potencial asociado. La tercera sección presenta la distribución de minas a cielo abierto activas y los lugares con minería ilegal. Y la cuarta sección representa la densidad de los conflictos rurales relacionados con la minería. Palabras clave: Minería; cartografía; Brasil; conflictos

Contribuições da filosofia da ciência, na perspectiva de Popper e Lakatos, para o estudo da inovação: uma análise das teorias neoclássica schumpeteriana e neo-schumpeteriana

The Schumpeterian and neo-schumpeterian theories represent pillars on which the subject of innovation developed and gained expression. Moreover, innovation is an independent area both in national and international congresses. The objective of this essay is to investigate – from two criteria of delimitation (Popper and Lakatos) – the scientificity of innovation theory. Innovation is analyzed from three macro themes: (1) the neoclassical current of economic theory; (2) the introduction of innovation theory and reviews of the more recent Schumpeter manuscripts; (3) the contributions brought by the neo-chumpeterian innovation current. In concluding that the subject of innovation as analyzed meets the criteria listed to categorize the scientificity according to Popper and Lakatos, implications for the field of innovation studies are discussed, such as the construction/transmission of knowledge, the escape from “common sense”, and the use of the “method” as a resource for building scientific knowledge.El objetivo de este artículo es investigar –a partir de dos criterios de delimitación (Popper y Lakatos) – la cientificidad de la teoría de la innovación. La innovación se analiza a partir de tres temas macro: (i) la corriente neoclásica de la teoría económica; (ii) la introducción de la teoría de la innovación y los manuscritos más recientes de Schumpeter; y (iii) las contribuciones aportadas por la corriente neo-chumpeteriana de la innovación. Se concluye que el tema de la innovación responde a los criterios para categorizar la cientificidad, encontrándose que esto tiene implicaciones en el campo de los estudios sobre el tema en aspectos como: la construcción / transmisión del conocimiento, la evasión del "sentido común", y el uso del "método" como recurso para construir el conocimiento científico.O objetivo deste artigo é pesquisar – a partir de dois critérios de delimitação (Popper e Lakatos) – a cientificidade da teoria da inovação. Analisa-se a inovação a partir de três temas macro: (i) a corrente neoclássica da teoria econômica; (ii) a introdução da teoria da inovação e dos manuscritos mais recentes de Schumpeter; e (iii) as contribuições da corrente neo-chumpeteriana da inovação. Conclui-se que o tema da inovação responde aos critérios para categorizar a cientificidade, e que isto tem implicações no campo dos estudos sobre o tema em aspectos como: a construção / transmissão do conhecimento, a evasão do "sentido comum", e o uso do "método" como recurso para construir o conhecimento científico

Organizações da sociedade civil na internet : implicações na participação em campanhas ambientais

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Sustentável, 2015.A capacidade de transmitir informação, interagir com a população e fomentar a participação dos internautas em ações políticas são características fundamentais da Web 2.0, que tem atraído a atenção de diversas organizações da sociedade civil (OSCs) para incidir também neste ambiente. Este trabalho verifica a atuação de organizações em campanhas em prol da questão ambiental, problematizando as novas formas de interação com os internautas e de participação dos indivíduos. Para tanto, o tema escolhido para realização da pesquisa foi o processo de divulgação das campanhas lançadas contra o Código Florestal pelo Comitê Brasil em Defesa das Florestas e do Desenvolvimento Sustentável, coletivo que congrega 185 organizações. Entrevistas feitas com membros do Comitê mostraram que este é considerado um dos maiores debates nacionais, que adquiriu repercussão popular, ocupando ruas em várias partes do Brasil e reunindo cerca de 2 milhões de assinaturas contra a alteração da legislação florestal brasileira. Ao contrário, os dados analisados na rede social digital, Facebook, indicaram resultados tímidos em termos de interação e participação popular. A partir do embasamento teórico e das informações coletadas foi possível revelar que o Facebook é um espaço de transmissão de informações, com potencial interativo e de participação pouco explorado tanto no âmbito das OSCs, quanto pela população.The possibility to transmit information, interact with people and encourage the participation of Internet users in political actions are key features of Web 2.0, which has attracted the attention of several civil society organizations to also act in this sphere. This work attempts to verify the performance of these organizations in campaigns for social and environmental causes, discussing new forms of interaction among Internet users and of individual participation. The subject chosen to conduct the research was the dissemination of campaigns launched by the Brazilian Committee in Defense of the Forests and Sustainable Development against the Forestry Code implemented in Brazil. Interviews with members of the Committee showed that this subject is considered one of the biggest issues in national debates, acquiring popular repercussion, occupying streets in many different parts of the country, as well as gathering approximately 2 million signatures against the modification of the Brazilian forest legislation. On the contrary the data on the digital social network analyzed, Facebook, showed poor results in terms of interaction and participation by the general public. By means of the theoretical basis and the information gathered here, it is possible to say that Facebook is a space for dissemination of information whose potential for interaction and participation remain unexplored not only by civil society organizations but also by the population in general