Intervalos de predição para redes neurais artificiais via regressão não linear

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação.Este trabalho descreve a aplicação de uma técnica de regressão não linear (mínimos quadrados) para obter predições intervalares em redes neurais artificiais (RNA#s). Através de uma simulação de Monte Carlo é mostrada uma maneira de escolher um ajuste de parâmetros (pesos) para uma rede neural, de acordo com um critério de seleção que é baseado na magnitude dos intervalos de predição fornecidos pela rede. Com esta técnica foi possível obter as predições intervalares com amplitude desejada e com probabilidade de cobertura conhecida, de acordo com um grau de confiança escolhido. Os resultados e as discussões associadas indicam ser possível e factível a obtenção destes intervalos, fazendo com que a resposta das redes seja mais informativa e consequentemente aumentando sua aplicabilidade. A implementação computacional está disponível em www.inf.ufsc.br/~dandrade. This work describes the application of a nonlinear regression technique (least squares) to create prediction intervals on artificial neural networks (ANN´s). Through Monte Carlo#s simulations it is shown a way of choosing the set of parameters (weights) to a neural network, according to a selection criteria based on the magnitude of the prediction intervals provided by the net. With this technique it is possible to obtain the prediction intervals with the desired amplitude and with known coverage probability, according to the chosen confidence level. The associated results and discussions indicate to be possible and feasible to obtain these intervals, thus making the network response more informative and consequently increasing its applicability. The computational implementation is available in www.inf.ufsc.br/~dandrade

Average National Payments

This essay offers the first Italian and commented edition of Good Counsell to All, an anony-mous pamphlet published in 1644, whose authors was identified in William Walwyn by W. Haller. I introduce the pamphlet, which aims at defending Separatists and at the unity of the Country, by the way of religious toleration. The main purpose is to give new lights on the origins of the Leveller movement at a more particular and microscopic level.Il saggio offre la prima edizione italiana commentata di Good Counsell to All, un pamphlet anonimo pubblicato nel 1644, il cui autore fu identifi-cato in William Walwyn da W. Haller. Il presente saggio introduce il pamphlet in questione, che mira a difendere i Separatisti e l’unità del Paese attraverso la tolleranza religiosa. Il fine principale del lavoro è fornire nuova luce sull’origine dei Levellers su un piano più particolare e micro-scopico

BIM-based cost estimation at early stages based on historical data

Dissertação de mestrado em European Master in Building Information ModellingThe BIM methodology is revolutionising the way the construction market works, leading to the desired digitalisation and automatization throughout the whole life cycle of a project. It consists of the combination of three fields: technologies, policies and processes. Together, they work as a shared knowledge resource for information, allowing to manage it, forming a trustful source of data for decision making and also making it possible for all the stakeholders to collaborate along all the processes beginning from the very first step of the project. Besides, BIM also covers which data is managed in terms of creation, use, reuse and application into digital models aiming the development and improvement of the design, construction and operation of one or several projects. Among all the possible uses for the BIM methodology, there is support for cost management linking the cost information with the 3D Model. This use is commonly known as the 5D BIM. Project cost management is the process involved in planning, estimating, budgeting, financing, funding, managing and controlling costs, seeking to finish a specific project within the approved and desired budget from the client or sponsor. The cost estimation is among the most critical preliminary processes in any construction project. A high initial cost estimate can lead to a discouraging process for the client to proceed with the project. Alternatively, a too low-cost estimation could lead to financial problems during the subsequent stage. The floor area method is the most used method for preliminary cost estimates. However, it is a prediction and should not be considered as the final cost. During the early stages of the project, the quality and amount of data made available regarding the project are frequently low or not defined, leading to several assumptions. The use of historical data could fill the gap left by the lack of information. However, the traditional detailed cost estimation approach is a high demanding workload and time-consuming task. This dissertation proposes a BIM-based cost estimation for early stages of the project based on historical cost data provided by prior projects and its subsequent storage into a cost database. Through research in academic articles, master dissertation, PhD thesis, cost and BIM books and guidelines, challenges for cost management during the early stages of the project lifecycle were identified. Among the objectives were the easily updatable cost estimation according to layout changes and to provide the possibility of updating the cost estimate as the BIM model evolved. Therefore, a workflow was developed using an adaptation of the floor plan area method, dividing the total cost value in a classification system and classifying the areas according to their use. A hypothetical project was used for the initial demonstration. Afterwards, a real case study was also performed in collaboration with a construction company from Portugal. As a result, it was possible to generate a cost estimation within a BIM environment for early stages using a cost historical database as a source of cost information. Considerations were made regarding the modelling choices of the previous project and the wide possible use and benefits arising from the application of the proposed work.A metodologia BIM está revolucionando a forma de trabalho do mercado de construção, levando à desejada digitalização e automatização ao longo de todo o ciclo de vida de um projeto. Ela consiste na combinação de três campos: tecnologias, políticas e processos. Juntos, funcionam como um recurso de conhecimento compartilhado para a informação, permitindo gerenciá-la, formando uma fonte confiável de dados para a tomada de decisões e possibilitando a todos os stakeholders colaborarem em todos os processos desde a primeira etapa do projeto. Além disso, o BIM também engloba quais dados são gerenciados em termos de criação, uso, reutilização e aplicação em modelos digitais visando o desenvolvimento e aprimoramento do projeto, construção e operação de um ou vários projetos. Dentre todos os usos possíveis para a metodologia BIM, está o suporte para a gestão de custos, vinculando as informações de custos ao modelo 3D. Esse uso é comumente conhecido como 5D BIM. Gerenciamento de custos de projetos são os processos envolvidos no planejamento, estimativa, orçamento, financiamento, gerenciamento e controle de custos, buscando finalizar o projeto dentro do orçamento aprovado e desejado do cliente ou investidor. A estimativa de custo está entre os processos preliminares mais críticos em qualquer projeto de construção. Uma estimativa de custo inicial elevada pode levar a um processo desestimulante para o cliente prosseguir com o projeto. Alternativamente, uma estimativa de custo muito baixa pode levar a problemas financeiros durante o estágio subsequente. O método da área superficial é o método mais usado para estimativas preliminares de custos. No entanto, é uma previsão e não deve ser considerada como o custo final. Durante as fases iniciais do projeto, a qualidade e a quantidade de dados disponibilizados sobre o projeto são frequentemente baixas ou não definidas, levando a várias suposições. O uso de dados históricos pode preencher a lacuna deixada pela falta de informação. No entanto, a abordagem de estimativa de custo detalhada tradicional demanda uma alta carga de trabalho. Esta dissertação propõe uma estimativa de custo baseada em BIM para os estágios iniciais do projeto com base em dados de custo históricos fornecidos por projetos anteriores e seu subsequente armazenamento em um banco de dados de custos. Por meio de pesquisas em artigos acadêmicos, dissertação de mestrado, teses de PhD, livros e diretrizes de custos e BIM, foram identificados desafios para o gerenciamento de custos durante os estágios iniciais do ciclo de vida do projeto. Entre os objetivos estavam a estimativa de custo facilmente atualizada de acordo com as mudanças de layout e possibilitar a atualização da estimativa de custo conforme o modelo BIM evolui. Para tanto, foi desenvolvido um workflow utilizando uma adaptação do método de área superficial, dividindo o valor do custo total em um sistema de classificação e classificando as áreas conforme seu uso. Um projeto hipotético foi usado para a demonstração inicial. Posteriormente, foi realizado um estudo de caso real em colaboração com uma construtora portuguesa. Como resultado, foi possível gerar uma estimativa de custo dentro de um ambiente BIM para os estágios iniciais utilizando banco de dados histórico de custos como fonte de informaçõe. Foram feitas considerações sobre as escolhas de modelagem do projeto anterior e do amplo uso e benefícios possíveis decorrentes da aplicação do trabalho proposto

Preconditioning for Sparse Linear Systems at the Dawn of the 21st Century: History, Current Developments, and Future Perspectives

Iterative methods are currently the solvers of choice for large sparse linear systems of equations. However, it is well known that the key factor for accelerating, or even allowing for, convergence is the preconditioner. The research on preconditioning techniques has characterized the last two decades. Nowadays, there are a number of different options to be considered when choosing the most appropriate preconditioner for the specific problem at hand. The present work provides an overview of the most popular algorithms available today, emphasizing the respective merits and limitations. The overview is restricted to algebraic preconditioners, that is, general-purpose algorithms requiring the knowledge of the system matrix only, independently of the specific problem it arises from. Along with the traditional distinction between incomplete factorizations and approximate inverses, the most recent developments are considered, including the scalable multigrid and parallel approaches which represent the current frontier of research. A separate section devoted to saddle-point problems, which arise in many different applications, closes the paper

Veinticinco años de un paradigma innovador

Dentro de pocos meses, el Ciclo Básico Común cumplirá 25 años de existencia. Por sus aulas pasaron\n1.300.000 alumnos, y en el devenir se fueron construyendo cátedras y formando docentes que adquirieron\nla notable destreza de impartir una propedéutica en un ámbito de masividad. Así se prepara para la\ncelebración del Bicentenario de la patria

Metáforas conceituais: uma visão das crenças de professores e estudantes sobre a aprendizagem do inglês como língua estrangeira

Teachers and students hold their own language learning beliefs about English as a Foreign Language (EFL). In the classroom, students’ and teachers’ beliefs interact, which might result in either tension or opportunities for change. Considering that it might be difficult to evoke some of the participants’ beliefs, this study opted to analyze conceptual metaphors as an indirect way to elicit them. Metaphors are part of our thoughts and actions and, sometimes, they are the only way of organizing and expressing our experiences coherently (Lakoff & Johnson, 2003). This study analyzed, through metaphor analysis, how students’ beliefs about learning EFL relate to the teacher’s selection and use of language learning strategies (LLS) in the classroom. The study occurred at an English Institute in Montevideo, Uruguay, between October and November 2018. The methodology of this multiple case study was qualitative. The participants were three EFL teachers and four groups of students ranging from basic to advanced level. Students were asked to respond to the following prompt with a metaphor: “For me, learning English as a foreign language is (like)… because…”. Then they wrote a letter advising a future EFL student. Teachers answered a structured interview in which they provided a metaphor describing the work with their groups. The most heterogeneous group in terms of age was selected for a follow-up structured interview. Results indicate that metaphors not only shed light upon how students perceive their learning process, but also encourage reflection. The study also found that several factors influence teachers’ selection of language learning strategies, including the role of international exams. We can conclude that visible interactions that happen in class are like the tip of an iceberg - beliefs lie hidden from view.Docentes y estudiantes presentan creencias sobre el aprendizaje de inglés como lengua extranjera. Es en el aula donde esas creencias se encuentran, pudiendo generar puntos de tensiones o habilitaciones de cambio. Debido a la dificultad para tener acceso a las creencias, se optó por investigarlas de una manera indirecta, a través de la metáfora conceptual. La metáfora está presente en nuestros pensamientos y acciones y, en muchos casos, pueden ser la única manera de organizar y expresar nuestras experiencias de forma coherente (Lakoff & Johnson, 2003). Esta investigación analizó, a partir de metáforas conceptuales, la relación entre las creencias de estudiantes sobre el aprendizaje de inglés como lengua extranjera y la posible influencia en la selección de las estrategias para el aprendizaje de lenguas por el docente. El estudio se realizó en un instituto de Montevideo, Uruguay, entre octubre y noviembre de 2018. La metodología de este estudio de casos fue cualitativa. Los participantes fueron tres docentes y cuatro grupos de estudiantes de nivel básico al avanzado. Las metáforas fueron recolectadas a través de la oración: “Según su opinión, aprender inglés como lengua extranjera es (como)… porque…”. Los estudiantes también escribieron una carta a un futuro estudiante. Los docentes tuvieron una entrevista estructurada donde crearon una metáfora sobre sus grupos. Se seleccionó el grupo más heterogéneo en cuanto a edad para entrevistar. Los resultados indican que las metáforas no sólo arrojan luz sobre cómo estudiantes perciben su proceso de aprendizaje, sino que también fomentan la reflexión. Se observó que existen diversos factores que influyen en la selección de las estrategias para el aprendizaje de lenguas, como el rol que implican los exámenes internacionales. Concluimos que las interacciones visibles que ocurren en clase son como la punta de un iceberg: las creencias están ocultas de la vista.Professores e alunos apresentam crenças sobre o aprendizado do inglês como língua estrangeira. Na sala de aula, as crenças dos alunos e professores interagem, o que pode resultar em tensão ou oportunidades de mudança. Considerando a dificuldade de ter acesso às crenças dos participantes, optou-se por evocá-las de uma maneira indireta, usando metáforas conceituais. As metáforas fazem parte de nossos pensamentos e ações e, às vezes, são a única forma de organizar e expressar nossas experiências de forma coerente (Lakoff & Johnson, 2003). Este estudo analisou, por meio de metáforas, a relação entre as crenças dos alunos sobre a aprendizagem de inglês como língua estrangeira e a possível influência na seleção de estratégias de aprendizagem de línguas pelo professor. O estudo ocorreu em um Instituto de Inglês em Montevidéu, Uruguai, entre outubro e novembro de 2018. A metodologia deste estudo de caso foi qualitativa. Os participantes foram três professores de EFL e quatro grupos de alunos do nível básico ao avançado. As metáforas foram coletadas por meio da frase: “Na sua opinião, aprender inglês como língua estrangeira é (como)… porque...”. Os alunos também escreveram uma carta para um futuro aluno. Os professores responderam a uma entrevista estruturada na qual forneceram uma metáfora descrevendo o trabalho com seus grupos. O grupo mais heterogêneo em termos de idade foi selecionado para uma entrevista estruturada. Os resultados indicam que as metáforas não apenas iluminam como os alunos percebem seu processo de aprendizagem, mas também estimulam a reflexão. O estudo também descobriu que vários fatores influenciam a seleção dos professores de estratégias de aprendizagem de línguas, incluindo o papel dos exames internacionais. Concluímos que as interações visíveis que acontecem em sala de aula são como a ponta de um iceberg - as crenças permanecem ocultas

On the measurement and interpretation of the fluxes of galactic cosmic-ray nuclei

Since their discovery at the beginning of the last century, the study of cosmic rays (CR) has been the source of important discoveries about how our Universe works. Still, the origins of such particles and the processes that govern their propagation in our Galaxy are open questions. In recent times, experiments such as the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), a particle physics detector operating aboard the International Space Station since May 2011, have brought us to a precision era in studying these particles. The data provided by AMS-02 has allowed for the study of CR propagation processes and their origin and acceleration mechanisms. This thesis is divided into two parts. The first is dedicated to the phenomenological interpretation of the published AMS-02 data of nuclei with atomic numbers greater than two, carefully considering the uncertainties in the relevant nuclear cross sections. The results indicate that a simple diffusion model can reproduce the fluxes of all secondary species measured by AMS-02 with atomic numbers between 2 and 9. The second part was devoted to measuring the flux of CR deuterons, the most abundant secondary species in CRs. Several methods were developed for the different stages of the analysis: a multivariate method for background reduction, a parametric template fit for identifying particles, and an unfolding method for the deconvolution of the measured spectrum from instrumental effects. The measured deuteron flux covers the range between 0.2 and 10 GeV/n with unprecedented accuracy, providing the first ever data between 4 and 10 GeV/n

Towards circular economy in developing cities: an integrated approach for planning international cooperation projects

Solid waste management (SWM) issues are an environmental and social burden, which affect mainly the population of low-middle income countries worldwide, as well as the global environment. The application of the circular economy (CE) principles (reuse of waste materials) is considered the main solution spreading the economy of the waste and therefore reducing environmental impacts. This research is focused on the analysis and application of integrated approaches for planning sustainable SWM systems in developing big cities, demonstrating the importance of the inclusion of the informal recycling and drafting international cooperation projects for introducing new appropriate technologies and awareness campaigns. The case study of this research is La Paz (Bolivia), low-middle income city where international support is required for the sustainable development. The results allow suggesting that the inclusion of informal recyclers can be considered the most useful option in terms of technical and financial issues, exploiting a CE system just in place. Moreover, the cooperation with local and international stakeholders allows writing and submitting two international cooperation projects. The research demonstrates that the cooperation among various international and local actors, such as Universities, non-governmental organizations and local Government, in parallel with the use of technical knowledge and methodologies can support the sustainable development in low-middle countries, driving low-middle income cities towards the CE

Block preconditioning for fault/fracture mechanics saddle-point problems

The efficient simulation of fault and fracture mechanics is a key issue in several applications and is attracting a growing interest by the scientific community. Using a formulation based on Lagrange multipliers, the Jacobian matrix resulting from the Finite Element discretization of the governing equations has a non-symmetric generalized saddlepoint structure. In this work, we propose a family of block preconditioners to accelerate the convergence of Krylov methods for such problems. We critically review possible advantages and difficulties of using various Schur complement approximations, based on both physical and algebraic considerations. The proposed approaches are tested in a number of real-world applications, showing their robustness and efficiency also in large-size and ill-conditioned problems