Modelo de propagação de doenças epidêmicas baseado em autômatos celular

Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Bacharel no Curso de Ciência da Computação da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.Epidemias durante a história da humanidade causaram inúmeras fatalidades no mundo. Esta pesquisa tem como objetivo simular o contágio de uma doença epidêmica com o uso de autômatos celulares. A aplicação receberá dados de entrada com parâmetros da doença e gerará um autômato celular simulando uma população, a doença irá se espalhar nesse local e obteremos dados de saída que poderão ser analisados para tomada decisão. Para testar este autômato celular utilizou-se como base a cidade de Criciúma, Santa Catarina, em que compara-se os resultados dos nossos testes com uma data específica da cidade e encontra-se os percentuais de diferença entre o modelo do autômato celular e o que realmente aconteceu na cidade

Modelagem com autômatos celulares da dinâmica dos usos das terras em Foz do Iguaçu e Santa Terezinha de Itaipu–PR

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Infraestrutura, Tecnologia e Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Geografia. Orientador: Prof. Dr. Samuel Fernando AdamiAs modificações pela qual passa a paisagem são fatores determinantes na busca de informação para a compreensão desses fenômenos, que serve de base para os mais diversos planejamentos e gestão territorial. Assim, objetiva-se simular a dinâmica dos usos das terras em Foz do Iguaçu e Santa Terezinha de Itaipu para o ano de 2017, mediante modelagem com autômatos celulares. Em termos de procedimentos metodológicos, foi realizado levantamento bibliográfico em fonte de dados secundários como livros e trabalhos acadêmicos. Os dados secundários e primários foram trabalhados a partir da utilização de diferentes técnicas e ações. Foram processados dados da série Landsat, criados arquivos de assinaturas espectrais, produzidos mapas temáticos de usos das terras, aliados a modelagem de autômatos celulares combinados à cadeia de Markov por serem ferramentas primordiais para se trabalhar e para obter resultados precisos e confiáveis. Por fim, foi utilizado o coeficiente Kappa para avaliar a acurácia do modelo. Verificou-se ao final da pesquisa que o resultado é próximo à realidade, o que valida e confirma o uso de modelos de autômatos celulares como método efetivo e prático para a modelagem dos usos das terras, além da aplicabilidade em diferentes estudos das diferentes áreas da geografiaThe changes through which the landscape passes are determining factors in the search for information for the understanding of these phenomena, which serves as the basis for the most diverse planning and territorial management. Thus, it aims to simulate the dynamics of land uses in Foz do Iguaçu and Santa Terezinha de Itaipu for the year 2017, through modeling with cellular automatons. In terms of methodological procedures, a bibliographic survey was conducted in source of secondary data such as books and academic papers. Secondary and primary data were worked from the use of different techniques and actions. Data from the Landsat series, created spectral signature files, produced thematic maps of land uses, combined with the modeling of cellular automatons combined with the Markov chain because they are primordial tools to work and for accurate and reliable results. Finally, the Kappa coefficient was used to evaluate the accuracy of the model. It was verified at the end of the research that the result is close to reality, which validates and confirms the use of models of cellular automatons as an effective and practical method for the modeling of land uses, in addition to applicability in different studies of different geography areasLos cambios por los que pasa el paisaje son factores determinantes en la búsqueda de información para la comprensión de estos fenómenos, que sirve de base para la más diversa planificación y gestión territorial. Así, pretende simular la dinámica de los usos del suelo en Foz do Iguazú y Santa Terezinha de Itaipu para el año 2017, a través del modelado con autómatas celulares. En términos de procedimientos metodológicos, se realizó una encuesta bibliográfica en origen de datos secundarios como libros y artículos académicos. Los datos secundarios y primarios se trabajaron a partir del uso de diferentes técnicas y acciones. Los datos de la serie Landsat, crearon archivos de firma espectral, produjeron mapas temáticos de usos de la tierra, combinados con el modelado de autómatas celulares combinados con la cadena Markov porque son herramientas primordiales para trabajar y para obtener resultados precisos y fiables. Finalmente, el coeficiente Kappa se utilizó para evaluar la precisión del modelo. Se verificó al final de la investigación que el resultado está cerca de la realidad, lo que valida y confirma el uso de modelos de autómatas celulares como un método eficaz y práctico para el modelado de usos de la tierra, además de la aplicabilidad en diferentes estudios de diferentes áreas geográfica

Utilização da simulação computacional na verificação da cooperação de uma população em um ambiente simulado = Use of computer simulation to verify the cooperation of a population in a simulated environment

En el presente artículo realizamos un análisisde comportamientos de cooperación enambiente simulado. El presente estudio tienecomo finalidad observar los resultados de la interacciónde los caracteres egoísta, vengativo yaltruista en constante interacción a lo largo degeneraciones. Durante el proceso se desarrollaronalgoritmos que emulan una de las aplicacionesde la teoría de los juegos, el dilemadel prisionero y otro que utiliza la forma en quelos autómatas móviles se mueven-sedientosde una malla virtual. La contribución que conseguimoses dar un valor porcentual máximo auna población aceptada con carácter egoísta yverificar que los caracteres vengativo y altruistatienen un tiempo de vida muy próximo

SIMULADOR DE CARDUMES EM AUTÔMATO CELULAR

Algumas espécies de animais, tais como peixes, são capazes de se manterem em grupo sem a necessidade de um líder para organiza-los e guia-los (OBOSHI et al, 2003). O modelo biológico de cardume conceituado por Huth e Wissel (1994) propõe que um grupo é capaz de se manter unido através de simples interações com seus indivíduos vizinhos. Fundamentado neste modelo, este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de um simulador de cardume hábil suficiente para reproduzir o comportamento deste grupo de animais. Sua modelagem matemática foi embasada em autômatos celulares de forma a garantir que este simulador seja capaz de aproveitar as vantagens dos autômatos celulares em simular com grande qualidade os fenômenos naturais e artificiais (SOUSA, 2002). Contudo a utilização de modelos em autômatos celulares demanda uma grande carga de processamento, o que é um problema, principalmente para dispositivos acessíveis via web. Em vista disto, a computação paralela pode ser uma boa solução desde quando não exija um grande custo adicional como a montagem de um cluster, por exemplo. O desenvolvido deste simulador visa torna-lo um modelo de computação paralela para sistemas de deslocamento espaço-temporal. Portanto a escolha do simulador de cardume esta associada a sua fácil compreensão e desenvolvimento. Neste trabalho o interesse reside em utilizar o poder de processamento das placas de vídeo, que têm um baixo custo se comparadas a um cluster de computadores

Simulador da propagação de resíduos tóxicos no solo baseado em autômatos celulares

Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de bacharel no curso de Ciência da Computação da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.Autômatos celulares vem sendo amplamente utilizados na simulação de processos físicos, químicos, biológicos ou de outras naturezas, como o alastramento de incêndios e no espalhamento de epidemias. Outra forma de aplicar autômatos celulares é simulando a propagação de fluidos em um tanque de decantação, onde camadas de solos de diferentes tipos são utilizados para conter estes fluidos. Este trabalho traz um estudo da propagação dos fluidos no solo em autômatos celulares que resulta em um protótipo desenvolvimento em HTML e JavaScript para a simulação da propagação de fluidos tóxicos no solo. O objetivo deste protótipo é sua utilização em simulações, promovendo estudos na conciliação de autômatos celulares e o meio ambiente

Simulando o modelo ORCH-OR através de autômatos celulares quânticos

This article is the proposal to establish a computational implementation as the model of cellular automata to simulate the behavior of biological structures (microtubules) of the quantum theory of Stuart Hameroff and Roger Penrose call ORCH OR. According to this theory the microtubules, which are within the neurons, act as biological quantum hardware and the result of its processing is one of the paths to understanding the formation of human consciousness. Cellular automata second Gregory [1] is appropriate for modeling organic systems, where the physical or biological problem is divided into cells that behave like machines finite

Automatos adaptaveis : uma proposição teorica

Orientador: Fernando CuradoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da ComputaçãoResumo: A presente tese apresenta um paradigma, uma teoria e princípios gerais para modelagem do processamento adaptável. O paradigma, que é alternativo ao paradigma computacional, torna-se necessário de modo a remover as prioridades dos objetivos teóricos daquele outro, principalmente a relevância do procedimento efetivo; deve-se enfatizar que tal alternativa deve ser considerada aplicável apenas diante da abordagem dos problemas da adaptação, ainda que ele possa suportar a universalidade computacional, do mesmo modo que o paradigma computacional também pode teoricamente suportar o processamento da adaptação; o que torna cada um restrito à sua área é uma questão de viabilidade que pode ser discutida num contexto teórico, como acontece neste trabalho. Estes fatos são importantes, pois colocam os dois paradigmas na condição de potencialmente poderem cooperar entre si ao invés de competirem entre si, podendo-se imaginar as máquinas construídas à luz de um paradigma trabalhando conjuntamente com as máquinas construídas à luz do outro paradigma - computadores sendo programados por máquinas adaptáveis e calculando para estas últimas -, A teoria é descrita implicitamente durante as discussões, particularmente nas descrições do modelo. A essência do modelo teórico consta na união da idéia de espaço celular de Von Neumann, espaço este estendido aqui para três dimensões, e da idéia de modelagem continua conforme postulada por René Thom na Teoria da Catástrofe; desta união surgiu o conceito de uma máquina com um comportamento de conseqüências inéditas para o processamento da informação, como o paralelismo em escala total, sem necessidade de sincronização em qualquer sentido, também uma modificação radical no conceito de tempo interno com um abandono completo da entidade centralizada de marcação do tempo - o conhecido relógio mestre dos computadores contemporâneo -, etc.Abstract: Not informed.MestradoMestre em Ciência da Computaçã

Eventos extremos em mercados complexos: robot trading em um modelo de autômato celular

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico, Programa de Pós-Graduação em Economia, Florianópolis, 2010Se reconhecermos que mercados financeiros são sistemas complexos, os instrumentos convencionais de política monetária e regulação podem ser inúteis para evitar o surgimento de bolhas e crashes. Para mostrar como esse objetivo pode ser alcançado, utilizamos um modelo de autômato celular estocástico para representar um mercado financeiro complexo, no qual a dinâmica dos preços emerge como resultado de interações diretas entre os agentes. Em seguida, robot traders são socialmente integrados ao modelo. Com isso, a dinâmica dos preços pode ser controlada, de modo a tornar o mercado estável.If stock markets are complex, monetary policy and even financial regulation may be useless to prevent bubbles and crashes. Here, we suggest the use of robot traders as an anti-bubble decoy. To make our case, we put forward a stochastic cellular automata model that generates an emergent stock price dynamics as a result of the interaction between traders. After introducing socially integrated robot traders, the stock price dynamics can be controlled, so as to make the market less volatile

Classificação de imagens pelo método Random Forest e modelagem do crescimento urbano por automatos celulares

Orientador Prof. Dr. Hideo ArakiMonografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Curso de Graduação em Engenharia Cartográfica e de AgrimensuraInclui referênciasResumo : A análise multitemporal de imagens de satélite permite verificar as mudanças de um fenômeno através dos anos. Neste trabalho se propôs a utilizar um método de machine learning chamado de random forest, para a criação de um modelo de classificação, a fim de gerar dados que permitissem de maneira rápida realizar análises sobre a urbanização em determinadas regiões. Outro propósito desse projeto é a modelagem do crescimento urbano de Curitiba e de parte de sua região metropolitana – Pinhais, Piraquara e São José dos Pinhais – por autômatos celulares (AC). Essa técnica consiste em modelos simples que representam a evolução temporal de comportamentos complexos, a partir de regras de transição (layers no formato raster que apresentam alguma restrição ou condição) e um estado inicial, imagem classificada contendo as classes: área urbana, vegetação, água e background. Com a modelagem e a classificação da imagem, para a época posteriori, é possível comparar a projeção do autômato. Descrito isso houve êxito em realizar ambas as atividades, contudo os resultados alcançados não foram os esperados no início do projeto, portanto foram analisados e discutidos ao término deste projeto.Abstract: The multitemporal analysis of satellite images allows verifying the changes of a phenomenon over the years. In this project, it was proposed to use a machine learning method called random forest, toc reate a classification model, in order to generate data that would permit fast analysis of urbanization in certain regions. Another purpose of this Project is to model the urban growth of Curitiba and part of its metropolitan region – Pinhais, Piraquara and São José dos Pinhais – by cellular automata (CA). This technique consists of simple models that represent the temporal evolution of complex behaviors, based on transition rules (layers in raster format that presente some restriction or condition) and an initial state, classified iamge containing the classes: urban área, vegetation, water and background. With the modeling and classification of the image, for the posterior epoch, it is possible to compare the projection of the automaton. As described, there was success in carrying out both activities, however the results achieved were not as expected at the beginning of the project, therefore they are analyzed and discussed at the end of this project