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This paper presents the optimal control and synchronization problem of a multilevel network of Rössler chaotic oscillators. Using the Hamilton–Jacobi–Bellman technique, the optimal control law with a three-state variable feedback is designed such that the trajectories of all the Rössler oscillators in the network are optimally synchronized at each level. Furthermore, we provide numerical simulations to demonstrate the effectiveness of the proposed approach for the cases of one and three networks. A perfect correlation between the MATLAB and PSpice results was obtained, thus allowing the experimental validation of our designed controller and shows the effectiveness of the theoretical results.

OBJECTIVE: To analyze the evolution and determinants of income-related inequalities in the Brazilian health system between 1998 and 2008. METHODS: Data from the National Household Sampling Surveys of 1998, 2003, and 2008 were used to analyze inequalities in health and health care. Health was measured by self-reported health status, physical limitations, and chronic illness. Hospitalization and physician and dentist visits were proxies for health care utilization. Income was a proxy for socioeconomic status. Concentration indices were calculated before and after standardization for all dependent variables. Decomposition analysis was used to identify the main determinants of inequality in health care utilization. RESULTS: In all three periods analyzed, the poor reported worse health status, while the wealthy reported more chronic diseases; health care utilization was pro-rich for medical and dental services. Yet, income-related inequality in health care utilization has been declining. Private health insurance, education, and income are the major contributors to the inequalities identified. CONCLUSIONS: Income-related inequality in the use of medical and dental health care is gradually declining in Brazil. The decline is associated with implementation of pro-equity policies and programs, such as the Community Health Agents Program and the Family Health Program.OBJETIVOS: Analizar la evolución y los determinantes de las desigualdades relacionadas con los ingresos en el sistema de salud brasileño entre 1998 y 2008. MÉTODOS: Se utilizaron los datos de la Encuesta Nacional de Hogares de 1998, 2003 y 2008. La salud se midió según el estado de salud autoevaluado, las limitaciones físicas y las enfermedades crónicas. Las hospitalizaciones y las consultas médicas y odontológicas se usaron como medición indirecta de la utilización de la atención sanitaria, y los ingresos para estimar el nivel socioeconómico. Los índices de concentración para todas las variables dependientes se calcularon antes y después de su estandarización. Se empleó análisis de descomposición para identificar los principales determinantes de desigualdad en la utilización de la atención sanitaria. RESULTADOS: En los tres períodos analizados, las personas con menor nivel socioeconómico informaron un peor estado de salud, mientras que las de mayor nivel informaron más enfermedades crónicas y tuvieron una mayor utilización de la atención sanitaria (servicios médicos y odontológicos). A pesar de esto, la desigualdad en la utilización de la atención sanitaria relacionada con los ingresos ha ido disminuyendo. El seguro de salud privado, la educación y los ingresos son los principales factores que contribuyen a las desigualdades identificadas. CONCLUSIONES: Las desigualdades en la utilización de los servicios médicos y odontológicos relacionadas con los ingresos han disminuido gradualmente en Brasil. Esta disminución se asoció con la aplicación en el país de políticas y programas que favorecen la equidad, como el Programa de Agentes de Salud Comunitarios y el Programa de Salud Familiar.

Econometric analysis that seeks to measure the cost impact of a private insurer's own network upon outpatient care for its policyholders, own network refers to vertical integrated providers. The purpose is to assess whether greater use of its own network reduces the costs that the insurer incurred, according to what specialized literature suggests.Study based on a multiple linear regression on data from a private insurer. The dependent variable is per capita cost of outpatient services. The explanatory variables are adherence to the own network and a number of variables to specify better the model.With all other factors constant, in relation to covering the costs of outpatient care, it is noted that policyholders with high adhesion to their own network are less expensive than whose with low adhesion.The decision-making process about what services and what grade should be applied to each person by special conditions of the offer as the aggregation of human resources in own offices under formal rules has an impact on health care costs. Particular supply conditions cause variations in how resources are used.

Objetivo. Medir el impacto de la red propia (proveedores verticalmente integrados) de una aseguradora privada sobre los costos médicos ambulatorios de sus asegurados, a través de un análisis econométrico. Se busca verificar si un mayor uso de la red propia reduce los costos en los que la aseguradora incurre, de acuerdo con lo que sugiere la literatura especializada. Material y métodos. Estudio basado en una regresión lineal múltiple sobre los datos de una aseguradora privada. La variable dependiente es el costo per cápita de los servicios ambulatorios. Las variables explicativas son la adherencia a la red propia y una serie de variables para especificar mejor el modelo. Resultados. En relación con la cobertura de los costos de atención ambulatoria, si los demás factores se mantienen constantes, se observa que los asegurados con alta adherencia a la red propia presentan menores costos de atención que aquéllos con baja adherencia. Conclusión. El proceso decisorio sobre qué servicios y en qué grado debe ser aplicado a cada persona, por condiciones particulares de la oferta como el hecho de reunir recurso humano en sedes propias bajo reglas formales, presenta un impacto en los costos de atención en salud. Condiciones particulares de la oferta producen variaciones en la forma como son empleados los recursos.

Aplicação de Sistemas Complexos em Economia vem tomando cada vez mais espaço, especialmente no que se trata modelagem de redes aplicadas a Economia e Mercado Financeiro. O modelo seminal de Mantegna (1999) filtra redes de correlações de retornos de ações em árvores de custo mínimo, é capaz de dissecar a estrutura do mercado e apresentar de formar intuitiva os principais ativos. Tal modelagem é utilizada para a analisar risco sistêmico e identificar grupos. Porém não está suficientemente claro como utilizar as redes para compor portfolios de investimentos e nem se essa tem poder de explicar retornos. Dessa forma esse trabalho utilizou o tradicional modelo multifatores para identificar variáveis que e são capazes de explicar retornos, no nosso caso as medidas de centralidade dos ativos. Construímos o modelo sugerindo estratégias de investimentos baseadas na rede de correlação e mostramos que as principais centralidades (intermediação, proximidade, grau e autovalor) são capazes de explicar retornos. A estratégia de investimento proposta no modelo foi comprar ações centrais, com os maiores valores de centralidade e vender as periféricas. Por fim avaliamos as carteiras utilizando índice de Sharpe e constatamos que a estratégia de comprar ações centrais e periféricas, diversificando a carteira, supera aquela inicialmente proposta, já que as ações periféricas são as negativamente correlacionadas com as mais centrais. The application of Complex Systems in Economics has been taking more and more space, especially when it comes to modeling networks applied to Economics and the Financial Markets. Mantegna\'s (1999) seminal model filters correlation networks of stock returns in Minimum Spanning Trees dissecting the market structure and intuitively presenting the main assets. Such modeling is used to analyze systemic risk and clustering. However, it is not clear how to use the networks to compose portfolios, nor if it has the power to explain returns. Thus, this work used the traditional Carhart (1997) Multi-Factor asset pricing model to identify variables that can explain returns, in our case the measures of the centrality of assets. We build the model using strategies based on the correlation network and show that the main centralities (Betweenness, Closeness, Degree, and Eigenvector) can explain returns. The strategy proposed in the model was to buy central shares, with the highest centrality values, and sell the peripheral ones. Finally, we evaluated the portfolios using the Sharpe Ratio and found that the strategy of buying both central and peripheral stocks, diversifying the portfolio is better than our first strategy since peripheral stocks are negatively correlated with the most central ones

Este trabalho investiga possibilidades de estruturação musical com base em teorias de emergências, encontrando no modelo dos ecossistemas audíveis um território fértil para pesquisa experimental e artística. A inclusão do ambiente acústico como um componente ativo do sistema musical convida a uma reconsideração no uso de técnicas clássicas para criação e modelagem sonora, bem como no uso de modelos tradicionais de performance eletroacústica, através de uma crítica sobre o papel das interações sob uma perspectiva qualitativa. Nesse sentido, parte-se da noção de composição de interações em direção à composição de relações, onde processos reativos, interativos e interdependentes beneficiam uma abordagem criativa amparada pela ideia de estruturas emergentes modeladas. Tomamos como hipótese inicial a possibilidade de elaboração de estratégias de controle de estruturas emergentes através da instrumentalização do laço de retroalimentação como elemento formador do ecossistema audível. Para tanto, foi desenvolvido um modelo de controle de retroalimentação acústica- digital que possibilitou a observação, estudo e modelagem de ecossistema audível. As estratégias de controle decorrentes compõem o Instrumento Espacial, utilizado para performance com ecossistemas audíveis. Como causa e consequência deste desenvolvimento, elaborou-se uma metodologia de modelagem e análise multinível com um quadro teórico específico para elucidar a estrutura e comportamento organizacional do ecossistema audível criado. A natureza comportamental do ecossistema audível aparece como objeto de análise e confronto com as práticas contemporâneas, provocando um debate crítico distinguindo aplicações genéricas e fetichistas dos conceitos de estruturas emergentes e interatividade. Os resultados obtidos e o debate crítico associado contribuem para que se lance novos olhares sobre a performance musical contemporânea e sobre o papel da pesquisa em artes em um cenário científico multidisciplinar. This work investigates possibilities of musical structuring based on emergence theories, finding in the audible ecosystems a fertile territory for experimental and artistic research. The inclusion of the acoustic environment as an active component of the musical system invites us to reconsider the use of classical techniques for sound creation and modeling, as well as the use of traditional electroacoustic performance models, by critiquing the role of interactions from a qualitative perspective. In this sense, one starts from the notion of composing interactions towards the composing relations, where reactive, interactive and interdependent processes benefit from a creative approach supported by the idea of modeled emergent structures. We take as an initial hypothesis the possibility of elaborating strategies to control emergent structures through the instrumentalization of the feedback loop as a forming element of the audible ecosystem. To this end, an acoustic-digital feedback control model was developed that enabled the observation, study, and modeling of audible ecosystem. The resulting control strategies make up the Spatial Instrument, used for performance with audible ecosystems. As a cause and consequence of this development, a multi-level modeling and analysis methodology was developed with a specific theoretical framework to elucidate the organizational structure and behavior of the audible ecosystem created. The behavioral nature of the audible ecosystem appears as an object of analysis and confrontation with contemporary practices, provoking a critical debate distinguishing generic and fetishistic applications of the concepts of emergent structures and interactivity. The results obtained and the associated critical debate contribute to a new way of looking at contemporary music performance and the role of arts research in a multidisciplinary scientific scenario.

Neste trabalho, estudamos a estabilidade dos estados sincronizados por meio da Master Stability Function (MSF), para uma rede de osciladores caóticos de Van Der Pol. Estudamos a interação entre sistemas dinâmicos não lineares que representam uma macroeconomia simplificada. O modelo é uma versão modificada e estendida do oscilador de Van der Pol. Considerou-se apenas três variáveis de estados: a entrada de capital estrangeiro, a poupança das famlias e o produto interno bruto. Com efeito, analisamos possveis padrões que resultam desta dinâmica bem como mudanças estruturais quando se varia o fluxo de capital estrangeiro, escolhido aqui como o parâmetro de controle. Há uma riqueza de comportamentos dinâmicos. Para certos valores do parâmetro de controle ocorre a sincronização entre as economias. Contudo, elas podem ser instáveis. Assim, aplicamos o método da função mestra de estabilidade (MSF) para avaliar a estabilidade. O resultado principal foi observar a ocorrência de sincronizações instáveis quando o acoplamento foi unidirecional, e estável no caso bidirecional. Além disso, o método de análise permite que se explore um número arbitrário de economias acopladas com diferentes topologias de redes In the present work, we study the stability of synchronized states through the Master Stability Function (MSF) for a Van Der Pol oscillator network. First, we study the interaction between nonlinear dynamic systems that represent a simplified macroeconomie. The model is a modified and extended version of the Van der Pol oscillator, where three state variables were considered: foreign capital inflows, household savings and gross domestic product. Indeed, we analyze possible patterns that result from this dynamics as well as structural changes when varying the foreign capital flow, chosen here as the control parameter. There is a wealth of dynamic behaviors. For certain control parameter values synchronization occurs between the economies. However, they may be unstable. Thus, we apply the Master Stability Function method to evaluate stability. The main result was to observe the occurrence of unstable synchronizations when the coupling was unidirectional, and stable in the bidirectional case. In addition, the analysis method allows us to explore an arbitrary number of macroeconomies coupled with different network topologies

The tradition of mathematical modeling in the biological sciences is yet to reach a mature state in many fields. The most pressing issues are the difficulty in first translating the complexities of life to quantitative modeling terms and the lack of robust frameworks providing structure and cohesion to the building and interpretation of models. In particular, the quantitative study of biological populations, as for example in behavioral ecology and evolutionary dynamics, is composed of a set of scattered methodologies that generate models without an anchored conceptual foundation. Modeling concepts are often ambiguous and do not directly translate to actual biological terms. Inspired by modeling advances in biochemistry, this thesis aims at the conceptualization and application of a general modeling framework for dynamical populations in biology. Combining a Bayesian probabilistic paradigm with the theory of reaction networks, I was able to structure a framework of relational interactions among populations, one that extends biochemical applications to all types of populations, unifying and generalizing existing methods in eco-evolutionary dynamics. The framework comprises both stochastic and deterministic models, and also their connection; it considers the connection with data through statistical model determination and brings a large emphasis on unambiguous design-informed dynamical equations. I validated the framework through applications to genetic regulation, parental investment, and ecological predator-prey dynamics. A tradição de modelagem matemática nas ciências biológicas ainda não atingiu sua maturidade em diversas áreas. As maiores complicações enfrentadas são a dificuldade de traduzir a complexidade da vida em termos quantitativos de modelagem e também a falta de frameworks robustos que propiciam estrutura e coesão na criação e interpretação de modelos. Em particular, o estudo quantitativo de populações em biologia, como por exemplo em ecologia comportamental e dinâmica evolutiva, é composto por um conjunto de métodos difusos que geram modelos sem se ancorar em uma fundação conceitual. Conceitos de modelagem são muitas vezes ambíguos e não se traduzem a termos diretamente biológicos. Se inspirando em avanços de modelagem em bioquímica, essa tese tem como objetivo a conceitualização e aplicação de um framework geral de modelagem para dinâmica populacional em biologia. Combinando um paradigma Bayesiano de probabilidade e a teoria de redes de reação, eu pude estruturar um framework de interações relacionais entre populações, que extende aplicações bioquímicas a todo tipo de populações, assim unificando e generalizando métodos existentes em dinâmica eco-evolutiva. O framework consiste tanto de modelos estocásticos quanto determinísticos, e também da conexão entre eles; ele considera a conexão com dados através da determinação estatística de modelos e traz uma grande ênfase a equações não ambíguas e informadas por design. Eu validei o framework através de aplicações em regulação genética, investimento parental e dinâmicas ecológicas de presa-predador.

Funções generalizadas ganharam amplo espaço de discussão e divulgação a partir da década de 1990, no contexto da entropia não extensiva de Tsallis. As funções logaritmo e exponencial generalizadas são a base para muitos estudos e aplicações: a função logaritmo generalizado é a transformação de Box-Cox enquanto a função exponencial generalizada é solução da equação diferencial de cinética química de ordem arbitrária. Apresentamos, nesta tese, uma extensão para a função exponencial generalizada com argumentos complexos, eλ^(z), que, a exemplo da função convencional, é analítica em todo plano complexo. Uma generalização consistente desta função abre espaço para outras generalizações relacionadas a ela. A nossa proposta de generalização da função exponencial leva a expressão e(iwt) em [eλ(t)]iw, o que traz vantagens na generalização da transformada de Fourier, de funções trigonométricas, hiperbólicas e log-periódicas. Nelas são preservadas importantes características e propriedades, além de extrapolar a aplicabilidade em vários contextos, tais como, fraturas de materiais, mercado financeiro, previsão de terremotos, entre outros. A nova generalização da função exponencial proporcionou um ganho significativo nas demais generalizações e, desta forma, pode-se dizer que esta generalização pertence ao seleto grupo das generalizações convenientes. Generalized functions gained ample space for discussion and dissemination since the 1990s, in the context of Tsallis\' non-extensive entropy. The generalized logarithm and exponential functions are the basis for many studies and applications: the generalized logarithm function is the Box-Cox transformation while the generalized exponential function is a solution to the differential equation of chemical kinetics of arbitrary order. In this thesis, we present a new generalization for the generalized exponential function with complex arguments eλ(z), which, like the conventional function, is analytical in the whole complex plane. A consistent generalization of this function makes room for other generalizations related to it. Our proposal to generalize the exponential function takes the expression e(iwt) to [eλ(t)]iw, which has advantages in generalizing the Fourier transform, of trigonometric, hyperbolic and log-periodic functions. In this generalization, important characteristics and properties are preserved, in addition to maintaining applicability in various contexts, such as material fractures, financial market, earthquake prediction, among others. The new generalization of the exponential function provided a significant gain in the other generalizations and, thus, it can be said that this generalization belongs to the select group of convenient generalizations.

A agrobiodiversidade é uma das bases dos sistemas agrícolas tradicionais, tendo grande importância ambiental e cultural, além de ser essencial para a segurança e soberania alimentar de populações tradicionais e indígenas. Contudo, desde a segunda metade do século XX a agrobiodiversidade vem declinando globalmente, trazendo riscos para estes povos. Tendo em vista este contexto, foi elaborado um modelo baseado em agentes para estudar a agrobiodiversidade em sistemas agrícolas tradicionais. O propósito do trabalho foi estudar o papel das dinâmicas biológica, social e de seleção de sementes na manutenção e circulação da agrobiodiversidade em uma comunidade rural. O modelo se baseou em artigos de revisão sobre agrobiodiversidade e em uma revisão bibliográfica de estudos de caso envolvendo dados quantitativos e qualitativos sobre a diversidade agrícola de mandioca (Manihot esculenta Crantz), batata (Solanum tuberosum) e milho (Zea mays). No modelo, a dinâmica biológica é representada pela heterogeneidade do ambiente, pela proporção de cultivos que vingam a cada ciclo de colheita e pela quantidade de surgimento de novas variedades. A dinâmica social inclui a rede de troca de sementes, a principal forma pela qual os agricultores adquirem novas variedades. A dinâmica de seleção de sementes engloba quais critérios são utilizados para a seleção e o quão restritivo os agricultores são na seleção. Variando estes parâmetros se analisou o papel dessas três dinâmicas em influenciar positivamente ou negativamente a agrobiodiversidade. O modelo foi capaz de gerar resultados compatíveis com os índices de diversidade da revisão bibliográfica. Além disso, fatores como a importância de variedades raras, a forma como a diversidade se distribui na comunidade rural e fatos estilizados sobre o que pode favorecer a agrobiodiversidade também foram obtidos no modelo Agrobiodiversity is one of the basis of traditional agroecosystems, having great environmental and cultural importance, and is essential for the food security and sovereignty of traditional and indigenous people. However, since the second half of the twentieth century agrobiodiversity has been declining globally, bringing risks to these peoples. In this context, an agent-based model was developed to study agrobiodiversity in traditional agricultural systems. The purpose of this work was to study the role of biological, social and seed selection dynamics in the maintenance and circulation of agrobiodiversity in a rural community. The model was based on review articles on agrobiodiversity and a literature review of case studies involving quantitative and qualitative data on the agricultural diversity of cassava (Manihot esculenta Crantz), potato (Solanum tuberosum) and maiz (Zea mays). In the model, the biological dynamics are represented by the heterogeneity of the environment, the proportion of crops that thrive at each harvest cycle and the amount of arising of new varieties. Social dynamics include the seed exchange network, the main way farmers acquire new varieties. Seed selection dynamics encompass which criteria are used for selection and how restrictive farmers are in selection. By varying these parameters we analyzed the role of these three dynamics in positively or negatively influencing agrobiodiversity. The model was able to generate results compatible with the diversity indices of the literature review. In addition, factors such as the importance of rare varieties, the way diversity is distributed in the rural community, and stylized facts about what might favor agrobiodiversity were also obtained in the model

A partir do final do século 20, o governo federal criou vários programas visando a ampliação de acesso ao saneamento básico. Embora esses programas tenham trazido o abastecimento de água potável e a coleta de resíduos sólidos para a maioria dos municípios brasileiros, o esgotamento sanitário ainda está espacialmente concentrado na região Sudeste e nas áreas mais urbanizadas. Para explicar esse padrão espacialmente concentrado, é frequentemente assumido que o tamanho das cidades realmente importa para o saneamento básico, especialmente para o esgotamento sanitário. De fato, à medida que as cidades crescem em tamanho, devemos esperar economias de escala no volume de infraestrutura de saneamento. Economias de escala na infra-estrutura implicam uma redução nos custos de saneamento básico, de forma proporcional ao tamanho da cidade, levando também a uma (esperada) relação de lei de escala (ou de potência) entre os gastos com saneamento básico e o tamanho da cidade. Usando a população, N(t), como medida do tamanho da cidade no momento t, a lei de escala para infraestrutura assume o formato Y(t) = Y0N(t)&#946 onde &#946 &#8776 0.8 < 1, Y denota o volume de infraestrutura e Y0 é uma constante. Diversas propriedades das cidades, desde a produção de patentes e renda até a extensão da rede elétrica, são funções de lei de potência do tamanho da população com expoentes de escalamento, &#946, que se enquadram em classes distintas. As quantidades que refletem a criação de riqueza e a inovação têm &#946 &#8776 1.2 > 1 (retornos crescentes), enquanto aquelas responsáveis pela infraestrutura exibem &#946 &#8776 0.8 < 1 (economias de escala). Verificamos essa relação com base em dados extraídos do Sistema Integrado de Planejamento e Orçamento (SIOP), que abrangem transferências com recursos não onerosos, previstos na Lei Orçamentária Anual (LOA), na modalidade saneamento básico. No conjunto, os valores estimados de &#946 mostram redução das transferências da União Federal para saneamento básico, de forma proporcional ao tamanho dos municípios beneficiários. Para a dotação inicial, valores programados na LOA, estimado foi de aproximadamente: 0.63 para municípios com população superior a dois mil habitantes; 0.92 para municípios acima de vinte mil habitantes; e 1.18 para municípios com mais de cinquenta mil habitantes. A segunda fonte de dados identificada foi o Diário Oficial da União (DOU), periódico do governo federal para publicação de atos oficiais. Os dados fornecidos pelo DOU referem-se aos recursos não onerosos e também aos empréstimos com recursos do Fundo de Garantia por Tempo de Serviço (FGTS). Para extração dos dados textuais foram utilizadas técnicas de Processamento de Linguagem Natural(PLN). Essas técnicas funcionam melhor quando os algoritmos são alimentados com anotações - metadados que fornecem informações adicionais sobre o texto. Por isso geramos uma base de dados, a partir de textos anotados do DOU, para treinar uma rede LSTM bidirecional aplicada à etiquetagem morfossintática e ao reconhecimento de entidades nomeadas. Os resultados preliminares obtidos dessa forma estão relatados no texto Starting in the late 20th century, the Brazilian federal government created several programs to increase the access to water and sanitation. However, although these programs made improvements in water access, sanitation was generally overlooked. While water supply, and waste collection are available in the majority of the Brazilian municipalities, the sewage system is still spatially concentrated in the Southeast region and in the most urbanized areas. In order to explain this spatially concentrated pattern it is frequently assumed that the size of cities does really matter for sanitation services provision, specially for sewage collection. As a matter of fact, as cities grow in size, one should expect economies of scale in sanitation infrastructure volume. Economies of scale in sanitation infrastructure means a decrease in basic sanitation costs, proportional to the city size, leading also to a (expected) power law relationship between the expenditure on sanitation and city size.Using population, N(t), as the measure of city size at time t, power law scaling for infrastructure takes the form Y(t) = Y0N(t)&#946 where &#946 &#8776 0.8 < 1, Y denotes infrastructure volume and is a constant. Many diverse properties of cities from patent production and personal income to electrical cable length are shown to be power law functions of population size with scaling exponents, &#946, that fall into distinct universality classes. Quantities reflecting wealth creation and innovation have &#946 &#8776 1.2 > 1 (increasing returns), whereas those accounting for infrastructure display &#946 &#8776 0.8 < 1 (economies of scale). We verified this relationship using data from federal government databases, called Integrated Planning and Budgeting System, known as SIOP. SIOP data refers only to grants, funds given to municipalities by the federal government to run programs within defined guidelines. Preliminary results from SIOP show decrease in Federal Grants to Brazilian Municipalities, proportional to the city size. For the initial budget allocation, &#946 was found to be roughly 0.63 for municipalities above twenty thousand inhabitants; to be roughly 0.92 for municipalities above twenty thousand inhabitants; and to be roughly 1.18 for municipalities above fifty thousand inhabitants. The second data source is DOU, government journal for publishing official acts. DOU data should give us information not only about grants, but also about FGTS funds for basic sanitation loans. In order to extract data from DOU we have applied Natural Language Processing (NLP) tools. These techniques often work better when the algorithms are provided with annotations metadata that provides additional information about the text. In particular, we fed a database with annotations into a bidirectional LSTM model applied to POS Tagging and Named-entity Recognition. Preliminary results are reported in the paper

Os processos de decisão de Markov (Markov Decision Process - MDP) têm sido usados para resolução de problemas de tomada de decisão sequencial. Existem problemas em que lidar com os riscos do ambiente para obter um resultado confiável é mais importante do que maximizar o retorno médio esperado. MDPs que lidam com esse tipo de problemas são chamados de processos de decisão de Markov sensíveis a risco (Risk-Sensitive Markov Decision Process - RSMDP). Dentre as diversas variações de RSMDP, estão os trabalhos baseados em utilidade exponencial que utilizam um fator de risco, o qual modela a atitude a risco do agente e que pode ser propensa ou aversa. Os algoritmos existentes na literatura para resolver esse tipo de RSMDPs são ineficientes se comparados a outros algoritmos de MDP. Neste projeto, é apresentada uma solução que pode ser usada em problemas maiores, tanto por executar cálculos apenas em estados relevantes para atingir um conjunto de estados meta partindo de um estado inicial, quanto por permitir processamento de números com expoentes muito elevados para os ambientes computacionais atuais. Os experimentos realizados evidenciam que (i) o algoritmo proposto é mais eficiente, se comparado aos algoritmos estado-da-arte para RSMDPs; e (ii) o uso da técnica LogSumExp permite resolver o problema de trabalhar com expoentes muito elevados em RSMDPs. Markov Decision Process (MDP) has been used very efficiently to solve sequential decision-making problems. There are problems where dealing with environmental risks to get a reliable result is more important than maximizing the expected average return. MDPs that deal with this type of problem are called risk-sensitive Markov decision processes (RSMDP). Among the several variations of RSMDP are the works based on exponential utility that use a risk factor, which models the agent\'s risk attitude that can be prone or averse. The algorithms in the literature to solve this type of RSMDPs are inefficient when compared to other MDP algorithms. In this project, a solution is presented that can be used in larger problems, either by performing calculations only in relevant states to reach a set of meta states starting from an initial state, or by allowing the processing of numbers with very high exponents for the current computational environments. The experiments show that (i) the proposed algorithm is more efficient when compared to state-of-the-art algorithms for RSMDPs; and (ii) the LogSumExp technique solves the problem of working with very large exponents in RSMDPs

Uma das características que nos distinguem de outros seres vivos é nossa cultura. Entretanto, como comportamentos não fossilizam, é difícil reconstruir o passado para gerar insights sobre por que nos tornamos o que somos hoje. Juntamente com dados etnográficos e experimentais, os modelos matemáticos têm sido utilizados para abordar a questão sobre como nossos comportamentos foram moldados pela evolução. Esta tese está dividida em duas partes. Na primeira parte, discutiremos sobre seleção multinível e sobre como o framework matemático chamado Two-level Fisher Wright (TLFW) pode nos ajudar a entender a evolução da cooperação em populações humanas. Após descrevermos o problema da cooperação através do uso de ferramentas de teoria dos jogos, revisamos algumas das teorias atuais sobre por que a cooperação evoluiu. Em seguida, empregamos o framework TLFW ao problema da emergência de altruísmo em populações de caçadores-coletores, considerando uma situação em que o conflito entre grupos direciona a seleção. Na segunda parte, abordamos o tópico de diversidade linguística e apresentamos a importância de se estudar a competição entre línguas para ajudar a preservá-las. Traçando um paralelo entre a evolução das línguas e a evolução de normas sociais, introduzimos um modelo para analisar a persistência de dialetos, quando existe competição com uma língua padrão nacional. One of the features that distinguish human beings from other living species is our culture. However, since behaviors do not fossilize, it is difficult to reconstruct the past to get insights about why we are who we are. Along with ethnographic and experimental data, mathematical models have been used to address the question of how our behaviors were shaped by evolution. This thesis is divided into two parts. In the first part, we will discuss multilevel selection and how the mathematical framework Two-Level Fisher-Wright (TLFW) can help us to understand the evolution of cooperation in human populations. After describing the problem of cooperation by using game theory, we review some of the present theories about why cooperation has evolved. Then, we apply the TLFW framework to the problem of the evolution of altruism in populations of hunter-gatherers, considering a situation in which group conflict drives selection. In the second part, we discuss language diversity and present the importance of studying the competition between languages for helping to preserve them. By drawing a parallel between the evolution of language and social norms, we introduce a mathematical model to analyze the persistence of dialects competing against a national standard language.

Este estudo visa, por meio de simulações computacionais, compreender de que modo a centralidade dos agentes, os diferentes tipos de rede e o não- compartilhamento da informação afetam os processos de adoção e de difusão de diferentes tipos de inovações. Para esta tarefa, foram feitas simulações com os modelos de rede descritos por Watts e Strogatz (WATTS & STROGATZ, 1998), com um número fixo de 100 nós ou agentes (n=100), em que foram variados os parâmetros de mi (centralidade de grau inicial) e p (probabilidade de reconexão desses nós). Foram utilizadas redes regulares (p=0), de pequeno-mundo (p=0.5) e aleatórias (p=1.0). Escolhemos os adotantes iniciais por 5 diferentes métodos: por maiores centralidades de grau, de proximidade, de intermediação e de Bonacich, além da escolha aleatória. Também consideramos dois tipos de agentes com diferentes características: o primeiro, chamado de social, compartilhava e recebia informação, o segundo, chamado de egoísta, recebia e não compartilhava informação. Para parte das simulações, utilizamos uma inovação contínua e, para outra parte, utilizamos uma inovação disruptiva. Como resultado, constatamos, para as simulações realizadas neste modelo, o maior crescimento do número de adotantes não dependeu somente das características da rede, mas também dos agentes que a compõem, além da própria inovação. Por esse motivo, temos que o modelo disruptivo favorece a inovação e a presença de agentes egoístas funciona como um obstáculo ou barreira This study aims, through computational simulations, to understand how the influence of the different types of network, the centrality of agents and the non-sharing of information affect the processes of adoption and diffusion in different types of innovations. For this task, simulations were made with the network models described by Watts and Strogatz (WATTS & STROGATZ, 1998), with a fixed number of 100 nodes or agents (n = 100), in which the parameters mi (initial degree centrality) and p (probability of reconnection of these nodes) were varied. We used regular (p=0), small- world (p=0.5) and random networks (p=1.0). We choose the initial adopters by 5 different methods: by greater degree, closeness, of betweeness and eingevector centralities, besides the random choice. We also considered two types of agents with different characteristics: the first, called social, shared and received information, the second, called selfish, received and did not share information. For part of the simulations, we use a continuous innovation and, for another part, we use a disruptive innovation. As a result, for the simulations carried out in this model, the greatest growth in the number of adopters was not only dependent on the characteristics of the network, but also on the agents that compose it, besides the innovation itself. For this reason, we think that the disruptive model favors innovation and the presence of selfish agents as an obstacle or barrier

As democracias estão fundamentadas na conexão entre atitudes dos cidadãos e políticas. Numa arena política onde agentes têm racionalidade limitada, a competição dos políticos e partidos pelo apoio e voto da população depende de como está distribuída a opinião pública. Contudo, modelos explícitos que gerem essas distribuições, ao invés de pressupô-las, ainda são escassos. O presente trabalho gera estas distribuições por meio de um modelo computacional baseado em agentes de influência social. Nele os agentes interagem em díades e tornam-se mais próximos dos outros agentes em alguma questão a depender da distância de seus posicionamentos ideológicos, da incerteza dos agentes e do quanto confiam na opinião do outro. Por meio da combinação de análise de sensibilidade, histogramas e séries temporais de medidas do sistema e gráficos de dispersão, encontramos que o quão incertos são os agentes, o número de questões subjacentes ao seu posicionamento e o quanto estão sujeitos a mudanças aleatórias de atitude (ruído) são determinantes importantes do formato da distribuição de atitudes populacional. Nossos resultados nos levam a questionamentos empíricos quanto a interação dos parâmetros do modelo e a plausibilidade das distribuições geradas por ele a serem respondidos por trabalhos futuros Democracies are based on the connection between citizens\' attitudes and policies. In a political arena where agents are boundedly rational, the competition of politicians and parties for the support and vote of the population depends on how the public opinion is distributed. However, explicit models that generate, instead of presupposing, them are still rare. This work generates those distributions through a computational agent-based model of social influence. In it the agents interact in pairs and become more similar to the others in some issue conditional on their ideological positioning, their uncertainty and on how much they trust another agents opinion. Through a combination of sensitivity analysis, histograms and time series of the systems measures and scatterplots, we find that how uncertain the agents are, the number of issues underneath their positioning and how much theyre subject to random attitude change (noise) are important determinants of the shape of the population attitudinal distribution. Our results lead us to empirical questions regarding the model parameters interaction and the plausibility of the distributions generated by it which should be answered by future works

The present work aims to contribute to the study of networks by mapping the temporal evolution of the degree to a random walk in degree space. We analyzed how and when the degree approximates a pre-established value through a parallel with the first-passage problem of random walks. The mean time for the first-passage was calculated for the dynamical versions the Watts-Strogatz and Erdos-Renyi models. We also analyzed the degree variance for the random recursive tree and Barabasi-Albert models O presente trabalho visa contribuir com a pesquisa na área de redes através do mapeamento da evolução temporal do grau com um passeio aleatório no espaço do mesmo. Para tanto, foi feita uma análise de quando e como a quantidade de ligações do vértice se aproxima de um valor pré-estabelecido, mediante um paralelo com o problema da primeira passagem de passeios aleatórios. O tempo médio para a primeira passagem para as versões dinâmicas dos modelos Watts-Strogatz e Erdos-Rényi foram calculados. Além disso, foi realizado um estudo da variância do grau para os modelos da árvore recursiva aleatória e Barabási-Albert

Fornecedores necessitam atender a demanda de seus clientes da forma mais adequada possível e mantendo a qualidade de seu serviço, porém em muitos casos essa demanda é desconhecida. Esse problema pode ser modelado como um problema de roteirização e estoque com demanda estocástica o qual inclui o controle de estoque, transporte do produto e decisões de agendamento da entrega. Existem vários trabalhos na literatura para resolver esse problema, porém nenhum deles lida com janela de tempo de atendimento, capacidade máxima de estoque tanto no cliente quanto no depósito e o nível de confiança de atendimento individualizado para cada cliente. O objetivo principal deste trabalho é propor um novo algoritmo baseado em otimização matemática para lidar com esse problema mais realista. Além disso, este trabalho tem como objetivo secundário melhorar o algoritmo de estado da arte baseado em otimização matemática, visando encontrar soluções com um menor tempo computacional e custo. Foram realizados experimentos com instâncias sintéticas com 15 até 50 clientes, as quais são geradas aleatoriamente, e com uma instância real, baseada na experiência profissional no mercado empresarial e em cenários reais de distribuição na cidade de São Paulo Providers need to supply the demand of their clients as optimally as possible and maintaining the quality of their service, however in many cases this demand is unknown. This problem can be modeled as a inventory routing problem with stochastic demand, which includes inventory control, product transportation and delivery scheduling decisions. There are several papers in the literature to solve this problem, but none of them deals with service time window, maximum stock capacity for both the customer and the depot and individualized confidence level for each costumer. The main objective of this work is to propose a new algorithm based on mathematical optimization to deal with this more realistic problem. In addition, this work has as secondary objective to improve the state of the art algorithm based on mathematical optimization, aiming to find solutions with a lower computational time and cost. Experiments were performed with synthetic instances with 15 to 50 clients, which are randomly generated, and with a real instance, based on professional experience in the business market and in real distribution scenarios in the city of São Paulo

Durante as últimas décadas, pesquisas em biologia do tumor com a utilização de novas técnicas de biologia molecular produziram informações em profusão, motivando e dando condições para que fossem criados novos modelos matemáticos dedicados à análise de vários aspectos de crescimento e proliferação da população celular. Alguns desses modelos têm sido dedicados à descrição e análise do regime estacionário do processo de desenvolvimento de uma população celular sob condições químicas que se consideram favorecer a aceleração ou desaceleração do crescimento da população de células tumorais. Todavia, a dinâmica temporal do crescimento de uma população de células tumorais ainda não foi analisada nesses trabalhos. Uma das dificuldades é o estabelecimento da interação entre células de múltiplos tipos que sirvam como descrição para essa dinâmica. Nosso trabalho vem preencher essa lacuna e a presente dissertação tem como objetivo a apresentação do modelo, desenvolvido por nós, de simulação da dinâmica do crescimento e proliferação celular do melanoma (câncer de baixa incidência, mas de letalidade extremamente alta) e também dos resultados obtidos através das simulações deste modelo computacional During the last decades, tumor biology research with the use of new techniques in molecular biology resulted in a profusion of information that have given conditions and motivated the development of new mathematical models dedicated to analyzing various aspects of growth and proliferation of the cell population. Some of these models have been devoted to the description and analysis of the steady state of the development process of a cell population under chemical conditions that, in theory, promote the acceleration or deceleration of the growth of tumor cell population. However, these studies have not yet analyzed the temporal dynamics of growth of a tumor cell population. One of the difficulties is the establishment of the interaction between cells of multiple types that serve as the description for this dynamic. Our work fills this gap and this dissertation aims to present the model, developed by us, to simulate the growth dynamics and cellular proliferation of melanoma (cancer of low incidence but of extremely high lethality) and the results obtained through the simulations of this computational model

Nos últimos anos a preocupação com uma possível elevação da desigualdade social aumentou consideravelmente, principalmente por conta da obra de Piketty intitulada O Capital no século XXI. Para Piketty a diminuição da natalidade entre os ricos será um dos pontos cruciais para este aumento. As previsões contidas no livro são avassaladoras, se nada for feito a desigualdade aumentará a ponto de ameaçar a democracia e os sistemas políticos e sociais vigentes. Porém, alguns economistas, como por exemplo: Matthew Rognlie, não concordam com esta tese e apontam supostos erros e falhas cometidos pelo economista francês. O intuito deste trabalho é tentar um caminho diferente do trilhado por Piketty, utilizando outros meios e técnicas, este trabalho se propõem a analisar a questão da desigualdade causada pela herança dos bens. Para tanto, foi implementado e adaptado o algoritmo descrito no artigo A family-network model for wealth distribution in societies para analisar esta questão à luz de técnicas e métodos como: monte carlo, grafos e simulações computacionais. O resultado obtido vai ao encontro dos resultados obtidos por Piketty In recent years a concern for a possible rise in social inequality has increased considerably, especially on account of Piketty\'s work entitled \"Capital in the 21st Century.\" For a small reduction in the birth rate among the rich, it will be one of the crucial points for this increase. As predictions contained in the book are overwhelming, there is nothing for an inequality will increase a threatening point to democracy and existing political and social systems. However, some economists, such as Matthew Rognlie, do not agree with this article and point out supposed errors and failures committed by the French economist. The purpose of this paper is to try a different path from Piketty, using other means and techniques, this work is useful for an analysis of the issue of inequality caused by the inheritance of goods. A model of family network for the distribution of wealth in societies \"to a model of family network for the distribution of wealth in societies. The result obtained is in line with the results obtained by Piketty

Apresentamos uma pesquisa na área de Processamento de Linguagem Natural, para reconhecimento de personalidade com base em textos da língua portuguesa. Neste trabalho utilizamos textos provenientes da rede social Facebook, em conjunto com o modelo de personalidade dos Cinco Grandes Fatores, para construir um córpus rotulado com as personalidades de seus autores e, após a identificação das características mais relevantes para o reconhecimento de personalidade, construir modelos computacionais utilizando essas características. Utilizando-se métodos provenientes de léxicos, como o dicionário LIWC ou atributos psicolinguísticos, e métodos provenientes do próprio texto, como bag of words, representação distribuída de palavras e de documentos foram desenvolvidos modelos para reconhecimento de personalidade sem a necessidade de outros métodos mais comumente utilizados para essa tarefa, como inventários ou entrevistas com psicólogos. Os resultados dos métodos de representação distribuída são ligeiramente superiores do que os resultados utilizando o dicionário LIWC, com a vantagem de não exigirem recursos dependentes de um idioma específico We present a research proposal in the Natural Language Processing field, to recognize personality through texts in the portuguese language. Using texts from the social network Facebook we built a corpus labeled with authors Big-5 personality traits, and after identifying the most relevant atributes to recognize personality, we built computational models based on those attributes. The model was expected to recognize personality without the help of any other methods commonly used in this task, such as inventories or interviews with psychologists. Using lexical methods such as the LIWC dictionary or psycholinguistic attributes, and methods from the text itself, such as bag of words, distributed representation of words and documents, we obtained models for personality recognition without the need of other methods most commonly used for this task. The results of distributed representation methods are slightly better than the results using the LIWC dictionary, with the advantage of not requiring features dependent on a specific language

O presente trabalho tem como objetivo apresentar o resultado da análise e identificação de padrões e comportamentos de postagens na rede social Twitter monitorando um termo específico em um período definido de tempo. Após a extração e tratamento dos dados obtidos do Twitter, explicitando dentre as postagens quais são oriundas de usuários geradores de notícias, foram analisadas informações de topologia da rede de usuários do experimento, inclusive com o detalhamento das informações de propagação e duração das postagens: dados e comportamentos os quais buscamos reproduzir utilizando simulação por agentes The present work aims to present the result of the analysis and identification of patterns and behaviors of Twitter posts monitoring a specific term in a period. After the extraction and treatment of the data obtained from Twitter, emphasizing among the posts which are generated from news agency users, were analyzed the topology information about the network of users of the experiment, including details of propagation information and duration of the posts: data and behaviors that we seek to reproduce using agent simulation

Em uma perspectiva evolutiva, a emergência e a manutenção de comportamentos altruísticos e de cooperação não é de fácil entendimento. O impulso por ajudar um indivíduo desconhecido não pode significar um prejuízo na capacidade reprodutiva, o que muitas vezes parece ser o mais óbvio. Muito se tem feito no sentido de compreender os ganhos indiretos da cooperação, ou o que se espera em retorno por este comportamento. A espera por reciprocidade é um dos modos de se tornar a cooperação atraente. Os seres humanos possuem uma capacidade singular de expandir a reciprocidade para interações organizadas em que não necessariamente se recebe a retribuição de um favor, mas sim o favor de um terceiro indivíduo. Para estes sistemas, de reciprocidade indireta, são necessários elaborados processos cognitivos que sustentam uma capacidade para linguagem, julgamentos morais e organização social. Entende-se que esta forma de cooperação é um fator essencial para a evolução do intelecto e da estrutura social atuais dos seres humanos. A teoria dos jogos evolucionária é uma ferramenta matemática muito utilizada na sistematização analítica dos problemas envolvendo cooperação e processos evolutivos no geral. A capacidade reprodutiva é traduzida em termos de funções matemáticas, sendo possível realizar dinâmicas populacionais que modelam a pressão seletiva. Neste trabalho, utilizamos métodos de teoria dos jogos evolucionária para explorar modelos de reciprocidade indireta, expandindo o tratamento de um modelo para interações opcionais envolvendo estratégias de cooperadores condicionais. Mostramos que a presença de cooperadores incondicionais ameaça a estabilidade da cooperação e que erros de execução podem ser uma solução. At an evolutionary perspective, the emergence and maintenance of altruistic and cooperative behaviours is of no easy understanding. The impulse of helping an unrelated individual cannot mean a loss of reproductive fitness, as many times may seem the obvious. Much has been done in the way of knowing the indirect benefits of cooperation, or what to expect in retribution for this behaviour. To expect reciprocity is one way of looking at cooperation as more attractive. Human beings have a singular capacity of expanding reciprocity to organized interactions where retribution of a favour is not necessary, but one can expect the favour of a third-party. For these systems, of indirect reciprocity, elaborate cognitive processes are necessary, ones that maintain the capacity for language, moral judgements and social organization. One can understand this form of cooperation as an essential factor for the evolution of humans nowadays´ intellect and social structure. Evolutionary game theory is a mathematical tool that is largely used in the analytical systematization of problems involving cooperation and evolutionary processes in general. Reproductive fitness is understood in terms of mathematical functions, making possible the work on population dynamics that model selective pressure. In this work, we use methods in evolutionary game theory to explore models of indirect reciprocity, expanding the treatment of a model for optional interactions involving conditional cooperators strategies. We show that the presence of unconditional cooperators threatens the stability of cooperation and that execution errors might be a solution.

Unidades de conservação possuem o objetivo de preservar a natureza, evitando o desmatamento e promovendo a sustentabilidade do meio ambiente. Contudo, para que estas atendam aos propósitos para os quais foram criadas, sem acarretar prejuízos sociais ou conflitos com as populações locais, estudos aplicados interdisciplinares são essenciais, agregando conhecimento útil à gestão e ao planejamento das unidades de conservação. Sob a ótica da ciência da complexidade, o objetivo principal deste trabalho foi desenvolver modelos que auxiliassem na compreensão das mudanças no uso e cobertura da terra, realizassem simulações de cenários futuros, e permitissem observar os efeitos da implantação de políticas de preservação sobre a paisagem. Construímos modelos dinâmicos baseados em cadeias de Markov e autômatos celulares, aliados a técnicas de geoprocessamento. Os modelos foram aplicados a um estudo de caso, o Parque estadual do Itinguçu, ao longo de uma série temporal de materiais aerofotográficos de quase 50 anos (1962-2010). Os resultados dos modelos mostraram que a implantação da unidade de conservação foi essencial para barrar o desmatamento, mas que as práticas tradicionais de agricultura itinerante não estavam diretamente relacionadas à conversão da área de floresta, indicando que a incompatibilidade entre preservação e presença humana, muitas vezes usada como justificativa para a implantação de unidades de proteção integral, deve ser reavaliada sob outra perspectiva. Os resultados também apontaram para um desempenho satisfatório do modelo de Markov em projetar tendências, apesar de possuir certa aleatoriedade na alocação dos elementos no espaço. O incremento do autômato celular diminuiu tal aleatoriedade, mas não foi tão eficiente em reproduzir as tendências observadas nas matrizes de transição quanto o modelo de Markov. Concluímos que a metodologia aplicada no presente trabalho foi útil para compreendermos as mudanças na paisagem da área de estudo, e que a escolha do modelo (Markov ou Markov com autômato celular) deve ser feita com base em uma análise criteriosa caso a caso, em conformidade com as prioridades do estudo a ser realizado. Espera-se que esta pesquisa possa fomentar a discussão sobre o uso desta metodologia como uma ferramenta para planejamento e análise de políticas de conservação da natureza e gestão do território Conservation units have the purpose to preserve the nature, avoiding the deforestation and promoting the environment sustainability. However, for these to be effective in that purpose, without causing social injuries or conflicts with the local population, interdisciplinary applied studies are essential and must be made by different areas of science, adding useful knowledge to the management of protected areas. Under the vision of the Complexity Science, the main goal of this research was to develop models that help in understanding the land use and cover changes, perform simulations of future scenarios, and allow observing the effects of the implementation of conservation policies on the landscape. We built Markov and cellular automata models, allied to the geoprocessing techniques. The models were applied to a case study, the Parque Estadual do Itinguçu, over a time series of aero photographic materials of almost 50 years (1962-2010). The results of the models showed that the implementation of the conservation unit was essential to stop the deforestation, but the traditional practices of shifting cultivation were not directly related to the conversion of forest area, indicating that the incompatibility between conservation and human presence, often used as justification for the implementation of some strict protection units, should be reviewed from a different perspective. The results also pointed to a satisfactory performance of the Markov model to project trends, despite having certain randomness in the allocation of elements in space. Add cellular automata to model decreased this randomness, but was not so effective in reproducing the observed trends in transition matrices than the Markov model. We concluded that the methodology applied in this study was useful for understanding the changes in the landscape of the study area, and that the choice of model (Markov or Markov with cellular automata) should be based on a careful analysis in accordance with the priorities of the study to be applied. We hope that this research can encourage the discussion of this methodology as a tool for analysis of conservation policies of nature and land management

O objetivo deste trabalho é estudar como a distribuição de investidores entre aleatórios, grafistas, fundamentalistas e híbridos afeta a dinâmica de um mercado de ações representada por fatos estilizados. Para realização desse trabalho, foi desenvolvido um simulador de mercado de ações baseado em agentes, no qual são incorporadas regras e características do mercado de ações da BM&FBOVESPA. Os agentes grafistas, fundamentalistas e híbridos aprendem com a experiência. O simulador foi executado um número de vezes para diversas distribuições de perfis e os resultados foram analisados com o objetivo de identificar relações entre tais distribuições e os fatos estilizados estudados The objective of this work is to study how the distribution of investors among random, chartists, fundamentalists and hybrids affects the dynamics of a stock market represented by stylized facts. To carry out this work, we developed a stock market simulator based on agents, which incorporates rules and characteristics of the BM&FBOVESPA stock market. Chartists, fundamentalists and hybrids agents can learn from experience. The simulation was performed a number of times for various profiles distributions and the results were analyzed in order to identify relationships between these distributions and the stylized facts studied

Nesta tese desenvolvemos modelos de apreçamento de ativos financeiros baseados no conceito de influência social, analisamos também algumas das consequências destes modelos e comparamos com os modelos correspondentes clássicos. Por meio das funções de utilidade generalizadas exponencial e quadrática, deduzimos o CAPM com influência social. Obtivemos que o coeficiente beta da fórmula do CAPM depende de uma aversão ao risco efetiva do mercado que depende da distribuição de riqueza dos agentes do mercado. Supondo que distribuição de riqueza dos agentes do mercado segue uma distribuição de Pareto, fomos capazes de conectar, aversão ao risco média efetiva do mercado, volatilidade e distribuição de riqueza dos agentes, estabelecendo a previsão empírica de que a volatilidade aumenta com a concentração da distribuição de riqueza dos agentes do mercado, a qual foi corroborada por meio de análise estatística. Através da função generalizada tipo potência são feitas algumas considerações sobre alguns \"puzzles\" econômicos bem conhecidos (o \"Equity Premium Puzzle\" e o \"Riskfree Rate Puzzle\") que mostram que a modelagem da influência social pode ter impacto no esclarecimento destes \"puzzles\". In this thesis we develop pricing models for financial assets based in the concept of social influence, we analyze too some of consequences of this models and we compare with the corresponding classical models. By means of the exponential and quadratic generalized utility functions, we deduce the CAPM with social influence. We obtained that the coefficient beta from the formula of the CAPM depends of a market effective risk aversion that depends of the wealth distribution of the market agents. Supposing that the wealth distribution of the market agents follows a Pareto distribution, we were able to connect, market effective average risk aversion, volatility and wealth distribution of the agents, establishing the empirical forecasting that the volatility grows with the concentration of the wealth distribution of the market agents, which was corroborated by means of statistical analysis. Through the generalized power function are made some considerations about some economic puzzles well-known (the Equity Premium Puzzle and the Riskfree Rate Puzzle) that show us that the modeling of the social influence can to have impact in the clarification these puzzles.

Sistemas Complexos são característicos por possuir uma rede interna representando o relacionamento estrutural entre seus elementos e uma forma natural de interpretar essa interação é através de um grafo. Neste trabalho, o sistema de transporte público urbano de São Paulo é reinterpretado de forma acoplada (ônibus e metrô juntos) como uma rede complexa, abstraindo detalhes operacionais e focando na conectividade. Pelo grafo empiricamente gerado, é feita uma caraterização estatística nas métricas de redes complexas, onde diferentes valores de raio de distância são usados para agrupar pontos e estações próximas que antes se apresentavam desconectados. Esse agrupamento pode ser interpretado como uma ferramenta de política pública, representando a disposição do usuário em se locomover ao ponto mais próximo para acessar o transporte. O processo mostrou que aumentar essa disposição gera grande redução na distância e número de passos entre ônibus, trens e linhas de metrô para atingir todos os destinos da rede. É utilizado um modelo exploratório que testa a robustez da rede aleatoriamente, deterministicamente e probabilisticamente tendo como alvo pontos e linhas. De acordo com os raios de agrupamento, definido como disposição, diferentes valores de fragmentação foram obtidos diante dos ataques simulados. Esses resultados suportam duas principais características observadas na literatura de redes deste tipo: possuem um elevado grau de robustez à falhas aleatórias, mas são vulneráveis a ataques tendo como alvo nós ou links importantes Complex systems are characteristic by having an internal network representing the structural relationship between its elements and a natural way to interpret this interaction is through a graph. In this work, the urban public transport system of São Paulo is reinterpreted as a coupled (bus and subway) complex network, bypassing operational details and focusing on connectivity. Using the empirically generated graph, a statistical characterisation is made by network metrics where different radius values are used to group nearby stops and stations that were disconnected before. That can be interpreted as a public policy tool, representing the user\'s willingness to get around the nearest point to access transportation. This process has shown that increasing this willingness generates great reduction in the distance and in the number of jumps between buses, trains and subways lines to achieve all the network destinations. An exploratory model is used to test the robustness of the network by randomly, deterministically and preferentially targeting the stops and service lines. According to the grouping radius, aka willingness, different fragmentation values were obtained under attack simulations. These findings support two main characteristics observed in such networks literature: they have a high degree of robustness to random failures, but are vulnerable to targeted attacks

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO Consideramos o oscilador harmônico com amortecimento aleatório em presença de ruído externo. Os ruídos, representando perturbações externas e internas, são modelados pelo processo de Ornstein-Uhlenbeck ou ruído branco e pelo processo dicotômico ou ruído branco, respectivamente. Usando técnicas de sistemas dinâmicos, analisamos o valor médio e a dispersão da posição e da velocidade do oscilador harmônico estocástico, apresentando resultados analíticos e numéricos. Em particular, obtemos expressões para a expansão de baixa-ordem em relação ao tempo de correlação da perturbação interna, no caso da atuação do ruído dicotômico. Finalmente, usando o modelo de oscilador harmônico com amortecimento aleatório como referência, investigamos a série intradiária de preços do mercado brasileiro. We consider the random damping harmonic oscillator in presence of external noise. The noises, representing external and internal perturbations, are modeled as an Ornstein-Uhlenbeck process or a white noise and as a dichotomous process or a white noise, respectively. Using dynamical systems tools, we analyze the expected value as well as the dispersion of the stochastic harmonic oscillator s position and velocity, presenting analytical and numerical results. In particular, we also provide expressions for the low-order expansion in the correlation time of the internal perturbation, in the case the dichotomous noise is at play. Using random damped harmonic oscillator model as a reference, we conclude by investigating the intra-day Brazilian stock price series.

O presente trabalho tem como objetivo analisar a dinâmica da transmissão da política monetária através dos canais de crédito (Canal de Empréstimo Bancário e Canal dos Balanços Patrimoniais), utilizando conceitos e ferramentas da área de Sistemas Complexos para simular uma economia representada por diferentes setores em que os agentes estão interconectados através de relacionamentos de crédito. O presente modelo baseia-se no trabalho de Gatti et al. (2009). A novidade foi introduzir um mecanismo de transmissão da política monetária através de um mercado interbancário e de uma taxa básica de juros permitindo analisar os impactos na economia através dos canais de crédito. O resultado da simulação mostra que o impacto das políticas monetárias no âmbito microeconômico podem se desenvolver como resultado da interação complexa desses agentes heterogêneos através de relacionamentos de crédito ao longo do tempo, e as variáveis no âmbito macroeconômico, como a taxa básica de juros, afetam o próprio sistema através de um processo de retroalimentação ou feedback. This study aims to analyze the dynamics of the monetary policy transmission through the credit channels (Bank Lending Channel and Balance Sheets Channel), using concepts and tools from the Complex Systems field to simulate an economy represented by different sectors in which agents are interconnected via credit relationships. This model is based on the work of Gatti et al. (2009) that used agent-based modeling. The novelty was to introduce a transmission mechanism of monetary policy through an interbank market and a primary interest rate, allowing the analysis of the impacts on the economy through the credit channels. The simulation results show that the impact of monetary policy on microeconomic level can be developed as a result of the complex interaction of these heterogeneous agents via credit relationships over time, and the variables in the macroeconomic context, such as the primary interest rate, affect the system through a feedback process.

Este trabalho possui um duplo objetivo: i) estudar os fatos estilizados do livro de ofertas dos papéis negociados na Bolsa de Valores de São Paulo (BOVESPA), assim como dos retornos engendrados pela dinâmica do livro de ofertas e ii) desenvolver um modelo de livro de ofertas baseado em agentes com o propósito de reproduzir tais fatos estilizados. Trabalhou-se com dados de junho/2006 a janeiro/2009 de uma amostra formada pelos vinte papéis mais negociados da BOVESPA. Os resultados empíricos corroboraram alguns fatos estilizados observados no estudo de papéis de outros países, mas refutaram outros. O modelo baseado em agentes conseguiu emular satisfatoriamente os fatos estilizados relacionados aos retornos, mas em se tratando da reprodução dos fatos estilizados do livro de ofertas o modelo foi menos eficaz. This study has two aims: i) analyze the stylized facts of the order book of stocks traded in the São Paulo Stock Exchange (BOVESPA), as well as of the returns engendered by the order book dynamics and ii) develop an order book agent-based model able to reproduce such stylized facts. It was used data from June 2006 to January 2009 regarding a sample composed by the twenty most traded stocks in BOVESPA. The empirical results corroborated some stylized facts observed in stocks of other countries, but refuted others. The agent-based model successfully emulated the stylized facts concerning the returns; however, the model was less efficient in reproducing the stylized facts of the order book.

Este trabalho propõe um modelo de um mercado que pode ser simulado em diversas condições. Pode-se pensar neste modelo como um laboratório para simulação e estudo de diferentes configurações de mercado. O modelo foi desenvolvido sob a plataforma de software NetLogo para a execução das simulações. Apresenta-se também, de forma sintética um conceito de mercado, uma visão de economia, de marketing, de estratégia e do comportamento do consumidor. Forma analisadas diversas formas de modelagem e decidiu-se utilizar sistemas multiagentes, pois são flexíveis e permitem a simulação de diversos tipos de fenômenos. A primeira tentativa de desenvolver este modelo apresentou resultados distintos de um mercado real, pois revelou-se muito mecânico e processual. Isso nos levou a busca de modelos adaptativos inteligentes para o comportamento dos agentes, bem como, nos concentrar na dinâmica de interação entre os agentes This work aims at developing a model to simulate a market under several conditions. This model can be viewed as a laboratory to simulate and study different markets configurations. The model simulation was developed using the NetLogo language. A concept of market, economy, marketing, strategy and consumer behavior are briefly presented. After analyzing several ways of implementing the model it was decided to use agent based simulation because of its flexibility and possibility of simulating a variety of behaviors. A first approach to develop the model resulted in a very mechanic and artificial market simulation. This result lead the simplification of the model and focus on adaptive behavior and the interaction among the agents

O estudo econômico e financeiro vem se modificando e buscando novas metodologias. Desde a crise que se iniciou com os \"subprimes\" nos Estados Unidos em 2008 e se espalhou para as economias de todo o mundo, novas discussões de como ela poderia ter sido evitada e qual caminho deveriam os países seguir para sair da estagnação já surgem no mundo acadêmico em direção ao estudo da complexidade. Em termos econômicos, algumas críticas feitas ao estudo da economia tradicional, principalmente atribuídas ao excesso de restrições utilizados nos modelos, podem ser agora afrouxadas, uma a uma, através de modelagens baseadas em agentes. Já no entendimento e controle do risco financeiro, redes complexas prestam fundamental distinção. Os modelos até então utilizados para controle de riscos no mercado financeiro não levam em consideração o risco global, porém apenas o risco local. Muitas teorias sobre a diminuição do risco através da diversificação são aceitas e realmente produzem sistemas mais estáveis, porém com pouca resiliência, ou seja, o número de crises diminui, porém as que ocorrem são muito mais graves. Este trabalho sugeriu um modelo baseado em agentes, onde um sistema econômico simples foi construído, para ser capaz de gerar crises. Este modelo formado por firmas e demanda estocástica, utiliza bancos para simular o mercado financeiro. Tais bancos estão conectados entre si através de uma rede interbancária. Para testar os efeitos de risco sistêmico, foram realizados três testes. No primeiro aumentou-se a alavancagem máxima permitida e os bancos conseguiram obter mais lucro e maior crescimento, porém a partir de certo patamar o sistema entrou em colapso, com frequente crises. No segundo aumentou-se a conectividade média e os bancos também obtiveram maior lucro, porém com crises muito mais profundas. No aumento do índice de cluster da rede interbancária, assim como nos dois primeiros testes os bancos conseguiram maior crescimento, porém agora sem os mesmos efeitos indesejáveis causados pelo aumento do risco. Economic and financial studies have been changing and searching new methodologies. Since the 2008 subprime crisis, which spread into economies around the globe, new discussions on how it could have been prevented, and paths which countries should follow to emerge from stagflation have been discussed by the academic world towards the complexity subject. In economic terms, some of the criticism of neoclassic economics, mainly due to excessive constrains used by its models, can now be eased, one by one, through agent based modeling. Regarding financial risk understanding and control, complex networks assume fundamental distinction. Models applied so far in financial market risk control dont consider global risk, but only the local one. Many theories on risk diversification are accepted and indeed produce more stable systems, although with little resilience, which means smaller number of crisis, but when it does occur, are more serious ones. This paper suggested an agent based model, using a simple economic system capable of generating crisis. This model was constituted by firms and stochastic demand, using banks to simulate the financial market. These banks were connected though a banking network. In order to test systemic risk, the model performed three tests. First, the maximum leverage allowed was increased and banks were able to achieve higher profits and growth, but from a certain level, the system collapsed with frequent crisis. Second, the average connectivity was increased and banks obtained higher profits, however with more severe crisis. Finally, increasing banking network cluster index, similarly to the first two tests, banks achieved higher growth, but without the undesirable effects caused by risk increase.

Estudos sobre a manutenção da diversidade cultural sugerem que o mecanismo de interação social, normalmente considerado como responsável pela homogeneização cultural, também pode gerar diversidade. Com o intuito de estudar esse fenômeno, o cientista político Robert Axelrod propôs um modelo baseado em agentes que exibe estados absorventes multiculturais a partir de uma interação homofílica homogeneizadora entre os agentes. Nesse modelo, a diversidade (ou desordem) cultural é produzida pela escolha dos fatores culturais iniciais dos agentes e a interação homofílica age apenas no sentido de reduzir a desordem inicial. Em virtude de sua simplicidade, várias releituras e variações do modelo de Axelrod são encontradas na literatura: introdução de uma mídia externa, alterações da conectividade dos agentes, inserção de perturbações aleatórias, etc. Entretanto, essas propostas carecem de uma análise sistemática do comportamento do modelo no limite termodinâmico, ou seja, no limite em que o número de agentes tende a infinito. Essa tese foca primariamente nesse tipo de análise nos casos em que os agentes estão fixos nos sítios de uma rede quadrada ou nos sítios de uma cadeia unidimensional. Em particular, quando os fatores culturais iniciais dos agentes são gerados por uma distribuição de Poisson, caracterizamos, através de simulações de Monte Carlo, a transição entre a fase ordenada (pelo menos um domínio cultural ´e macroscópico) e a fase desordenada (todos os domínios culturais são microscópicos) na rede quadrada. Entretanto, não encontramos evidência de uma fase ordenada na cadeia unidimensional. Já para fatores culturais iniciais gerados por uma distribuição uniforme, observamos a transição de fase tanto na rede unidimensional como na bidimensional. Por fim, mostramos que a introdução de um campo externo espacialmente uniforme, cuja interpretação é a de uma mídia global influenciando a opinião dos agentes, elimina o regime monocultural do modelo de Axelrod no limite termodinâmico. Studies on the maintenance of cultural diversity suggest that the mechanism of social interaction, generally regarded as responsible for cultural homogenization, may also generate diversity. In order to study this phenomenon, the political scientist Robert Axelrod proposed an agent-based model that exhibits multicultural absorbing states, despite the homophilic and homogenizing character of the interaction between agents. In this model the cultural diversity (or disorder) is produced by the choice of the initial cultural traits of the agents, and the homphilic interaction acts towards the reduction of the initial disorder. Due to its simplicity, several re-examinations and variants of Axelrods model are found in the literature: the introduction of an external media, changes in the connectivity of the agents, introduction of random perturbations, etc. However, these proposals lack a systematic analysis of the behavior of the model in the thermodynamic limit, i.e., in the limit that the number of agents tends to infinity. This thesis focuses mainly on that type of analysis in the cases the agents are fixed in the sites of a square lattice or in the sites of a chain. In particular, when the initial cultural traits of the agents are generated by a Poisson distribution we characterize, through Monte Carlo simulations, the transition between the ordered phase (at least one macroscopic cultural domain) and the disordered phase (only microscopic domains) in the square lattice. However, we found no evidence of an ordered phase in the one-dimensional lattice (chain). For initial cultural traits generated by a uniform distribution, we find a phase transition in both the one and two-dimensional lattices. Finally, we show that the introduction of a spatially uniform external field, which can be interpreted as a global media influencing the opinion of the agents, eliminates the monocultural regime of Axelrods model in the thermodynamic limit.

As crises financeiras são processos de perdas decorrentes do mecanismo do mercado financeiro. Elas afetam as instituições do sistema financeiro e por meio do processo de contágio se espalham por ele, algumas vezes analogamente ao efeito dominó. Este processo pode levar muitas instituições financeiras saudáveis a se tornarem insolventes. Isso acontece porque os agentes econômicos estão interligados por meio de relações contratuais e se tornam dependentes uns aos outros. O risco sistêmico pode ser entendido como o risco de uma grande perda em um sistema. O presente trabalho tem como objetivo utilizar as propriedades de um modelo de contágio, proposto para estudar os efeitos da propagação de crises financeiras, bem como a mensuração do risco sistêmico no sistema interbancário. Este problema foi investigado considerando três diferentes topologias de rede: Erdös-Rényi, Livre de Escala (ou Scale-Free) e Interbancária Empírica. A escolha destas topologias foi pelo fato de que duas delas - Livre de Escala e Interbancária Empírica - podem emular o sistema bancário real e a de Erdös-Rényi ter sido utilizada em diversos modelos da literatura. Cada nó representa um banco que possui balanço patrimonial constituído de passivos (patrimônio líquido, empréstimos e depósitos) e ativos (empréstimos, títulos e valores mobiliários). Foi analisada a influência da alavancagem do sistema, da probabilidade inicial de default e do número de clusters da rede Interbancária Empírica. O risco sistêmico foi medido utilizando o Indicador de Risco Sistêmico, o Índice de Risco Sistêmico e o VaR Sistêmico. Mostrou-se que as redes Livres de Escala são mais robustas em relação aos ataques aleatórios evitando o aumento da inadimplência. O aumento abrupto do impacto causados pela crise acontece devido ao aumento do grau de alavancagem do sistema. O número de clusters da rede Interbancária Empírica impacta a robustez do sistema. O modelo reproduz o resultado conhecido como Muito Interconectado para Falhar, que é quando bancos mais interconectados oferecem maior risco ao sistema. The financial crises are processes of losses arising from financial market mechanism. They affect the institutions of the financial system by the process of contagion. Sometimes it is equal to the domino effect. This process can make many healthy financial institutions become insolvents. It happens because economic agents are interconnected through contractual relations and become dependent on each other. Systemic risk can be understood as the risk of a huge loss in a system. The present work aims to study the properties of a contagion model proposed to study the effects of the spread of financial crises, as well as the measurement of systemic risk in the interbank system. This problem was investigated considering three different network topologies: Erdös-Rényi, Scale-Free and Empirical Interbank. The choice of these topologies was made by the fact that two of them - Scale-Free and Empirical Interbank - may emulate the real banking system and Erdös-Rényi has been used in several models in the literature. Each node is a bank and consists on a balance sheet split as liabilities (equity, borrowings and deposits) and assets (lendings, bonds and securities). It was analyzed the influence of the coefficient of leverage, the influence of the initial probability of default and the influence of the number of clusters on the Empirical Interbank. The systemic risk was measured using the Systemic Risk Indicator, Systemic Index and Systemic Value at Risk. It was shown that Scale-Free networks are more robust against random attacks, avoiding increases in the number of defaults. The abrupt increase in the impact caused by the crisis happens due to the increase in coefficient of leverage. The number of clusters on Empirical Interbank network impacts the robustness of the system. The model reproduces the result known as Too Interconnected to Fail, that is, banks more interconnected offer higher risk to the system.

A importância de se considerar os volumes na análise dos movimentos de preços de ações pode ser considerada uma prática bastante aceita na área financeira. No entanto, quando se olha para a produção científica realizada neste campo, ainda não é possível encontrar um modelo unificado que inclua os volumes e as variações de preços para fins de análise de preços de ações. Neste trabalho é apresentado um modelo computacional que pode preencher esta lacuna, propondo um novo índice para analisar o preço das ações com base em seus históricos de preços e volumes negociados. O objetivo do modelo é o de estimar as atuais proporções do volume total de papéis negociados no mercado de uma ação (free float) distribuídos de acordo com os seus respectivos preços passados de compra. Para atingir esse objetivo, foi feito uso da modelagem dinâmica financeira aplicada a dados reais da bolsa de valores de São Paulo (Bovespa) e também a dados simulados por meio de um modelo de livro de ordens (order book). O valor do índice varia de acordo com a diferença entre a atual porcentagem do total de papéis existentes no mercado que foram comprados no passado a um preço maior do que o preço atual da ação e a sua respectiva contrapartida, que seria a atual porcentagem de papéis existentes no mercado que foram comprados no passado a um preço menor do que o preço atual da ação. Apesar de o modelo poder ser considerado matematicamente bastante simples, o mesmo foi capaz de melhorar significativamente a performance financeira de agentes operando com dados do mercado real e com dados simulados, o que contribui para demonstrar a sua racionalidade e a sua aplicabilidade. Baseados nos resultados obtidos, e também na lógica bastante intuitiva que está por trás deste modelo, acredita-se que o índice aqui proposto pode ser bastante útil na tarefa de ajudar os investidores a definir intervalos ideais para compra e venda de ações no mercado financeiro. The importance of considering the volumes to analyze stock prices movements can be considered as a well-accepted practice in the financial area. However, when we look at the scientific production in this field, we still cannot find a unified model that includes volume and price variations for stock prices assessment purposes. In this paper we present a computer model that could fulfill this gap, proposing a new index to evaluate stock prices based on their historical prices and volumes traded. The aim of the model is to estimate the current proportions of the total volume of shares available in the market from a stock distributed according with their respective prices traded in the past. In order to do so, we made use of dynamic financial modeling and applied it to real financial data from the Sao Paulo Stock Exchange (Bovespa) and also to simulated data which was generated trough an order book model. The value of our index varies based on the difference between the current proportion of shares traded in the past for a price above the current price of the stock and its respective counterpart, which would be the proportion of shares traded in the past for a price below the current price of the stock. Besides the model can be considered mathematically very simple, it was able to improve significantly the financial performance of agents operating with real market data and with simulated data, which contributes to demonstrate its rationale and its applicability. Based on the results obtained, and also on the very intuitive logic of our model, we believe that the index proposed here can be very useful to help investors on the activity of determining ideal price ranges for buying and selling stocks in the financial market.

Séries temporais financeiras, como índices de mercado e preços de ativos, são produzidas por interações complexas dos agentes que participam do mercado. As propriedades fractais e multifractais destas séries fornecem evidências para detectar com antecedência a ocorrência de movimentos bruscos de mercado (crashes). Tais evidências são obtidas ao aplicar o conceito de Calor Específico Análogo C(q), proveniente da equivalência entre a Multifractalidade e Termodinâmica. Na proximidade de um crash, C(q) apresenta um ombro anômalo à direita de sua curva, enquanto que na ausência de um crash, possui o formato parecido com uma distribuição gaussiana. Com base neste comportamento, o presente trabalho propõe um novo indicador temporal IA(i), definido como a taxa de variação da área sob a curva de C(q). O indicador foi construído por intermédio de uma janela temporal de tamanho s que se movimenta ao longo da série, simulando a entrada de dados na série ao longo do tempo. A análise de IA(i) permite detectar com antecedência a ocorrência de grandes movimentos, como os famosos crashes de 1929 e 1987 para os índices Dow Jones, S&P500 e Nasdaq. Além disso, a análise simultânea de medidas como a Energia Livre, a Dimensão Multifractal e o Espectro Multifractal, sugerem que um crash de mercado se assemelha a uma transição de fase. A robustez do método para diferentes ativos e diferentes períodos de tempo, demonstra a importância dos resultados. Além disso, modelos estatísticos não lineares para a volatilidade foram empregados no trabalho para estudar grandes flutuações causadas por crashes e crises financeiras ao longo do tempo. Financial time series such as market index and asset prices, are produced by complex interactions of agents that trade in the market. The fractal and multifractal properties of these series provides evidence for early detection of the occurrence of sudden market movements (crashes). This evidence is obtained by applying the concept of Analog Specific Heat C(q), from the equivalence between the Multifractal Analysis and Thermodynamics. In the vicinity of a crash, C(q) exhibits a shoulder at the right side of its curve, while in the absence of a crash, C(q) presents a form similar to a Gaussian distribution curve. Based on this behavior, it is proposed in this work a new temporal indicator IA(i) defined here as the area variation rate over the Specific Heat function. We have constructed the mentioned indicator from a window of data with the first points (size s), that moves throughout the series, simulating the actual input of data over time. The indicator IA(i) allows one detecting in advance the occurrence of large financial market movements, such as those occurred in 1929 and 1987 for the marked indexes Dow Jones, Nasdaq and S&P500. Moreover, the simultaneous analysis of measures such as the Free Energy, Multifractal Dimension and Multifractal Spectrum suggest that a market crash resembles a phase transition. The robustness of the method for others assets and different periods of time demonstrates the importance of the results. Moreover, nonlinear statistical models for volatility have been employed in the work to study large fluctuations caused by crashes and financial crises over time.

A evolução tecnológica das redes de telecomunicações sem fio permite que organizações de redes mais inteligentes sejam vislumbradas. É possível imaginar um sistema de telefonia formado por dispositivos móveis autônomos que não necessite de nenhuma infraestrutura pré-estabelecida para trocar informações com seus vizinhos, de acordo com o alcance do raio de transmissão. Assim, as informações poderiam ser repassadas de nó em nó, formando uma rede de múltiplos saltos. A ausência de uma entidade central também poderia melhorar a tolerância a falhas do sistema, principalmente por gerar uma redundância de caminhos possíveis entre os nós. Analisamos o desempenho desse sistema em diferentes cenários e a sensibilidade à variação de parâmetros como o raio de transmissão, interferências, a quantidade de nós e número de saltos máximo permitido (TTL), e testamos estratégias de comunicação com raio fixo, raio variável, número de vizinhos mínimo e etc., através de modelagem e simulação baseada em agentes. De maneira geral, a estratégia de transmissão com raio variável apresentou a melhor taxa de mensagens recebidas e a menor média de saltos até o destino, porém com maior nível de energia do sistema. A estratégia de raio fixo apresentou a menor energia total gasta pelo sistema para enviar as mensagens, porém, com uma taxa menor de mensagens recebidas. Além disso, avaliamos que as principais causas de perdas de pacotes estão associadas com o aumento da mobilidade, a redução do TTL e as interferências, sendo que cada uma contribui mais ou menos de acordo com o cenário estudado. The technological development of Wireless Networks leads to more intelligent networks structures. One can imagine a mobile data system consisting of autonomous mobile devices that do not require any pre-established infrastructure to exchange information one with another, limited mainly by the transmission radius. Thus, data could be forwarded from node to node, forming a multihop network. The absence of a central entity could also improve fault tolerance by allowing redundant paths for nodes to communicate. We analyzed the performance of the system in different scenarios and system behavior regarding parameters variations such as transmission radius, interferences, the number of nodes and maximum allowed number of hops (TTL), and tested communication strategies with fixed radius, variable radius, minimum number of neighbors to transmit, etc., through modeling and simulation-based agents. In general, variable radius strategy had the best rate of incoming messages and the lowest average number of hops to the destination. However it presented the higher level of system energy. In one hand, fixed radius strategy presented the lowest total energy expended by the system to send messages, but, in the other hand, the rate of incoming messages was lower. Furthermore, we discovered the main causes of packet losses are associated with increased mobility, reducing the TTL and interference, each of which contributes more or less in accordance with the scenario.

Ao longo da história, diversas foram as tentativas da ciência em sistematizar o conhecimento sobre as cidades. Um conjunto de recentes descobertas empíricas deu início a uma nova ciência urbana, fundamentada nos sistemas complexos( BATTY , 2013). Uma das raízes empíricos dessa ciência está nas análises de escalamento entre diversas variáveis urbanas com a população das cidades. Como hipótese fundamental, propõe-se que por mais diferentes que sejam, parece existir um padrão muito claro de escalamento entre a população dos centros urbanos com variáveis de produção socioeconômica (superlinear) e variáveis infraestruturais (sublinear). Um modelo de campo médio proposto por Bettencourt( BETTENCOURT , 2013) parece apresentar uma prossível explicação para a origem dessas leis de escala nas interações sociais. Essa hipótese ainda carece, entretanto, de maiores comprovações empíricas e de maiores explorações do modelo proposto. O presente trabalho apresenta os resultados de uma exploração das leis de escala entre as cidades brasileiras e uma tradução do modelo de Bettencourt em uma estrutura de modelagem por agentes. Os padrões de escalamento das cidades brasileiras parecem seguir aqueles encontrados em outras cidades do mundo com certa robustez. Escalamentos de variáveis de arrecadação e de despesas foram estudados e as cidades brasileiras parecem otimizá-los a medida que crescem. O modelo se mostrou coerente com os fatos observados empiricamente e indicou que cidades muito desiguais tendem a ter menores produções socioeconômicas e que áreas de interações maiores e custos de transporte menores tendem a produzir mais interações socioeconômicas Throughout history science has tried in many ways to sistematyze the knowledge about cities. Recent empirical discoveries started a new urban science, based on complex systems and data science( BATTY , 2013). One of the empirical foundation of this science is the scaling laws of diferent urban variables in relation to the urban population size. As a main hypothesis, it is sugested that as diferent as cities may be, there seems to be an evident scaling pattern between population size and socioeconomic production (superlinear) and infrastrufture variables (sublinear). A mean field model proposed by Bettencourt( BETTENCOURT , 2013) appears to present a plausible explanation for the origin of scaling laws in social interactions. However, this hypothesis still lacks more concluding empirical proof and further study of the model itself. This paper presents the results of an exploration of the scaling laws among Brazilian cities and a translation of Bettencourts model in a ABM framework. The scaling patterns of Brazilian cities appear to follow those found in other cities in the world with a certain robustness. Tax revenues and costs scaling were studied and Brazilian cities seem to optimize them as they grow. The model proved to be consistent with the facts observed empirically and indicated that very unequal city tend to have lower socioeconomic productions and greater areas of interactions and lower transportation costs tends to imply greater socioeconomic productions

O marketing de relacionamento contribui para a sobrevivência das empresas e para o sucesso dos negócios. Sua meta é desenvolver relacionamentos profundos, duradouros e mutuamente satisfatórios entre fornecedores e clientes. O marketing de relacionamento está associado a uma perspectiva estratégica, de posicionamento da empresa e da necessidade de a empresa se relacionar com outras organizações. Neste estudo são pesquisadas as trocas relacionais que ocorrem entre o distribuidor e o varejista, isto é, entre aquele que oferece vários produtos e serviços e aquele que vende esses produtos e serviços para o consumidor final. O assunto deste estudo trata do relacionamento entre a farmácia e a drogaria, situadas na Grande São Paulo, e o seu distribuidor principal de remédios. Comprometimento e confiança são conceitos importantes neste relacionamento, além de exercerem uma posição mediadora em um conjunto de variáveis existentes no relacionamento. Foi aplicado o modelo da teoria do comprometimento-confiança do marketing de relacionamento (Key mediating variable) de Morgan e Hunt (1994), com a inclusão do constructo poder. Inicialmente, foi realizada uma pesquisa qualitativa, que contribuiu para um maior conhecimento do contexto farmacêutico e uma segunda pesquisa qualitativa para a avaliação dos constructos e seus indicadores. Em seguida foi realizada uma pesquisa quantitativa, que consistiu de entrevistas pessoais com os responsáveis pelas compras de medicamentos das farmácias e drogarias, para a obtenção de dados com o fim de se aplicar o modelo teórico no contexto farmacêutico. A principal técnica estatística utilizada foi a modelagem de equações estruturais com o software SmartPLS. Os resultados indicam que o constructo poder pode fazer parte do modelo, além de confirmarem que confiança e comprometimento são conceitos mediadores do relacionamento. Entre várias descobertas interessantes, foram constatadas: a necessidade de maior comunicação e cooperação entre as partes envolvidas; a relação inversa entre grau de comprometimento e propensão para deixar o relacionamento; a relação direta entre confiança e cooperação e entre confiança e comprometimento entre as partes envolvidas. O modelo utilizado deve ser testado em pesquisas futuras com um maior enriquecimento dos constructos utilizados, tanto no contexto farmacêutico em outras localidades, como em outros setores de atividade em que seja pertinente a análise das ações do marketing de relacionamento. Os profissionais de marketing podem avaliar o relacionamento com seus parceiros de negócios com a aplicação do modelo estudado e identificar orientações estratégicas para o fortalecimento deste relacionamento. The relationship marketing contributes for the survival of companies and for the business success. Its goal is to develop deep, lasting and mutually satisfactory relationships between suppliers and customers. The relationship marketing is associated with a strategic perspective, with the company positioning and with the necessity of relationship of the company with the others organizations. In this study relational exchanges between the distributor and retailer are investigated, that is, between who offers various products and services and who sells these products and services to the final consumers. The subject of this study deals with the relationship between the pharmacy and drugstore, located in the Great São Paulo, and their main distributor of medicines. Commitment and trust are important concepts in this relationship, and play a mediator position within a set of existing variables in the relationship. The model of the commitment-trust theory of relationship marketing (Key mediating variable) of Morgan and Hunt (1994) was applied, with the inclusion of the construct power. Initially it was carried out a qualitative research, which contributed to a greater knowledge of the pharmaceutical context and a second qualitative research to assess the constructs and their indicators. Next, it was carried out a quantitative research, which consisted of personal interviews with those responsible for purchasing the medicines to the pharmacies and drugstores, to obtain data in order to apply the theoretical model in the pharmaceutical context. The main statistical technique used was structural equation modeling with the software SmartPLS. The results indicate that the construct power can be part of the model, and confirm that trust and commitment are mediators constructs of the relationship. Among several interesting findings were noted: the need for greater communication and cooperation between the parties, the inverse relation between the degree of commitment and the propensity to leave the relationship, the relation between trust and cooperation and between trust and commitment between the involved parties. The model should be tested in future research with a greater enrichment of the constructs used, both in the pharmaceutical context in other localities, as in other sectors of activity that is relevant to the analysis of relationship marketing actions. Marketing professionals can assess the relationship with theirs business partners with the application of the studied model and identify strategic guidelines for the strengthening of this relationship.

Os princípios e as diretrizes organizativas do SUS, combinados ao modelo estipulado de financiamento da assistência à saúde, conduzem ao surgimento de falhas de mercado, que geram barreiras à apropriada gestão do sistema e, por conseguinte, impedem a concretização dos objetivos do SUS e, potencialmente, acarretam o aprofundamento das iniquidades em saúde na população. As características estruturais e a heterogeneidade de atores no âmbito da rede de serviços do SUS, tendo em vista as configurações diversas assumidas pelas sub-redes regionalmente definidas, cujos gestores apresentam certo grau de autonomia decisória e mantêm interações entre si segundo regras preestabelecidas, impõem dificuldades analíticas que não permitem que as características globais do sistema público de saúde brasileiro sejam apreendidas a partir de uma análise simplista da soma de seus agentes componentes, à medida que sua configuração global é resultado da evolução das interações ocorridas em seu interior. Propõe-se a utilização de métodos quantitativos baseados em dinâmica de agentes inseridos em redes sociais como alternativa ao emprego de métodos quantitativos retrospectivos baseados em estimativas parciais. A modelagem baseada em agentes apresenta significativas vantagens à compreensão da organização, heterogeneidade e dinâmica estrutural da rede de serviços do SUS, assim como possibilita uma busca pela minimização dos efeitos das falhas de mecanismos de mercado no sistema de saúde brasileiro The principles and organizational guidelines of SUS, combined to set model of health care financing not only the emergence of market failures, which generate barriers to proper management of the system and therefore prevent the achievement of the goals and SUS, potentially, lead to the deepening of health inequities in the population. The structural characteristics and the heterogeneity of actors under the public health network, in view of the different configurations assumed by regionally defined subnets, whose managers have a certain degree of decision-making autonomy and maintain interactions with each other according predetermined rules, impose difficulties analytical that do not allow the global characteristics of the public system of Brazilian health are seized from a simplistic analysis of the sum of its components agents, as its overall configuration is the result of the evolution of interactions occurring inside. It is proposed the use of quantitative methods based on dynamic inserted agents in social networks as an alternative to the use of retrospective quantitative methods based on partial estimates. The modeling based on agents has significant advantages to understand the organization, heterogeneity and structural dynamics of the public health network, as well as enables a search for minimizing the effects of failures of market mechanisms in the Brazilian health system