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Agradecimentos: We thank the medical team from the Department of Ophthalmology, Federal University of São Paulo, for the data collection and annotation and Dr. Alexandre Ferreira for suggestions on earlier drafts of this work. We thank José A. Stuchi, Flavio P. Vieira and Diego Lencione, co-founders of Phelcom Technologies for encouraging us in investigation of efficient solutions. We thank Kaggle, the California Healthcare Foundation, and EyePACs for sponsoring a diabetic retinopathy competition and for providing the community with a useful and wide dataset. The Messidor-2 dataset was kindly provided by the LaTIM laboratory (see http://latim.univ-brest.fr/) and the Messidor program partners (see http://messidor.crihan.fr/). We also thank the University of Iowa for providing the reference standard of Messidor-2 dataset. We gratefully acknowledge the support of NVIDIA Corporation with the donation of the GPUs used for this research. Finally, this work was supported in part by Microsoft Research, São Paulo Research Foundation (Fapesp) under the grant #2017/12646-3, the National Council for Scientific Research (CNPq) under grants #311486/2014-2, and 304472/2015-8, Amazon Web Services, CAPES DeepEyes project, CAPES/PNPD, and Google Research. MDA is Director and shareholder of IDx, LLC, Iowa City, and has patents and patent applications, assigned to the University of Iowa, that may compete with the technology that is the subject of this study. IDx, LLC is not associated with the present study and has no interest in the presented methods Abstract: Prior art on automated screening of diabetic retinopathy and direct referral decision shows promising performance; yet most methods build upon complex hand-crafted features whose performance often fails to generalize. We investigate data-driven approaches that extract powerful abstract representations directly from retinal images to provide a reliable referable diabetic retinopathy detector.We gradually build the solution based on convolutional neural networks, adding data augmentation, multi-resolution training, robust feature-extraction augmentation, and a patient-basis analysis, testing the effectiveness of each improvement. The proposed method achieved an area under the ROC curve of 98.2% (95% CI: 97.4-98.9%) under a strict cross-dataset protocol designed to test the ability to generalize - training on the Kaggle competition dataset and testing using the Messidor-2 dataset. With a 5 × 2-fold cross-validation protocol, similar results are achieved for Messidor-2 and DR2 datasets, reducing the classification error by over 44% when compared to most published studies in existing literature. Additional boost strategies can improve performance substantially, but it is important to evaluate whether the additional (computation- and implementation-) complexity of each improvement is worth its benefits. We also corroborate that novel families of data-driven methods are the state of the art for diabetic retinopathy screening. Significance: By learning powerful discriminative patterns directly from available training retinal images, it is possible to perform referral diagnostics without detecting individual lesions CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES Fechado

Orientadores: Jacques Wainer, Ann Clifton Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Podcasts se estabeleceram como uma importante fonte de conteúdo em áudio nos dias de hoje. Conforme o número de podcasts aumenta, fica cada vez mais evidente a necessidade de boas descrições que ajudem usuários a decidir se vão ou não escutar a um determinado episódio. No entanto, as descrições fornecidas pelos criadores de podcasts geralmente carecem de informações importantes sobre o episódio. Além disso, estas descrições são frequentemente usadas para propaganda de produtos ou divulgação de redes sociais. Como alternativa a essas descrições fornecidas pelos criadores, a tarefa de sumarização automática de podcasts foi proposta na conferência TREC 2020. Muitos pesquisadores propuseram diferentes modelos baseados em deep learning para resolver esse problema. No entanto, todos modelos propostos estavam restritos a apenas podcasts em inglês. À medida que o consumo de podcasts aumenta globalmente, é fundamental explorar modelos capazes de ingerir e gerar texto em vários idiomas. Nesta dissertação de mestrado, investigamos a aplicação de modelos multilíngues baseados em transformadores para gerar automaticamente resumos abstrativos a partir de transcrições de podcasts. Experimentamos e contrastamos modelos com um mecanismo de full self-attention e um mecanismo de Longformer self-attention. Além disso, estudamos o impacto do ajuste fino desses modelos de forma monolíngue e bilíngue. Por fim, exploramos o fenômeno de cross lingual transfer learning no contexto de sumarização de podcasts multilíngue. O escopo de nossa pesquisa se limita ao inglês e português, mas a metodologia proposta aqui pode ser generalizada para qualquer outro conjunto de idiomas Abstract: Podcasts are now established as an important source of audio content today. As the number of podcast shows increases, so has the need for high-quality descriptions which assist consumers to decide whether to listen to an episode or not. However, descriptions provided by podcast creators often lack important information about the episode. Not only that, they are often used for self-promotion instead of describing the actual content. As an alternative to the creator provided descriptions, the task of automatic podcast summarization was proposed in the TREC conference 2020. Many researchers proposed different deep learning based models to solve this problem but they were all restricted to podcasts in English. As podcast consumption continues to rise globally, it is critical to explore models capable of ingesting and generating text in multiple languages. In this Master thesis, we investigate the application of transformer-based multilingual models to automatically generate abstractive summaries from podcast transcripts. We experiment and contrast models with a full self-attention mechanism and a Longformer attention mechanism. In addition, we study the impact of finetuning these models monolingually and bilingually. Lastly, we explore cross lingual transfer learning in this domain of multilingual podcast summarization. We scope our research to English and Portuguese but the methodology proposed can be generalized to any other set of languages Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Este trabalho tem como objetivo achar subáreas da computação. Para isso foi necessária uma extração dos dados do conjunto de publicações do DBLP, e então transformá-los em um grafo de revistas, sendo o número de autores comuns entre cada revista o fator principal para o cálculo do peso da aresta. Em seguida, 3 algoritmos de clusterização foram implementados: Agrupamento Hierárquico, algoritmo de clusterização recursivo e o terceiro sendo um método fazendo o Embedding do grafo para um espaço de dimensão específica e então clusterizando para esse espaço usando um dos algoritmos clássicos. A análise dos resultados foi feita a partir de um algoritmo de rotulação das comunidades, onde as palavras mais comuns dos títulos das revistas eram levados em consideração. Com isso, foi possível clusterizar subáreas da computação sem usar os nomes das revistas mas usando-as para verificar a qualidade dos resultados como uma variável latente Abstract: This work has the objective to find computer subareas. For this, it was necessary the data extraction from DBLP publication set, then transform them into a graph of venues, beeing the amount of authors in common between two venues the main factor to calculate the edge weight. After this, 3 clusterization algorithms were implemented: hierarchical clustering, recursive clustering and the third applying Embedding to the graph transforming it into a low dimensional space and then clustering this space using one of the classic clustering algorithms. The results were analysed from a community labeling algorithm, that discovers the most common words from the venues titles. With this, it was possible to clusterize computer subareas without using the venues names but using them to verify the quality like a latent variable Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação CAPES 001

Orientador: Jacques Wainer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Os sistemas de workflow são componentes presentes nas empresas de hoje para automatizar e otimizar processos de negócio. Uma das atividades desses sistemas é a de direcionar a execução de tarefas para seus participantes, e quando há um excesso dessas tarefas, uma decisão quanto à ordem de sua execução deve ser tomada. Os sistemas de workflow atuais utilizam principalmente a técnica FIFO (First In First Out) para realizar tal ordenação executando as tarefas na ordem de sua chegada. Mas ganhos mensuráveis podem ser atingidos quando se realiza tal ordenação de maneira diferente. Este trabalho apresenta um estudo aprofundado do comportamento de técnicas de escalonamento em sistemas de workflow e propõe uma metodologia de aplicação destas técnicas de escalonamento em cenários de workflow complexos. Para construir esta metodologia, analisou-se primeiramente o comportamento de técnicas de escalonamento escolhidas em cenários básicos de workflow. Foram usadas tanto técnicas locais de escolha de tarefas quanto algoritmos genéticos, que possuem uma visão global do problema. Os cenários de workflow estudados levam em conta três características importantes: eles são dinâmicos, possuem incertezas quanto ao tempo de processamento das tarefas em suas atividades, e também possuem incertezas quanto à rota que tais tarefas seguem nos desvios condicionais dos processos.Para manipular tais incertezas, o trabalho utiliza a técnica guess and solve, proposta pelos autores em trabalhos prévios. Simulações foram feitas para se gerar os resultados do comportamento das técnicas escolhidas nos cenários básicos de workflow, e tais resultados foram analisados numérica e estatisticamente utilizando ANOVA. Propôs-se então uma metodologia para a aplicação destas melhores técnicas de escalonamento já conhecidas nos componentes mais básicos de cenários mais complexos. Um conjunto de cenários complexos foi submetido a testes de simulação seguindo os mesmos parâmetros dos cenários básicos, utilizando a metodologia proposta, e os resultados mostram que tal metodologia traz ganhos em relação às métricas estudadas na maioria dos casos, quando não se tem execução paralela nos cenários, sendo que no pior caso a metodologia é tão boa quanto as outras, e em seu caso geral, é melhor que o das outras técnicas. Mostram também que quando se adiciona esta execução paralela nos cenários, os resultados se deterioram, apontando em direções futuras de pesquisa. Abstract: Workflow systems are present in today's companies to automate and optimize their business processes. One activity of these systems is to direct the execution of its tasks to their executors, and when there is an excess of these tasks, a decision must be made regarding the order of execution of these tasks. Current workflow systems use the FIFO (First In First Out) policy to make those decisions, executing the tasks according to their arrival order. But it is possible to achieve measureable gains by doing this task ordering differently. This work presents a study of the behavior of scheduling techniques in workflow systems and proposes a methodology to apply these techniques to more complex workflow scenarios. To build this methodology, the authors analyzed the behavior of selected scheduling techniques in basic workflow scenarios. Both local and global scheduling techniques were chosen, ranging from dispatching rules to a genetic algorithm. The studied workflow scenarios have three important characteristics: they are dynamic, they have uncertainties on the processing time of the tasks in the process, and they also have uncertainties on the route each task follows within its process. To handle these uncertainties, this work uses the guess and solve technique, proposed by the authors in previous works. Simulation experiments were performed to generate the results on the behavior of the scheduling techniques in the basic workflow scenarios, and the mentioned results were analyzed numerically and statistically using ANOVA. The work then proposes a methodology to apply the best scheduling techniques in subcomponents of complex scenarios. The authors applied simulation to the complex scenarios using the proposed methodology, and the results show that it brings improvements when compared to the other tested techniques. When there is no parallel execution in the process, the worst case of the methodology is that it is no worse then the others, and its general case brings measureable improvements. When there is parallel execution, the methodology has its results deteriorated, which points to future research in the field. Doutorado Doutor em Ciência da Computação

Orientadores: Jacques Wainer, Itana Maria Souza Gimenez Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Devido às crescentes exigências por qualidade de sofiware a comunidade de engenharia de sofiware tem produzido diversas normas e apresentado diversas abordagens sobre a qualidade de sofiware. Grande parte destas normas são aplicadas ao processo de sofiware, dentre elas destacam-se pela larga utilização a ISO 9000-3, a ISO 12207, o CMM e o ISO/IEC TR 15504 como resultado dos trabalhos do projeto SPICE. Outro resultado das pesquisas da comunidade de engenharia de sofiware são os ambientes de engenharia de sofiware centrados no processo (PSEE), os quais visam à automação do processo de sofiware. Estas duas idéias, normatização e automação do processo de sofiware, compõem a idéia central deste trabalho: avaliação da qualidade do processo de sofiware através de um ambiente automatizado. Para isto foi desenvolvida uma metodologia de avaliação de processo de sofiware com base no ISO/IEC TR 15504, denominada MAPS-15504. A metodologia de avaliação de processo de sofiware foi implementada no ambiente do ExPSEE, um ambiente experimental desenvolvido no Departamento de Informática (DIN) da Universidade Estadual de Maringá (UEM), e utilizada na avaliação do processo de sofiware da Empresa X Ltda, uma empresa fictícia criada com base em um padrão de empresas de médio porte do relatório do Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade e dos trials do projeto SPICE. A metodologia proposta MAPS-15504 traz grandes beneficios para o processo de avaliação, pois: define um processo de avaliação claro e passível de automação, introduz tarefas específicas para a estruturação da avaliação, introduz uma tarefa para coleta de documentos, introduz o gerenciamento automatizado do processo através do controle sobre o andamento e o estado de cada tarefa a qualquer tempo, permite a reutilização do processo de avaliação, garante a execução da tarefa somente se ela puder ser executada através de pré e pós-condições, automatiza os checklists que podem ser programados na tarefa, gerando automaticamente os resultados da avaliação com controle de acesso aos resultados Abstract: The increasing requirements for sofiware quality have lead the software engineering community to produce severa! standards to guide the quality of software products and processes. Amongst the process standards, it can be highlighted the following ones due to their wide use: ISO 9000-3, ISO 12207, CMM and ISOIIEC TR 15504. An additional important research result of the sofiware engineering community is Processcentred software engineering environment (PSEE). These environments aim at providing integrated software process automation. Process standards and PSEE compose the central subject of the work presented in this dissertation that is the evaluation of the quality of software processes through an automated environment. In order to achieve this a method of software process evaluation, called MAPS-15504, based on the ISOIIEC TR 15504, was developed. MAPS-15504 was applied to the hypothetical Company X and implemented in the ExPSEE environment. ExPSEE is an experimental PSEE developed in the Infonnatics Department (DIN) of the Universidade Estadual de Maringá (UEM). Company X was idea1ized based on medium sized companies as established in the Brazilian Program for Quality and Productivity and the trials ofthe SPICE Project. MAPS-15504, the proposed methodology, brought severa1 benefits for the evaluation process which include: definition ofa clear and executable process; introduction of specmc tasks for the evaluation structure, introduction of a well-defined task for document collection, management of process through the control of status of each task at any time; reuse of evaluation processes; guarantee that tasks satisfY their pre and postconditions, and implementation of checklists, thus automatically generating the evaluation results Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Os sistemas de gerenciamento de workHow estão sendo adotados pelas organizações, a fim de facilitar a realização dos seus trabalhos. Contudo, a tecnologia de workHow encontra dificuldades para ser implantada, principalmente quanto aos aspectos informais relacionados aos processos de trabalho. Este estudo descreve a implantação de três processos, no ambiente de uma indústria de manufatura, utilizando um sistema de gerenciamento de workflow. Baseados em problemas apontados pela literatura, foram observados alguns outros aspectos informais que atuaram na implantação destes processos. A partir disto, propõe-se algumas características do processo, do ambiente organizacional e das pessoas, que podem interferir na implantação de sistemas de workHow. A discussão destas características visa alertar e conscientizar desenvolvedores e usuários, quanto à relevância dos aspectos informais e sociais na implantação do workflow de cada processo Abstract: Workfiow management systems are being adopted by organizations, in order to improve the work performance. However, the introduction of workfiow technology faces dificulties, mainly associated with the informal aspects of work processes. This dissertation describes three process implementations, using a workfiow system at a manufacture industry. Besides the problems mentioned in the literature, other informal aspects were noticed,which were very important during these process implementation Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Analisamos o uso de métodos Bayesianos em um problema de classificação de padrões de interesse prático para a Receita Federal do Brasil que é caracterizado pela presença de atributos de alta cardinalidade e pela existência de interações relevantes entre eles. Mostramos que a presença de atributos de alta cardinalidade pode facilmente gerar tantas subdivisões no conjunto de treinamento que, mesmo tendo originalmente uma grande quantidade de dados, acabemos obtendo probabilidades pouco confiáveis, inferidas a partir de poucos exemplos. Revisamos as estratégias usualmente adotadas para lidar com esse problema dentro do universo Bayesiano, exibindo sua dependência em suposições de não interação inaceitáveis em nosso domínio alvo. Mostramos empiricamente que estratégias Bayesianas mais avançadas para tratamento de atributos de alta cardinalidade, como pré-processamento para redução de cardinalidade e substituição de tabelas de probabilidades condicionais (CPTs) de redes Bayesianas (BNs) por tabelas default (DFs), árvores de decisão (DTs) e grafos de decisão (DGs) embora tragam benefícios pontuais não resultam em ganho de desempenho geral em nosso domínio alvo. Propomos um novo método Bayesiano de classificação, chamado de hierarchical pattern Bayes (HPB), que calcula probabilidades posteriores para as classes dado um padrão W combinando as observações de W no conjunto de treinamento com probabilidades prévias que são obtidas recursivamente a partir das observações de padrões estritamente mais genéricos que W. Com esta estratégia, ele consegue capturar interações entre atributos de alta cardinalidade quando há dados suficientes para tal, sem gerar probabilidades pouco confiáveis quando isso não ocorre. Mostramos empiricamente que, em nosso domínio alvo, o HPB traz benefícios significativos com relação a redes Bayesianas com estruturas populares como o naïve Bayes e o tree augmented naïve Bayes, com relação a redes Bayesianas (BNs) onde as tabelas de probabilidades condicionais foram substituídas pelo noisy-OR, por DFs, por DTs e por DGs, e com relação a BNs construídas, após uma fase de redução de cardinalidade usando o agglomerative information bottleneck. Além disso, explicamos como o HPB, pode substituir CPTs e mostramos com testes em outro problema de interesse prático que esta substituição pode trazer ganhos significativos. Por fim, com testes em vários conjuntos de dados públicos da UCI, mostramos que a utilidade do HPB ser bastante ampla Abstract: In this work, we analyze the use of Bayesian methods in a pattern classification problem of practical interest for Brazil¿s Federal Revenue which is characterized by the presence of high cardinality attributes and by the existence of relevant interactions among them.We show that the presence of high cardinality attributes can easily produce so many subdivisions in the training set that, even having originally a great amount of data, we end up with unreliable probability estimates, inferred from small samples. We cover the most common strategies to deal with this problem within the Bayesian universe and show that they rely strongly on non interaction assumptions that are unacceptable in our target domain. We show empirically that more advanced strategies to handle high cardinality attributes like cardinality reduction by preprocessing and conditional probability tables replacement with default tables, decision trees and decision graphs, in spite of some restricted benefits, do not improve overall performance in our target domain. We propose a new Bayesian classification method, named hierarchical pattern Bayes (HPB), which calculates posterior class probabilities given a pattern W combining the observations of W in the training set with prior class probabilities that are obtained recursively from the observations of patterns that are strictly more generic than W. This way, it can capture interactions among high cardinality attributes when there is enough data, without producing unreliable probabilities when there is not. We show empirically that, in our target domain, HPB achieves significant performance improvements over Bayesian networks with popular structures like naïve Bayes and tree augmented naïve Bayes, over Bayesian networks where traditional conditional probability tables were substituted by noisy-OR gates, default tables, decision trees and decision graphs, and over Bayesian networks constructed after a cardinality reduction preprocessing phase using the agglomerative information bottleneck method. Moreover, we explain how HPB can replace conditional probability tables of Bayesian Networks and show, with tests in another practical problem, that such replacement can result in significant benefits. At last, with tests over several UCI datasets we show that HPB may have a quite wide applicability Doutorado Sistemas de Informação Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Em domínios de aplicação como a área médica e engenharia de software os sistemas de workfiow existentes são inadequados, pois a definição dos processos nesses sistemas é inflexível. No exemplo da área médica, ninguém sabe quais as ações devem ser tomadas durante a abordagem de um paciente, ou seja, ninguém conhece um processo de tratamento para paciente no instante em que ele é admitido no hospital. Portanto, uma nova forma de interação com os sistemas de workflow se faz necessário. Nesta nova forma de interação um usuário pergunta ao sistema o que deve ser feito para que uma atividade (atividade objetivo) seja executada. Por exemplo, para um médico realizar uma cirurgia em um paciente que procedimentos devem ser executados antes ou mesmo depois? Nesta nova abordagem, o sistema de workflow cumpre, além do papel de despachante de atividades aos usuários, como nos sistemas de workfiow atuais, o papel de ajudante do usuário, pois indica ao usuário quais atividades executar antes e depois de executar uma atividade objetivo. Este trabalho apresenta um novo modelo de definição de processos em sistemas de workflow, o modelo PDBC. Apresentamos também um protótipo de um sistema de workfiow que implementa o modelo PDBC, o servidor Tucupi. A proposta deste novo modelo é permitir que os sistemas de workflow manipulem workfiows mais flexíveis. Para isso usaremos o que chamamos de workflow parcial, que é um workflow parcialmente definido cuja definição completa é realizada apenas durante a execução do workflow. O workfiow parcial é definido como um conjunto de restrições e atividades. Outra maneira de se obter flexibilidade em sistemas de workfiow é através de um mecanismo de tratamento de exceções adequado. Neste trabalho propomos um mecanismo de tratamento de exceções através do uso de restrições violáveis, ou seja, restrições que podem ser violadas em determinadas circunstâncias. Para isso apresentamos o WRBAC, um modelo de controle de acesso para sistemas de workflow, utilizado para provê um mecanismo adequado de sobrecarga das restrições utilizadas na definição de um processo Abstract: This work presents a new model of process definition in workfiow systems, the PDBC model. We also present a prototype of a workfiow system which implements the PDBC model, the Thcupi server. The proposal of this new model is to allow fiexibility in workfiow systems. For this, we will use what we call partial workfiow, which is a partially defined workfiow whose complete definition is carried through during the execution of workfiow. Partial Workfiow is defined as a set of constraints and activities. Moreover, another way for a workfiow system to get fiexibility is through an exception handling mechanism. Tn this work we consider such mechanism through the use of overriden constraints, that is, constraints that can be violated in determined circumstances. For this we present the WRBAC, a model of access control for workfiow systems, used to provi de an adequate mechanism of violation of the overriden constraints used in the definition of a workfiow Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Nesta tese, mostramos uma implementação do processo de diagonalização de Cantor no sistema de prova de teoremas Oyster-Clam. Para isto, tivemos que estender o Oyster com comparação e indução em tipos, e desenvolvemos um método e algumas regras de reescrita. As regras de reescrita lidam com tipos, o que não era suportado ainda no sistema Oyster-Clam; algumas modificações foram feitas para que isto se tornasse possível. Também desenvolvemos esquemas de indução para grafos neste sistema, e provamos alguns teoremas. Abstract: In this thesis, we show an implementation of Cantor's digitalization process in the Oyster-Clam theorem proving system. To achieve that, we have extended the Oyster logic with comparison and induction on types, and developed a method and some rewrite rules. The rewrite rules deal with types, what was not supported yet in the Oyster-Clam system, and some modifications were done to make that possible. We have also developed induction schemes for graphs in that system, and some theorems were proven. Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Mestrado

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Esta dissertação apresenta um modelo de cooperação para o desenvolvimento cooperativo de software e o framework para editores de diagramas colaborativos ABCDE (Annotation Based Cooperative Diagram Editor). A cooperação entre grupos de usuários é obtida através da utilização de anotações sobre diagramas. Anotações são uma forma de comunicar idéias ou opiniões sobre um documento. Um framework é um projeto abstrato orientado a objetos que pode, ser adaptado segundo as necessidades da aplicação. Frameworks fornecem um grau de reutilização de até 80%, pois oferecem reutilização de projeto, servindo como moldes para a construção de aplicações dentro de um domínio. As aplicações instanciadas a partir do framework ABCDE são editores cooperativos de diagramas de classes da notação UML. O ponto adaptável do ABCDE é o modelo de cooperação que ele implementa, o que permite a construção de editores específicos para outras atividades do processo de desenvolvimento de software. As contribuições desta dissertação são: (i) a especificação de um modelo de cooperação que se baseia na utilização de anotações como mecanismo de auxílio a cooperação, para o desenvolvimento colaborativo de software. Ele oferece apoio à tarefa de revisão e co-autoria, sendo independente da metodologia utilizada para o desenvolvimento do software, podendo ser estendido para apoiar outras atividades do processo de desenvolvimento de software; (ii) o desenvolvimento do framework ABCDE (Annotation Based Cooperative. Diagram Editor) que permite a construção de editores de diagramas cooperativos, pois implementa o modelo de cooperação desenvolvido; e (iii) a apresentação do sistema ABCDE-Web que apóia o desenvolvimento cooperativo de software através da Internet Abstract: This document presents an annotation model for cooperative software development, and an object-oriented application framework for diagram editors called ABCDE (Annotation Based Cooperative Diagram Editor). Cooperation among users is achieved by using annotations on diagrams. Annotations are used by the authors to communicate ideas or opinions about a document. A framework is an abstract object-oriented design that can be tailored according to specific applications. The framework developed in this work, ABCDE, provides support for the construction of annotation based cooperative diagram editors for class diagrams of UML methodology. The main configurable aspect of ABCDE is the annotation model used, so editors built from ABCDE can be tailored to particular needs of different tasks in software developrnent. The contributions of this work are: (i) the specification of a cooperation model for cooperative software development. This model uses annotations as a mean to support collaboration, supports the revision and co-authoring tasks, and is independent of methodology for software development. Moreover, it can be extended to support different tasks of software development process; (ii) the framework ABCDE (Annotation Based Cooperative Diagram Editor), which main hot-spot is the annotation model used, because it implements the cooperation model developed; and (iii) the ABCDE- Web system, a prototype developed from ABCDE that can be used for software development on the Web Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador : Jacques Wainer, Edmundo R. M. Madeira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Bluetooth e uma tecnologia de radio que permite dispositivos eletronicos comunicarem a curta distancia atraves de redes ad-hoc sem fio denominadas Scatternets. Existem alguns trabalhos que tratam da formacao das Scatternets Bluetooth, por em nenhum dos trabalhos encontrados levaram em consideracao a necessidade de comunicacao entre os dispositivos que formam a rede. Isto pode resultar numa perda significativa de desempenho desta rede. Nesta dissertacao de mestrado apresentamos um algoritmo guloso para configurar e reconfigurar Scatternets Bluetooth, na tentativa de satisfazer as necessidades especificas de comunicacao entre cada par de dispositivos da rede. Este trabalho tambem mostra algumas simulacoes para testar a eficiencia deste algoritmo Abstract: Bluetooth is a radio technology which allows electronic devices to communicate in short distances through ad-hoc wireless networks called Scatternets. There are some works considering the Bluetooth Scatternet formation, but none of them has considered the communication requirements among the devices that compose the network. This can result in a significant performance loss of the network. This work presents a greedy algorithm developed to configure and reconfigure Bluetooth Scatternets, in order to satisfy the specific communication requirements of each pair of network devices. This work also shows some simulations to test the efficiency of this algorithm Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: A ordenação das instancias de processos (casos) em um sistema de workow pode trazer beneficios como a diminuição do numero de casos atrasados e a minimização do tempo de processamento dos casos, entre outros. Publicações recentes em workflow reconhecem uma lacuna na pesquisa relacionada com este tema, e apontam para a literatura de escalonamento como uma possivel solução. Este trabalho visa utilizar tecnicas de escalonamento em um ambiente dinamico de workflow e avaliar o desempenho dessas tecnicas frente a regra FIFO (First In First Out), a politica de alocação de trabalho mais utilizada nos sistemas de workflow atuais. Discute-se problemas relacionados a esta pratica, e ataca-se dois deles: as incertezas quanto ao tempo de execução das atividades de workflow e as incertezas quanto as rotas que os casos seguem dentro das suas definições de processo. Para mapear essas incertezas uma nova tecnica e proposta, chamada de "guess and solve", que consiste em prever os tempos de execução e rotas das atividades e resolver o problema de escalonamento deterministico resultante com uma tecnica adequada, por exemplo regras de prioridade e algoritmos geneticos. Simulações cuidadosas sao conduzidas e os numeros mostram que e quase sempre mais vantajoso utilizar outra tecnica que não FIFO, e que o Abstract: Ordering cases within a worklfow can result in a signi¯cant decrease on the number of late cases and the cases' mean processing time, for example. Recent publications on workflow recognize the lack of research in this topic and points to the literature on scheduling as a possible solution. This work applies scheduling techniques to a dynamic workflow scenario and evaluates their performance in relation to the FIFO (First In First Out) rule, the most used work allocation principle in today's workflow systems. Problems related to this approach are discussed and two of them are tackled: the uncertainties regarding the activities' processing times and the cases' routes within their process definition. A new technique to map these uncertainties, called "guess and solve", is proposed. It consists of making a guess on the activities' processing times and cases' routes and then solving the resulting deterministic scheduling problem with a suitable technique, for example priority rules and genetic algorithms. Careful simulation is performed and the numbers show that it is almost always advantageous to use ordering techniques other than FIFO, and that the " guess and solve", at least when its error is bound by 30%, gives very satisfactory results Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de campinas, Instituto de Computação Resumo: ST-Guide de um sistema automático de condutas clinicas para o atendimento primário. Ele apresenta uma abordagem estado/transição para a representação de guias de condutas clinicas (guidelines). O objetivo dessa dissertação de apresentar novos modos de interação com o ST-Guide. Foram desenvolvidos quatro modos: o modo autoritário, o modo aprendiz, o modo especialista e o modo auditor. O modo autoritário comanda os passos do profissional da área da saúde, indicando explicitamente quais as ações que devem ser realizadas. No modo aprendiz, o aluno realiza a consulta normalmente e depois consuma suas ações com o sistema. O modo especialista da toda liberdade para o usuário e só sugere alguma medicação no tratamento se o auditor analisa as ações realizadas pelo profissional da área da saúde durante todo o tratamento, informando sobre possíveis diferenças entre o tratamento realizado e o sugerido no guide line. Norma, são apresentados alguns exemplos da utilização desses modos e também como eles foram implementados. O modo auditor foi testado sobre uma base de dados reais cedida pelo ambulatório Alpha da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), enquanto os outros dados foram testados com dados imaginários. Para os testes foi desenvolvido um guideline sobre hipertensão Abstract: ST-Guide is a state/transition approach to the representation and computer interpretation of clinical guidelines for primary and second care of chronic diseases. This work focuses on presenting new modes of interaction with the ST-Guide model. Four modes were developed: the authoritarian mode, the apprentice mode, the expert mode and the auditor mode. The authoritarian mode guides the physician, establishing all steps that need to be taken. In the apprentice mode, the student executes the consultation normally, and after it is nished, he con¯rms his actions with the system. The expert mode gives total liberty to the physician and only interferes with the treatment if the physician asks for help. The auditor mode analyses the actions performed by the physician during all the treatment, informing about possible diferences between the treatment suggested in the guideline and the treatment applied to the patient. In the end, some examples of these modes are presented. The auditor mode was tested on real data, gently provided by the Alpha ambulatory of UNIFESP, while the other three modes were tested on imaginary data. A guideline for hypertension was developed using ST-Guide Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Análise do sentimento é um campo de estudo de recente popularização devido ao crescimento da Internet e ao conteúdo gerado por seus usuários. Mais recentemente, as redes sociais surgiram, nessas redes as pessoas publicam suas opiniões em linguagem coloquial e compacta. Isto é o que acontece, por exemplo, no Twitter, uma ferramenta de comunicação que pode ser facilmente utilizada como fonte de informação para várias ferramentas automatizadas de inferência de sentimento. Esforços de pesquisa foram direcionados para lidar com o problema da análise do sentimento nas redes sociais do ponto de vista de um problema de classificação, onde não há consenso sobre qual é o melhor classificador, qual a melhor forma de pré- processamento entre outros. O objetivo desta dissertação é investigar a influência de algumas técnicas de pré-processamento, da técnica TF-IDF, do volume do conjunto de treinamento e de técnicas ensembles na acurácia de alguns classificadores supervisionados Abstract: Sentiment analysis is a field of study that shows recent popularization due to the growth of Internet and the content that is generated by its users. More recently, social networks have emerged, where people post their opinions in colloquial and compact language. This is what happens in Twitter, a communication tool that can easily be used as a source of information for various automatic tools of sentiment inference. Research efforts have been directed to deal with the problem of sentiment analysis in social networks from the point of view of a classification problem, where there is no consensus about what the best classifier is, and what is the best configuration provided by the feature engineering process. The objective of this dissertation is to investigate the influence of some pre-processing techniques, the TF-IDF technique, the volume of the training set and ensembles techniques in the accuracy of some supervised techniques Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto Computação Resumo: o gerenciamento de um paciente com uma doença crônica ou de longa duração é um processo que envolve a coleta e a interpretação de quantidades consideráveis de dados ao longo do tempo, a tomada de decisões em função dessa interpretação e do conhecimento disponível, a aplicação de planos de diagnóstico ou terapêuticos de maneira periódica e a revisão desses planos quando for necessário. Considerando a complexidade do gerenciamento de um paciente e sua importância humana e econômica, sistemas que possam auxiliar este trabalho podem ajudar esses profissionais a realizar seu trabalho de uma forma mais eficiente e econômica. Nós desenvolvemos um formalismo, chamado ST-guide, que permite construir sistemas baseados em conhecimento para ajudar os profissionais de saúde no gerenciamento de pacientes com doenças crônicas ou de longa duração. Este formalismo leva em consideração as características próprias do gerenciamento dessas doenças e sua maior vantagem é que essas características podem ser traduzidos diretamente nas primitivas fornecidas por ST-guide. Dessa forma, ST-guide permite uma abordagem mais intuitiva tanto para os encarregados de representar o conhecimento referente ao gerenciamento de uma doença quanto para os usuários do sistema associado Abstract: The management of a patient with a chronic or long term disease is a process that involves gathering and interpreting a great amount of data along the treatment time, taking decisions based on these interpretations and on the available knowledge, applying diagnosis and therapeutics plans periodically and revising these plans when necessary. Taking into account the complexity of the patient's management an its human and economic importance, systems that assist this job may help these professionals to do their work in a more efficient and economical way. We have developed a formalism, called ST-guide, that allows the construction of knowledge-based systems to assist health professionals in the management of patients with chronic or long term diseases. This formalism takes into account the characteristics of the management o these diseases and its main advantage is that these characteristics can be directly translated into the primitives provided by ST-guide .In this way, ST-guide allows a more intuitive approach for the persons in charge of representing the management knowledge of a disease as well as for the users of the associated system Doutorado Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Em processamento de linguagem natural, e em aprendizado de máquina em geral, é comum o uso de modelos gráficos probabilísticos (probabilistic graphical models). Embora estes modelos sejam muito convenientes, possibilitando a expressão de relações complexas entre várias variáveis que se deseja prever dado uma sentença ou um documento, algoritmos comuns de aprendizado e de previsão utilizando estes modelos são frequentemente ineficientes. Por isso têm-se explorado recentemente o uso de relaxações usando programação linear deste problema de inferência. Esta tese apresenta duas contribuições para a teoria e prática de relaxações de programação linear para inferência em modelos probabilísticos gráficos. Primeiro, apresentamos um novo algoritmo, baseado na técnica de geração de colunas (dual à técnica dos planos de corte) que acelera a execução do algoritmo de Viterbi, a técnica mais utilizada para inferência em modelos lineares. O algoritmo apresentado também se aplica em modelos que são árvores e em hipergrafos. Em segundo mostramos uma nova relaxação linear para o problema de inferência conjunta, quando se quer acoplar vários modelos, em cada qual inferência é eficiente, mas em cuja junção inferência é NP-completa. Esta tese propõe uma extensão à técnica de decomposição dual (dual decomposition) que permite além de juntar vários modelos a adição de fatores que tocam mais de um submodelo eficientemente Abstract: In natural language processing, and in general machine learning, probabilistic graphical models (and more generally structured linear models) are commonly used. Although these models are convenient, allowing the expression of complex relationships between many random variables one wants to predict given a document or sentence, most learning and prediction algorithms for general models are inefficient. Hence there has recently been interest in using linear programming relaxations for the inference tasks necessary when learning or applying these models. This thesis presents two contributions to the theory and practice of linear programming relaxations for inference in structured linear models. First we present a new algorithm, based on column generation (a technique which is dual to the cutting planes method) to accelerate the Viterbi algorithm, the most popular exact inference technique for linear-chain graphical models. The method is also applicable to tree graphical models and hypergraph models. Then we present a new linear programming relaxation for the problem of joint inference, when one has many submodels and wants to predict using all of them at once. In general joint inference is NP-complete, but algorithms based on dual decomposition have proven to be efficiently applicable for the case when the joint model can be expressed as many separate models plus linear equality constraints. This thesis proposes an extension to dual decomposition which allows also the presence of factors which score parts that belong in different submodels, improving the expressivity of dual decomposition at no extra computational cost Doutorado Ciência da Computação Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Processos de decisão de Markov (MDPs) são usados para modelar situações onde é necessário executar ações em sequência em ambientes com incerteza. Este trabalho define uma nova formulação dos processos de decisão de Markov, adicionando a estes a possibilidade de restringir as ações e observações a serem consideradas a cada época de decisão. Estas restrições são descritas na forma de um autômato finito ? assim, a sequência de possíveis ações e observações consideradas na busca pela política ótima passa a ser uma linguagem regular. Chamamos estes processos de Markov limitados por linguagem (LLMDPs e LL-POMDPs). O uso de autômatos para a especificação de restrições facilita o processo de modelagem de problemas. Apresentamos diferentes abordagens para a solução destes problemas, e comparamos seus desempenhos, mostrando que a solução é viável, e mostramos também que em algumas situações o uso de restrições pode ser usado para acelerar a busca por uma solução. Além disso, apresentamos uma modificação nos LLPOMDPs de forma que seja possível especificar duração probabilística discreta para as ações e observações Abstract: Markov decision processes (MDPs) are used to model situations where one needs to execute sequences of actions under uncertainty. This work defines a new formulation of Markov decision processes, with the possibility of restricting the actions and observations to be considered at each decision epoch. These restrictions are described as a finite automation, so the sequence of possible actions (and observations) considered during the search for an optimal policy is a regular language. We call these ?language limited Markov decision processes (LL-MDPs and LL-POMDPs). The use of automata for specifying restrictions helps make the modeling process easier. We present different approaches to solve these problems, and compare their performance, showing that the solution is feasible, and we also show that in some situations some restrictions can be used to speed up the search for a solution. Besides that, we also present one modification on LL-POMDPs to make it possible to specify probabilistic discrete duration for actions and observations Doutorado Sistemas de Informação Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Atualmente há uma variedade de sistemas que apóiam processos de negócio (ex. WfMS, CRM, ERP, SCM, etc). Muitos desses sistemas possuem uma forte característica de coordenação das atividades dos processos de negócios, garantindo que essas atividades sejam executadas como especificadas no modelo de processo. Entretanto, há domínios com maior necessidade de flexibilidade na execução desses processos, por exemplo, em atendimento hospitalar, cuja conduta pode variar para cada paciente. Essa característica desses domínios demanda o desenvolvimento de sistemas orientados a processos fracamente definidos, ou com execução mais flexível. Nesses domínios, a execução de algumas atividades comuns pode ser violada, ou a execução de uma atividade "incomum" pode ser necessária, ou seja, tais processos são suscetíveis a execuções excepcionais ou mesmo fraudulentas. Assim, o provimento de flexibilidade não pode ser considerado sem melhorar as questões relacionadas a segurança, pois flexibilidade e segurança são requisitos claramente conflitantes. Portanto, é necessário desenvolver mecanismos ou métodos que permitam a conjugação desses dois requisitos em um mesmo sistema, promovendo um balanço entre flexibilidade e segurança. Esta tese tem por objetivo projetar, implementar e avaliar métodos de detecção de anomalias em logs de sistemas de apoio a processos de negócios, ou seja, o desenvolvimento de métodos utilizados para descobrir quais instâncias de processos podem ser uma excução anômala. Desta forma, através da integração de um método de detecção de anomalias com um sistema de apoio à processos de negócio, tais sistemas poderão oferecer um ambiente de execução flexível, mas capaz de identificar execuções anômalas que podem indicar desde uma execução excepcional, até uma tentativa de fraude. Assim, o estudo de métodos de detecção de eventos anômalos vem preencher um espaço pouco explorado pela comunidade de process mining, que tem demonstrado maior interesse em entender o comportamento comum em processos de negócios. Entretanto, apesar desta tese não discutir o significado das instâncias anômalas, os métodos de detecção apresentados aqui são importantes porque permitem selecionar essas instâncias Abstract: Nowadays, many business processes are supported by information systems (e.g. WfMS, CRM, ERP, SCM, etc.). Many of these systems have a strong characteristic of coordination of activities defined in the business processes, mainly for ensuring that these activities are performed as specified in the process model. However, there are domains that demand more flexible systems, for example, hospital and health domains, whose behavior can vary for each patient. Such domains of applications require an information system in which the business processes are weakly defined, supporting more flexible and dynamic executions. For example, the execution of some common activities may be violated, or some unusual activity may be enforced for execution. Therefore, in domains of applications in which the systems support a high level of flexibility the business processes are susceptible to exceptional or even fraudulent executions. Thus, the provision of flexibility can not be considered without improving the security issues, since there is clearly a trade-off between flexibility and security requirements. Therefore, it is necessary to develop a mechanism to allow the combination of these two requirements in a system, that is, a mechanism that promotes a balance between flexibility and security. This thesis aims to design, implement and evaluate methods for detecting anomalies in logs of process-aware information systems, that is, the development of methods to find out which process instances may be an anomalous execution. Thus, when incorporating a method for detecting anomalies in such systems, it would be possible to offer a flexible and safer execution environment, since the system is also able to identify anomalous executions, which could be a simple exception or a harmful fraud attempt. Thus, the study of methods for detecting anomalous events will fill an area largely unexplored by the community of process mining, which has been mainly interested in understanding the common behavior in business processes. Furthermore, although this thesis does not discuss the meaning of an anomalous instance, the methods and algorithms presented here are important because they allow us to identify those instances Doutorado Ciência da Computação Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Esta dissertação apresenta um sistema de suporte à decisões que auxilia na diagnose de trinta e seis doenças de notificação compulsória as quais despertam interesse da Agência Nacional de Vigilância Sanitária Brasileira (ANVISA). O sistema é baseado no mecanismo de inferência abdutivo que usa a teoria das coberturas parcimoniosas (TCP) com algumas modificações. Ao invés de utilizar apenas as associações entre doenças e sintomas, como na TCP original, propomos associar também fatores relevantes que não são sintomas, conjuntos determinantes de informações que determinam a suspeita de uma doença, independentemente de outras informações, o conceito de sintomas quase obrigatórios e eliminamos a possibilidade de haver múltiplas disfunções simultâneas, para este cenário Abstract: This work presents a decision support system that helps the diagnoses of thirty six infections diseases of interest to the Brazilian National Health Surveillance Agency (ANVISA). The system is based on an adductive inference mechanism that uses parsimonious covering theory (PCT) with some modifications. Instead of using only the diseases associated with symptoms as in PCT, we propose to associate relevant factors that are not symptoms, determinant information sets that, without any other information, determines that a patient is suspicious of having a disease. We also introduced the concept of almost obligatorily presence of some symptoms when a patient have a particular disease and we eliminate the possibility of having multiple dysfunctions simultaneously, for this scenario Mestrado Inteligência Artificial Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: O gerenciamento de workflows é uma realidade atualmente, mas os sistemas atuais carecem de suporte à verificação de correção em modelos de workflow. Este trabalho visa a realização de verificações em processos, objetivando a detecção de erros sintáticos, como a existência de atividades mal modeladas, ou seja, sem condições de entrada ou de saída. É objetivo deste trabalho também a definição de verificações de ordem estrutural, como detectar se o processo de workflow não possui deadlocks (estado em que o processo trava sem possibilidade de progredir), ou verificar se existem atividades mortas no processo (atividades impossíveis de serem executadas), ou se há terminações incompletas, ou seja, transições pendentes após o processo ter atingido seus objetivos. Além de verificações sintáticas e estruturais, é necessário também a realização de verificações semânticas do modelo, ou seja, é importante que os processos possam ser validados quanto a características que dizem respeito à sua organização lógica, a um nível um pouco mais alto de informação do que simplesmente estrutural. Por exemplo, é diretamente impactante na qualidade do modelo de um processo, definir se este possui conflitos ao acesso de recursos. Dessa forma, um processo estruturalmente correto, pode ficar travado em um deadlock, devido à concorrência quanto ao acesso de um recurso comum entre atividades distintas. Além disso, verificações de restrições de custo, por exemplo, também podem inviabilizar um processo. Todas essas verificações são importantes para decidir se um processo de workflow é correto. A maior contribuição deste trabalho, é então a definição de uma modelagem de processos de workflow que possibilite a verificação de problemas sintáticos, estruturais e semânticos, todos em uma única ferramenta, que se mostra escalável para processos reais, além de possibilitar a verificação de questões ad-hoc, específicas de cada instância, como verificar ordenações entre atividades específicas, etc Abstract: Workflow management is a reality nowadays, but today's systems give very little support to verify correctness in workflow models. This work aims to perform formal verification, with the goal of detecting syntactic errors, like the existence of activities poorly modeled, in other words, activities with no precondition or effect. It is a goal too, the definition of workflows structural verification, as to detect if the process does not have deadlocks (state in which the process is stuck with no possibility of getting any further), or verifying if there are dead activities in the process (activities impossible to be reached), or if exist incomplete terminations, ie, pending transitions after the process reached its objectives. Besides syntactic and structural verifications, it is necessary too, to perform semantic verifications in the process, in other words, it is important to validate the processes in respect to characteristics of its logical organization, in a higher level of information than simply structural verification. For example, it is directly impacting in the quality of the process model the definition if it has resource access conflicts. In this way, a process that is structurally correct, can be stuck in a deadlock, due to the concurrency in the access of a common resource of distinct activities. Besides that, verifications of costs restrictions, for example, can spoil a process. All these verifications are important to decide if a workflow model is correct. The main contribution of this work is the definition of workflow processes modeling that makes it possible to perform syntactic, structural and semantic verifications, all in a unique tool, that is showed to be scalable for real process, and even possible to verify ad-hoc questions, specific to the model, as checking activities ordering, for example Mestrado Inteligência Artificial, Verificação e Validação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Em um problema de localização multirrobô cooperativa, um grupo de robôs encontra-se em um determinado ambiente, cuja localização exata de cada um dos robôs é desconhecida. Neste cenário, uma distribuição de probabilidades aponta as chances de um robô estar em um determinado estado. É necessário então, que os robôs se movimentem pelo ambiente e gerem novas observações que serão compartilhadas, para calcular novas estimativas. Nos últimos anos, muitos trabalhos têm focado no estudo de técnicas probabilísticas, modelos de comunicação e modelos de detecções, para resolver o problema de localização. No entanto, a movimentação dos robôs é, em geral, definida por ações aleatórias. Ações aleatórias geram observações que podem ser inúteis para a melhoria da estimativa. Este trabalho apresenta uma proposta de localização com suporte a planejamento de ações. O objetivo é apresentar um modelo cujas ações realizadas pelos robôs são definidas por políticas. Escolhendo a melhor ação a ser realizada, é possível receber informações mais úteis dos sensores internos e externos e estimar as posturas mais rapidamente. O modelo proposto, denominado Modelo de Localização Planejada - MLP, utiliza POMDPs para modelar os problemas de localização e algoritmos específicos de geração de políticas. Foi utilizada a localização de Markov como técnica probabilística de localização e implementadas versões de modelos de detecção e propagação de informação. Neste trabalho, um simulador de problemas de localização multirrobô foi desenvolvido, no qual foram realizados experimentos em que o modelo proposto foi comparado a um modelo que não faz uso de planejamento de ações. Os resultados obtidos apontam que o modelo proposto é capaz de estimar as posturas dos robôs com uma menor quantidade de passos, sendo significativamente mais e ciente do que o modelo comparado sem planejamento. Abstract: In a cooperative multi-robot localization problem, a group of robots is in a certain environment, where the exact location of each robot is unknown. In this scenario, there is only a distribution of probabilities indicating the chance of a robot to be in a particular state. It is necessary for the robots to move in the environment generating new observations, which will be shared to calculate new estimates. Currently, many studies have focused on the study of probabilistic techniques, models of communication and models of detection to solve the localization problem. However, the movement of robots is generally defined by random actions. Random actions generate observations that can be useless for improving the estimate. This work describes a proposal for multi-robot localization with support planning of actions. The objective is to describe a model whose actions performed by robots are defined by policies. Choosing the best action to be performed, the robot gets more useful information from internal and external sensors and estimates the posture more quickly. The proposed model, called Model of Planned Localization - MPL, uses POMDPs to model the problems of location and specific algorithms to generate policies. The Markov localization was used as probabilistic technique of localization and implemented versions of detection models and information propagation model. In this work, a simulator to multi-robot localization problems was developed, in which experiments were performed. The proposed model was compared to a model that does not make use of planning actions. The results showed that the proposed model is able to estimate the positions of robots with lower number of steps, being more e-cient than model compared. Mestrado Inteligência Artificial Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Com a disseminação de tecnologias de gerenciamento empresarial, empresas procuram promover serviços mais ágeis e de maior qualidade. Neste contexto, áreas como gerenciamento de workflow vêm contribuindo para uma melhor organização na distribuição de tarefas. A aproximação da área de escalonamento com workflow demonstra um grande potencial para atender tais requisitos; porém, uma escassez de trabalhos voltados ao tratamento de estruturas de roteamento paralelas, comumente encontradas em modelos de workflow, é perceptível na literatura de escalonamento. Este trabalho tem por objetivo aproximar essas duas áreas apresentando três novas abordagens de escalonamento voltadas à ordenação de casos dentro de estruturas de roteamento paralelas (AND). Para alcançar tal objetivo, um conjunto de simuladores foi implementado representando o ambiente dinâmico de workflow, suas incertezas, bem como os diferentes cenários onde estruturas do tipo AND podem ocorrer. O desempenho de tais políticas foi comparado com regras amplamente utilizadas em sistemas de workflow, como FIFO (First In First Out), EDD (Earliest Due Date) e SPT (Shortest Processing Time). A análise dos resultados foi efetivada por meio de uma análise de variância (ANOVA) juntamente com o teste de Tukey. Os resultados mostram que é mais vantajoso utilizar técnicas específicas para estrutura de roteamento AND do que apenas aplicar as técnicas mais utilizadas Abstract: With the dissemination of business management technologies, companies look for to promoting faster services with higher quality. In this context, areas such as workflow management have contributed to a better organization in the distribution of tasks. The approach between scheduling area and workflow area shows great potential to attend these requirements, but a lack of studies directed to the treatment of parallel routing structures, commonly found in workflow models, is apparent escalation in the literature about scheduling. This work aims to approximate these two areas, presenting three new scheduling approaches, directed to the raging of the cases within routing structures parallel (AND). To reach this objective a set of simulators was implemented, representing the dynamic workflow environment, their uncertainties, as well as the different scenarios where that structures such as AND may occur. The performance of these politics was compared with rules widely used in workflow systems, such as FIFO (First In First Out), EDD (Earliest Due Date) and SPT (Shortest Processing Time). The results show that it is more advantageous to use techniques focused on AND routing structure than only apply the most utilized ones Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: Jacques Wainer, Siome Klein Goldenstein Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: O patrulhamento está associado ao ato de percorrer um ambiente com o objetivo de protegê-lo ou simplesmente supervisiona-lo. Em geral, uma execução eficiente desta atividade demanda a alocação de um grupo de patrulhadores, de forma que, o problema do patrulhamento pode ser considerado inerentemente multiagente. Os trabalhos anteriores relacionados com o patrulhamento multiagente, utilizaram de critérios de avaliação que buscavam prioritariamente minimizar o tempo necessário para percorrer o ambiente como um todo, sem acrescentar quaisquer restrições que evitassem o uso de soluções completamente estáticas. No entanto, a utilização de soluções que não incluem nenhum tipo de variação possibilitam que eventuais atacantes tornem-se aptos a inferir o tempo do qual dispõem para sua invasão. De forma que, embora, muito eficientes, as estratégias apresentadas permitem um planejamento prévio por parte de atacantes, e portanto, em muitos cenários as soluções propostas não serão capazes de impedir a ação desses intrusos. Buscando estender a aplicabilidade do patrulhamento multiagente, este trabalho propõe uma nova abordagem ao problema, considerando critérios de avaliação baseados em diferentes modelos de atacantes, partindo de invasores que agem de maneira randômica, mas considerando também intrusos que fundamentam suas ações em ferramentas estatísticas de predição. Tendo por base essa nova perspectiva são propostas ao longo do trabalho um conjunto de novas soluções, que buscam orquestrar a ação dos patrulhadores de forma a garantir que o patrulhamento seja bem sucedido. Propõe-se também uma metodologia de comparação e avaliação das soluções apresentadas, incluindo a elaboração de um gerador de cenários, o que possibilitou a simulação das soluções, de acordo com cada critério de avaliação, em um amplo conjunto de ambientes. Por fim, o trabalho apresenta mais uma extensão ao problema do patrulhamento ao considerar o impacto proveniente do corrompimento de um dos agentes patrulhadores. Buscando amenizar o efeito decorrente deste corrompimento são propostas soluções específicas para esse caso. Novamente as soluções são comparadas e avaliadas de acordo com cada critério de avaliação. Abstract: Patrolling refers to the act of walking around an area, with some regularity, in order to protect or supervise it. A group of agents is usually required to perform this task efficiently. Previous works in this field, using a metric that minimizes the period between visits to the same position, proposed static solutions that repeats a cycle over and over. But an efficient patrolling scheme requires unpredictability, so that the intruder cannot infer when the next visitation to a position will happen. This work presents various strategies to partition the sites among the agents, and to compute the visiting sequence. We evaluate these strategies using three metrics which approximates the probability of averting three types of intrusion - a random intruder, an intruder that waits until the guard leaves the site to initiate the attack, and an intruder that uses statistics to forecast how long the next visit to the site will be. We present the best strategies for each of these metrics, based on several simulations. Additionally we propose another extension to the patrolling problem by considering the possibility that one patroller have been corrupted. Specific solutions are proposed, analyzed and compared using the evaluation criteria. Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: Jacques Wainer, Alexandre Mello Ferreira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Durante o desenvolvimento de um projeto de software falhas podem surgir em funcionalidades do sistema em desenvolvimento. Estas falhas são denominadas na literatura como \textit{bugs} e, quando identificado, é reportado através de formulários ou relatórios de erros que contém informações de como ocorreu o problema e, em alguns casos, como reproduzir o erro reportado. Estas informações são utilizadas para identificar a possível causa do \textit{bug}. O processamento de relatórios de \textit{bugs} é um ponto essencial na correção e manutenção de software modernos. Assim, após o preenchimento das informações, o triador deve atribuir, de forma correta, qual equipe será responsável pela manutenção da funcionalidade. Em cenários como este, um sistema automatizado de processamento de relatórios de \textit{bugs} é um passo natural em direção à redução do tempo de trabalho manual e maior confiabilidade nas atribuições, pois um modelo com bom desempenho, em termos de acurácia, pode auxiliar no apoio à decisão a ser tomada pelo triador, aumentando assim a eficiência do processamento do relatório. A eficiência, neste caso, envolve melhorar a taxa de acerto dos triadores nas tarefas que envolvem o processamento do relatório e no envio de um \textit{bug} para o desenvolvedor ou equipe correta, reduzindo assim o número de re-atribuições até a sua resolução. Diferentes soluções têm sido propostas na literatura para a criação de um sistema automatizado de processamento de \textit{bugs}, no entanto as soluções propostas geralmente para a resolução de uma única tarefa dentro do processamento de relatório de \textit{bug} e não soluções que incluam todas as tarefas que compõem o conjunto de atividades do \textit{pipeline}. O grande desafio deste domínio, para os modelos de aprendizado de máquina, é que, os campos que contêm informações sobre o \textit{bug} geralmente contêm uma combinação de texto não estruturado livre, ou seja, trechos de código e texto em diferentes línguas, o que torna os dados de entrada altamente ruidosos. Trabalhos mostram que uma alternativa para lidar com problemas relativos à entrada é fazer uso de modelos de aprendizado profundo. Estes modelos têm obtido resultados superiores em diferentes tarefas de processamento de linguagem natural e classificação quando comparados aos modelos de aprendizado de máquina tradicional. Contudo, os resultados dos estudos sobre aprendizagem profunda no domínio de processamento de relatórios de \textit{bugs} ainda são insuficientes. Neste trabalho, exploramos uma técnica de aprendizado profundo bastante utilizadas em visão computacional, a transferência de aprendizado, visando obter melhorias nos resultados para o problema de triagem automática de \textit{bugs} e a rotulação de relatórios de \textit{bugs}. Realizamos a transferência a partir do modelo BERT pré-treinando com dados do domínio de \textit{bug tracking}, resultando em um novo modelo que denominamos BugBert. Este método se tornou o novo estado da arte na triagem de \textit{bugs} Abstract: During the development of a software project, failures are common in the functionality of the system being developed. These errors are referred in literature as bugs and when identified, it is reported through forms or error reports that contain information on how the problem occurred and, in some cases, how to reproduce the reported error. This information is used to identify the possible cause of the bug. The processing of bug reports is an essential point in the correction and maintenance of modern software. Thus, after filling in the information, the triator must correctly assign which team will be responsible for maintaining the functionality. In scenarios like this, an automated bug reporting system is a natural step towards reducing manual work time and greater reliability in assignments, as a model with good performance can help support the decision to be made by the triator thus increasing the efficiency of the report processing. Efficiency, in this case, involves improving the success rate of triads in tasks that involve processing the report and sending a bug to the correct developer or team, thus reducing the number of reassignments until their resolution. Different solutions have been proposed in the literature for the creation of an automated bug processing system, however the solutions proposed generally for the resolution of a single task within the processing of bug reports and not solutions that include all the tasks that comprise the set of pipeline activities. The great challenge of this domain, for machine learning models, is that, fields containing information about the bug generally contain a combination of free unstructured text, that is, snippets of code and text in different languages, which makes highly noisy input data. Studies show that an alternative to deal with problems related to entry is to use deep learning models. These models have obtained superior results in different tasks of natural language processing and classification when compared to traditional machine learning models. However, the results of studies on deep learning in the field of processing bug reports are still insufficient. In this work, we explore a deep learning technique widely used in computer vision, the transfer of learning, in order to obtain improvements in the results for the automatic bug screening problem and the labeling of bug reports. We performed the transfer from the BERT model pre-training with data from the \ textit {bug tracking} domain, resulting in a new model that we call BugBert. This method has become the new state of the art in bug triage Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação CNPQ 130915/2018-1

Orientadores: Anderson de Rezende Rocha. Jacques Wainer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Retinopatia Diabética (RD) é uma complicação a longo prazo do diabetes e a principal causa de cegueira da população ativa. Consultas regulares são necessárias para diagnosticar a retinopatia em um estágio inicial, permitindo um tratamento com o melhor prognóstico capaz de retardar ou até mesmo impedir a cegueira. Alavancados pela evolução da prevalência do diabetes e pelo maior risco que os diabéticos têm de desenvolver doenças nos olhos, diversos trabalhos com abordagens bem estabelecidas e promissoras vêm sendo desenvolvidos para triagem automática de retinopatia. Entretanto, a maior parte dos trabalhos está focada na detecção de lesões utilizando características visuais particulares de cada tipo de lesão. Além do mais, soluções artesanais para avaliação de necessidade de consulta e de identificação de estágios da retinopatia ainda dependem bastante das lesões, cujo repetitivo procedimento de detecção é complexo e inconveniente, mesmo se um esquema unificado for adotado. O estado da arte para avaliação automatizada de necessidade de consulta é composto por abordagens que propõem uma representação altamente abstrata obtida inteiramente por meio dos dados. Usualmente, estas abordagens recebem uma imagem e produzem uma resposta ¿ que pode ser resultante de um único modelo ou de uma combinação ¿ e não são facilmente explicáveis. Este trabalho objetivou melhorar a detecção de lesões e reforçar decisões relacionadas à necessidade de consulta, fazendo uso de avançadas representações de imagens em duas etapas. Nós também almejamos compor um modelo sofisticado e direcionado pelos dados para triagem de retinopatia, bem como incorporar aprendizado supervisionado de características com representação orientada por mapa de calor, resultando em uma abordagem robusta e ainda responsável para triagem automatizada. Finalmente, tivemos como objetivo a integração das soluções em dispositivos portáteis de captura de imagens de retina. Para detecção de lesões, propusemos abordagens de caracterização de imagens que possibilitem uma detecção eficaz de diferentes tipos de lesões. Nossos principais avanços estão centrados na modelagem de uma nova técnica de codificação para imagens de retina, bem como na preservação de informações no processo de pooling ou agregação das características obtidas. Decidir automaticamente pela necessidade de encaminhamento do paciente a um especialista é uma investigação ainda mais difícil e muito debatida. Nós criamos um método mais simples e robusto para decisões de necessidade de consulta, e que não depende da detecção de lesões. Também propusemos um modelo direcionado pelos dados que melhora significativamente o desempenho na tarefa de triagem da RD. O modelo produz uma resposta confiável com base em respostas (locais e globais), bem como um mapa de ativação que permite uma compreensão de importância de cada pixel para a decisão. Exploramos a metodologia de explicabilidade para criar um descritor local codificado em uma rica representação em nível médio. Os modelos direcionados pelos dados são o estado da arte para triagem de retinopatia diabética. Entretanto, mapas de ativação são essenciais para interpretar o aprendizado em termos de importância de cada pixel e para reforçar pequenas características discriminativas que têm potencial de melhorar o diagnóstico Abstract: Diabetic Retinopathy (DR) is a long-term complication of diabetes and the leading cause of blindness among working-age adults. A regular eye examination is necessary to diagnose DR at an early stage, when it can be treated with the best prognosis and the visual loss delayed or deferred. Leveraged by the continuous expansion of diabetics and by the increased risk that those people have to develop eye diseases, several works with well-established and promising approaches have been proposed for automatic screening. Therefore, most existing art focuses on lesion detection using visual characteristics specific to each type of lesion. Additionally, handcrafted solutions for referable diabetic retinopathy detection and DR stages identification still depend too much on the lesions, whose repetitive detection is complex and cumbersome to implement, even when adopting a unified detection scheme. Current art for automated referral assessment resides on highly abstract data-driven approaches. Usually, those approaches receive an image and spit the response out ¿ that might be resulting from only one model or ensembles ¿ and are not easily explainable. Hence, this work aims at enhancing lesion detection and reinforcing referral decisions with advanced handcrafted two-tiered image representations. We also intended to compose sophisticated data-driven models for referable DR detection and incorporate supervised learning of features with saliency-oriented mid-level image representations to come up with a robust yet accountable automated screening approach. Ultimately, we aimed at integrating our software solutions with simple retinal imaging devices. In the lesion detection task, we proposed advanced handcrafted image characterization approaches to detecting effectively different lesions. Our leading advances are centered on designing a novel coding technique for retinal images and preserving information in the pooling process. Automatically deciding on whether or not the patient should be referred to the ophthalmic specialist is a more difficult, and still hotly debated research aim. We designed a simple and robust method for referral decisions that does not rely upon lesion detection stages. We also proposed a novel and effective data-driven model that significantly improves the performance for DR screening. Our accountable data-driven model produces a reliable (local- and global-) response along with a heatmap/saliency map that enables pixel-based importance comprehension. We explored this methodology to create a local descriptor that is encoded into a rich mid-level representation. Data-driven methods are the state of the art for diabetic retinopathy screening. However, saliency maps are essential not only to interpret the learning in terms of pixel importance but also to reinforce small discriminative characteristics that have the potential to enhance the diagnostic Doutorado Ciência da Computação Doutor em Ciência da Computação CAPES

Orientadores: Jacques Wainer, Fernanda Alcântara Andaló Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Dispositivos móveis, como smartphones e tablets, se tornaram mais populares e acessíveis nos últimos anos. Como consequência de sua ubiquidade, esses aparelhos guardam diversos tipos de informações pessoais (fotos, conversas de texto, coordenadas GPS, dados bancários, entre outros) que só devem ser acessadas pelo dono do dispositivo. Apesar de métodos baseados em conhecimento, como senhas numéricas ou padrões, ainda estejam entre as principais formas de assegurar a identidade do usuário, traços biométricos tem sido utilizados para garantir uma autenticação mais segura e prática. Entre eles, reconhecimento facial ganhou atenção nos últimos anos devido aos recentes avanços nos dispositivos de captura de imagens e na crescente disponibilidade de fotos em redes sociais. Aliado a isso, o aumento de recursos computacionais, com múltiplas CPUs e GPUs, permitiu o desenvolvimento de modelos mais complexos e robustos, como redes neurais profundas. Porém, apesar da evolução das capacidades de dispositivos móveis, os métodos de reconhecimento facial atuais ainda não são desenvolvidos considerando as características do ambiente móvel, como processamento limitado, conectividade instável e consumo de bateria. Neste trabalho, nós propomos um método de verificação facial otimizado para o ambiente móvel. Ele consiste em um procedimento em dois níveis que combina engenharia de características (histograma de gradientes orientados e análise de componentes principais por regiões) e uma rede neural convolucional para verificar se o indivíduo presente em uma imagem corresponde ao dono do dispositivo. Nós também propomos a \emph{Hybrid-Fire Convolutional Neural Network}, uma arquitetura ajustada para dispositivos móveis que processa informação de pares de imagens. Finalmente, nós apresentamos uma técnica para adaptar o limiar de aceitação do método proposto para imagens com características diferentes daquelas presentes no treinamento, utilizando a galeria de imagens do dono do dispositivo. A solução proposta se compara em acurácia aos métodos de reconhecimento facial do estado da arte, além de possuir um modelo 16 vezes menor e 4 vezes mais rápido ao processar uma imagem em smartphones modernos. Por último, nós também organizamos uma base de dados composta por 2873 selfies de 56 identidades capturadas em condições diversas, a qual esperamos que ajude pesquisas futuras realizadas neste cenário Abstract: Mobile devices, such as smartphones and tablets, had their popularity and affordability greatly increased in recent years. As a consequence of their ubiquity, these devices now carry all sorts of personal data (\emph{e.g.} photos, text conversations, GPS coordinates, banking information) that should be accessed only by the device's owner. Even though knowledge-based procedures, such as entering a PIN or drawing a pattern, are still the main methods to secure the owner's identity, recently biometric traits have been employed for a more secure and effortless authentication. Among them, face recognition has gained more attention in past years due to recent improvements in image-capturing devices and the availability of images in social networks. In addition to that, the increase in computational resources, with multiple CPUs and GPUs, enabled the design of more complex and robust models, such as deep neural networks. Although the capabilities of mobile devices have been growing in past years, most recent face recognition techniques are still not designed considering the mobile environment's characteristics, such as limited processing power, unstable connectivity and battery consumption. In this work, we propose a facial verification method optimized to the mobile environment. It consists of a two-tiered procedure that combines hand-crafted features (histogram of oriented gradients and local region principal component analysis) and a convolutional neural network to verify if the person depicted in a picture corresponds to the device owner. We also propose \emph{Hybrid-Fire Convolutional Neural Network}, an architecture tweaked for mobile devices that process encoded information of a pair of face images. Finally, we expose a technique to adapt our method's acceptance thresholds to images with different characteristics than those present during training, by using the device owner's enrolled gallery. The proposed solution performs a par to the state-of-the-art face recognition methods, while having a model 16 times smaller and 4 times faster when processing an image in recent smartphone models. Finally, we have collected a new dataset of selfie pictures comprising 2873 images from 56 identities with varied capture conditions, that hopefully will support future researches in this scenario Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Hoje em dia, obter uma melhor visão de um campo de tecnologia é crucial para a estratégia nos negócios, na universidade e no governo. As patentes são uma fonte muito importante de informação ao respeito. A similaridade textual entre patentes é um dos tipos de similaridade em que os analistas de patentes estão interessados, a fim de melhor compreendê-las. As técnicas comuns para medir a similaridade entre documentos de texto incluem representações bag-of-words ou distribuições de tópicos não supervisionadas, em combinação com várias opções possíveis para distâncias. No entanto, estes métodos não incorporam a informação do domínio do conhecimento, que pode ser crucial para um corpus dificil como as patentes são. Nesta tese de mestrado, uma abordagem para a aprendizagem de similaridade entre patentes é apresentada. O método utiliza aprendizado métrico e aproveita parte do processo legal que as patentes passam antes de serem concedidas. Os resultados do método proposto foram comparados com distâncias padrão, não supervisionadas como KL-divergence, a distância do coseno e a distância euclidiana com a obtenção de resultados superiores e mais confiáveis Abstract: Nowadays, gaining insight into a technology field is crucial for business, academy and government strategy. Patents are a great source of information in this regard. Textual patent similarity is one of the kinds of similarities in which patent analysts are interested in order to better understand them. Common techniques to measure similarity across text documents include bag-of-words representations or unsupervised topic distributions in combination with several possible options for distances. However, these methods do not incorporate information of the domain of knowledge, which might be crucial for approaching the challenging corpus patents are. In this master thesis, an approach for learning pairwise similarity between patents is presented. The method uses metric learning and takes advantage of some of the artifacts of the legal process patents undergo before being granted. The results of the proposed method were compared to standard, but unsupervised, distances (KL-Divergence, Cosine distance and Euclidean distance) obtaining superior and yet more trustful results Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação CNPQ 133548/2013-9

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Algoritmos que envolvem fatoração de matrizes tem sido objeto de intensos estudos nos anos recentes, gerando uma ampla variedade de técnicas e aplicações para diversos tipos de problemas. Dada uma matriz de dados de entrada X, a forma mais simples do problema de fatoração de matrizes pode ser definido como a tarefa de encontrar as matrizes F e G, usualmente com posto baixo, tal que X ~ FG. São consideradas duas variações principais do problema de fatoração de matrizes: a fatoração de matrizes semi-não-negativa (Semi Nonnegative Matrix Factorization (SNMF) ), que requer que a matriz G seja não-negativa, e a fatoração de matrizes semi-não-negativa com pesos ( Weighted Nonnegative Matriz Factorization(WSNMF) ), que lida adicionalmente com casos onde há dados de entrada faltantes ou incertos. Essa dissertação tem como principal objetivo comparar diferentes algoritmos e estratégias para resolver esses problemas, focando em duas estratégias principais: Mínimos Quadrados Alternado com Restrição Constrained Alternating Least Squares e Atualização Multiplicativa Multiplicative Updates Abstract: Algorithms that involve matrix factorization have been the object of intense study in the recent years, generating a wide range of techniques and applications for many different problems. Given an input data matrix X, the simplest matrix factorization problem can be defined as the task to find matrices F and G, usually of low rank, such that X ? F G. I consider two different variations of the matrix factorization problem, the Semi- Nonnegative Matrix Factorization, which requires the matrix G to be nonnegative, and the Weighted Semi-Nonnegative Matrix Factorization, which deals additionally with cases where the input data has missing or uncertain values. This dissertation aims to compare different algorithms and strategies to solve these problems, focusing on two main strategies: Constrained Alternating Least Squares and Multiplicative Updates Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação CAPES

Orientadores: Anderson de Rezende Rocha, Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: A maioria dos sistemas de aprendizado de máquina para classificação binaria é treinado usando algoritmos que maximizam a acurácia e assume que falsos positivos e falsos negativos sao igualmente ruins. Entretanto, em muitas aplicações, estes dois tipos de erro podem ter custos bem diferentes. Por exemplo, em aplicações de triagem médica, determinar erroneamente que um paciente é saudavel e muito mais sério que determinar erroneamente que ele tem uma certa condição médica. Neste trabalho, nós abordamos o problema de controlar a taxa de falsos positivos em Máquinas de Vetores de Suporte (SVMs), uma vez que sua formulação tradicional não provê garantias desse tipo. Para resolver esse problema, definimos uma area sensível no espaço de características onde a probabilidade de falsos positivos é mais alta e usamos um segundo classificador (k-vizinhos mais próximos) nesta área para melhor filtrar os erros e melhorar o processo de tomada de decisão. Nós comparamos a solução proposta com outros métodos do estado da arte para classificação com baixa taxa de falsos positivos usando 33 conjuntos de dados comuns na literatura. A solução proposta mostra melhor performance na grande maioria dos casos usando a métrica padrão de Neyman-Pearson Abstract: Most machine learning systems for binary classification are trained using algorithms that maximize the accuracy and assume that false positives and false negatives are equally bad. However, in many applications, these two types of errors may have very different costs. For instance, in medical screening applications, falsely determining that a patient is healthy is much more serious than falsely determining that she has a certain medical condition. In this work, we consider the problem of controlling the false positive rate on Support Vector Machines, since its traditional formulation does not offer such assurance. To solve this problem, we define a feature space sensitive area, where the probability of having false positives is higher, and use a second classifier (k-Nearest Neighbors) in this area to better filter errors and improve the decision-making process. We compare the proposed solution to other state-of-the-art methods for low false positive classification using 33 standard datasets in the literature. The solution we propose shows better performance in the vast majority of the cases using the standard Neyman-Pearson measure Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Uma patente é um documento sobre uma propriedade de criação concedida pelo Estado aos autores, que impede terceiros a produzir, utilizar, comercializar, importar e exportar a invenção descrita sem a devida autorização do titular do documento. Um estudo na área econômico muito empregado é a utilização de patentes para medir a importância ou impacto tecnológico de um campo inovativo de uma entidade ou nação. Pode-se afirmar que as patentes são como uma espécie de medidores do nível inventivo e as citações contidas nas patentes são um meio para medir o fluxo ou os impactos do conhecimento de um país ou firma, assim como, avaliar tendências de um campo tecnológico. A presente dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta para auxiliar no procedimento de análise de patentes, abordando a aplicabilidade do método Latent Dirichlet Allocation (LDA) para o processo de similaridade de patentes. O sistema computacional denominado Odysseýs verifica a similaridade entre uma determinada patente dada pelo usuário e um grupo de documentos, ordenando-os conforme o seu grau de semelhança em relação à patente em avaliação. Além disso, o software permite, de forma não supervisionada, a geração de redes de citações de patentes por meio de buscas de um conjunto de patentes correlacionadas na base de dados do United States Patent and Trademark Office (USPTO) a partir de uma consulta designada pelo usuário, utilizando essas patentes para a análise de similaridade e, também, para a geração da rede de fluxo de conhecimento. A inexistência de softwares nacionais específicos para o processamento de patentes e as poucas ferramentas auxiliares para a análise de tais documentos foram às principais motivações para o desenvolvimento do projeto Abstract: A patent is a document about an invention's property given by the state to authors, preventing others from producing, using, commercialize, importing and exporting the described invention without a permission of the document's owner. A study in the economic area frequently used is the use of patents to measure importance or technological impact of an innovative field of an entity or nation. Thus, can be asserted that patents are a kind of inventive level meter and their citations is a form of measuring a country's or firm's flow or the impact of knowledge, as well as evaluate trends in a certain technological field. This thesis presents a computational tool to assist in the process of patents analysis, approaching the applicability of the method Latent Dirichlet Allocation (LDA) for the similarity of patents. The computational system called Odysseýs evaluates the similarity between a patent given by the user and a group of documents, ordering them according to their similarity degree in relation to evaluated patent. In addition, the software allows, in an unsupervised manner, generate a patent citation's network by searches for a set of related patents in the database United States Patent and Trademark Office (USPTO) through a query designated by the user applying those patents to the similarity analysis, and also for generation of a knowledge flow network. The inexistence of national software for patent processing and only a few auxiliary tools for the analysis of such documents were the main motivations for the development of this project Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: Siome Klein Goldenstein, Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: O trânsito é um problema cada vez maior nas cidades, consumindo recursos e agravando a poluição; em São Paulo perdem-se cerca de R$33 bilhões por ano por causa do trânsito. Neste trabalho de mestrado desenvolvemos um sistema que une as áreas de simulação de multidões e planejamento probabilístico para otimizar semáforos de tempo fixo. Essas duas áreas apresentam algoritmos que permitem soluções eficientes para os problemas, mas a sua aplicação ainda depende largamente da intervenção de especialistas no problema a ser estudado, seja descrevendo o problema de planejamento probabilístico, seja interpretando os dados devolvidos pelo simulador. Nosso sistema diminui essa dependência ao utilizar autômatos celulares para simular o tráfego e gerar informações que são então utilizadas para descrever o problema de planejamento probabilístico. Com isso podemos: (i) reduzir a necessidade de coleta de dados, que passam a ser gerados pelo simulador e (ii) produzir bons planos para o controle de semáforos de tempo fixo sem que seja necessária a intervenção de especialistas para a análise dos dados. Nos dois testes realizados a solução proposta pelo sistema diminuiu o tempo médio de percurso em 18:51% e 13:51%, respectivamente Abstract: Traffic is an ever increasing problem, draining resources and aggravating pollution. In Sao Paulo, for instance, financial losses caused by traffic represent a sum of about R$33 billions a year. In this work we've developed a system that puts together the areas of Crowd Simulation and Probabilistic Planning to optimize fixed time traffic lights. Although both areas present good algorithms their use is limited by their reliance on specialists, whether to describe the probabilistic planning problem or to analyze the data produced by the simulations. Our approach contributes to minimize this dependence by using cellular automata simulations to generate the data that is used to describe the probabilistic planning problem. This allows us to: (i) reduce the amount of data collection, since the data is now generated by the simulator and (ii) produce good policies for fixed time traffic light control without the intervention of specialists to analyze the data. In the two tests performed the solution proposed by the system was able to reduce travel times by 18:51% and 13:51%, respectively Mestrado Ciência da Computação Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: Siome Klein Goldenstein, Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: O desenvolvimento de métodos computacionais capazes de auxiliar especialistas de diversas áreas na realização de suas tarefas é foco de diversos estudos. Na área da saúde, o diagnóstico precoce de doenças é muito importante para a melhoria da qualidade de vida dos pacientes. Para oftalmologistas que tratam de pacientes com diabetes, um método confiável para a detecção de anomalias em imagens de fundo de olho é importante para um diagnóstico precoce evitando o aparecimento de complicações na retina. Tais complicações podem causar até cegueira. Exsudatos duros é uma das anomalias mais comuns encontradas na retina, sendo sua detecção o foco de vários tipos de abordagens na literatura. Esta dissertação apresenta uma nova e eficiente abordagem para detecção de exsudatos duros em imagens de fundo de olho. Esta abordagem utiliza técnicas de visão computacional e inteligência artificial, como descritores locais, dicionários visuais, agrupamentos e classificação de padrões para detectar exsudatos nas imagens. Abstract: The computational methods development can helps specialists of several areas in your works is focus of many studies. In health area the premature diagnosis of diseases is very important to improve the patient's life quality. To ophthalmologists who treat patients with diabetics, a reliable method to anomalies detects in eye fundus images is important to a premature diagnosis, avoiding appear of retina complications. Such complications can cause blindness. Hard Exsudates is one of more common anomalies found at retina, being your detection is the focus of many kinds of approaches in literature. This master's thesis presents a new and efficient approach for detection of exsudates at eye fundus images. This approach uses computer vision and artificial inteligence techniques like visiual dictionaries, clustering and pattern recognition to detect hard exsudates in images. Mestrado Visão Computacional Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Atualmente, o uso da computação na medicina vem crescendo cada vez mais, e um dos temas mais discutidos é o prontuário clínico eletrônico. é consenso que a utilização de um prontuário eletrônico pode facilitar o trabalho do profissional de saúde e melhorar ainda mais a qualidade do cuidado em saúde, porém ainda existe muita discussão sobre como ele deve ser e quais ferramentas deve oferecer. Este trabalho propõe duas novas formas de visualização do prontuário. A primeira é um sumário com as informações mais relevantes do paciente. A segunda é a representação dos dados do paciente através de um diagrama, onde o profissional de saúde pode expressar o design rationale (DR) da consulta. A área de sumarização automática é um problema altamente complexo, e apesar de terem sido usados procedimentos muito simples, o experimento realizado mostrou que o processo foi suficiente para construir um sumário com o mínimo de informações necessárias para que o quadro clínico do paciente pudesse ser entendido. Alguns estudos apontam que a falta de informação sobre o processo de diagnóstico e sobre o planejamento do tratamento é uma das principais falhas de um sistema de prontuário eletrônico. Por isso, foi sugerida uma representação que utiliza diagramas para armazenar e visualizar, além dos dados do paciente, o raciocínio do profissional de saúde durante uma consulta. Essa técnica é conhecida como design rationale, e é usada, principalmente, na área de engenharia de software. Além de propor essas duas novas formas de visualização do prontuário clínico, foi realizado um experimento formal com o objetivo de testar o sumário e o diagrama com DR na prática. O experimento ocorreu em um ambulatório de clínica geral da Unifesp, onde alunos do curso de medicina recebiam o sumário, ou o diagrama com DR, ou o prontuário clínico tradicional e respondiam questões sobre um determinado caso. Os resultados do experimento mostram que o sumário continha informações suficientes para avaliar o quadro clínico do paciente; porém, eles também mostram que o diagrama com DR provavelmente não apresentou nenhuma vantagem em relação ao prontuário tradicional Abstract: Collaboration between computer science and medicine is growing day by day, and one of the most controversial topics is the electronic patient record (EPR). Despite all scientists agree that the EPR can improve health care quality, how it should behave, or what tools it should provide are still open questions. This work suggests two ways to visualize the EPR. The first is through a summary, with the most important information of the patient. And, the second, is a diagram where the physician is able to express his design rationale. Summarization is a complex problem, and despite very simple procedures were used, the experimental evaluation shows that the summary contains as much information as the traditional EPR. The idea of diagrams to visualize the EPR was originated in a technique called design rationale (DR), used, mostly, in Software Engineering. Its major goal is to reproduce the rationale during a project design. Some researches pointed out that one of the major limitations of EPR is the lack of information about diagnosis processes, and treatment planning. To evaluate these new ways of visualization of the EPR, an experimental evaluation was performed to test the summary and the diagram in real practice. The experiment was conduct in a outpatient care clinic at Unifesp, where medical students use the summary, or the diagram, or the traditional EPR to answer questions about specific patients. The results of the experiment show that the summary was equivalent to the traditional EPR, and that the diagram no not show any leverage to the traditional EPR Doutorado Informática Médica Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Um guia de conduta médica é um documento formado por um conjunto de recomendações sistematicamente desenvolvidas para auxiliar nas decisões de praticantes e pacientes sobre cuidados de saúde em circunstâncias específicas. Desde que sejam bem elaborados, comprovadamente melhoram a qualidade média do atendimento médico. Frequentemente médicos não estão acostumados com guias práticos escritos em papel e não os aplicam adequadamente. Implementados em sistemas computacionais podem melhorar significativamente a qualidade do atendimento médico diretamente no local da assistência. Este trabalho está ligado ao projeto ST-Guide, uma iniciativa surgida no Instituto de Computação da Universidade Estadual de Campinas (IC-UNICAMP) para resolver o problema de formalização e implementação de guias clínicos práticos. As contribuições realizadas foram: (a) reestruturação do projeto em outras tecnologias; (b) estabelecimento e implementação de uma arquitetura extensível para suportar modelagem e implementação de guias; (c) realização de alterações conceituais para facilitar o processo de modelagem; (d) criação de novo algoritmo para verificação lógica de incompletude e ambiguidade; e (e) criação de um ambiente gráfico de desenvolvimento de guias associado a um verificador lógico que atua em tempo real, isto é, à medida em que ocorre a modelagem. Experimentos baseados em guias clínicos para assistência pré-natal e hipertensão são apresentados e o texto é concluído com uma discussão do que foi realizado e sugestão de trabalhos futuros. Abstract: Clinical guidelines are systematically developed statements to assist practitioner and patient decisions about appropriate health care for specific clinical circumstances. Since well elaborated, they provenly improve medical assistance quality. Oftenly clinicians aren't used to paper written guidelines and don't apply them adequately. Implemented in computer systems guidelines can significantly improve medical care quality directly at the point-of-care. This work is related to ST-Guide project, an initiative arisen at the Institute of Computing of State University of Campinas (IC-UNICAMP) to solve the practice guideline formalization and implementation problems. The contributions done were: (a) project restructuring on other technologies; (b) extensible architecture specification and implementation to support guideline modelling and implementation; (c) conceptual changes to ease modelling; (d) new incompletude and ambiguity logical verification algorithm; and (e) guideline graphical development environment coupled with a real time logical verifier. Experiments based on pre-natal assistence and hypertension clinical guidelines are presented and the text is concluded with a discussion of what was done and future work suggestions. Mestrado Mestre em Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Esta dissertação apresenta um modelo discricionário de delegação que permite controlar a formação de cadeias de delegações, tanto através da limitação no comprimento de tais cadeias, como através da definição de condições para utilização e aceitação de novas delegações. Juntamente com o mecanismo de delegação proposto, é apresentado um mecanismo de revogação que considera o máximo comprimento de cada cadeia de delegações, e a relação de força entre delegações, permitindo assim que os sujeitos existentes permaneçam com o maior conjunto de direitos após uma revogação. Uma das principais vantagens em relação à definição de condições associadas à cada delegação é possibilidade de reforçar restrições por conteúdo e contexto. Enquanto o controle de acesso por conteúdo permite que o acesso a determinado objeto, ou recurso, seja controlado com base em atributos e características do próprio objeto em questão, o controle de acesso por contexto considera características de contexto relativas ao sistema como um todo, ou referentes ao contexto em que o usuário solicitou determinado acesso. Será apresentado um mecanismo que permite a utilização deste tipo de informação na definição de condições em delegações. Será apresentado um mecanismo para definição de proibições, que torna possível proibir que usuários utilizem determinadas direitos, mesmo que estes usuários tenham recebido, tais direitos através de delegaçõesde outros usuários do sistema. Através da utilização de condições também é possível a definição de delegações temporais, que são delegações que devem ser consideradas válidas somente durante determinados períodos de tempo, ou enquanto condições de dependência em relação a outras delegações forem atendidas, como será discutido. Finalmente, será apresentado um arcabouço de um servidor de autorizações, que permitiu avaliar o modelo proposto. Neste arcabouço foram implementados os principais algoritmos apresentados, e foi formulada uma arquitetura unificada para criação e revogação de delegações, bem como para verificação de autorizações Abstract: This thesis presents a model of delegation that makes it possible to control the creation of delegation chains, both by limiting the lenght of such chains, and by defining restrictions for the use and acceptance of new delegations. Together with the proposed delegation mechanism, it is presented a revocation mechanism that considers the maximum length of each delegation chain, and the strength relation between delegations, allowing the existing subjects to retain the maximum set of rights after a revocation. One of the biggest advantages regarding the definition of conditions associated with each delegation is the possibility of enforcing context and content based restrictions. While the content based access control allows the access to a specific object to be controlled based on its attributes and characteristics, the context based access control considers context information related to the system as a whole, or regarding the context in which a user made an access request. It will be presented a mechanism that allows the use of this type of information in the definition of conditions in delegations. A prohibition mechanism will be presented, which prevents users from using certain rights, even though these users have received such rights through other users delegations. As it will be discussed, it is also possible, through the use of conditions, to define temporal delegations, which are delegations that must be considered valid only during specific periods of time, or while dependency condition regarding other delegations are met. Finally, it will be presented a prototype of an authorization server, that was used to validate the proposed model. In this prototype, the main algorithms were implemented, and a unified architecture was formulated both for the creation and recation of delegations, as well as for the verification of authorizations Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: Jacques Wainer, Siome Klein Goldenstein Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Nesta dissertação, tratamos o problema de rastrear modelos hierárquicos através de visão computacional no contexto de interfaces gestuais. Gestos formam uma modalidade importante de comunicação humana, e ainda assim, existem poucas, e limitadas, aplicações computacionais com base em gestos. Nosso trabalho é mais uma iniciativa para reverter este quadro. Começamos justificando e discutindo aplicações para a interface visual de gestos da m¿ao. Descrevemos os componentes de um sistema de reconhecimento capaz de tornar esta interface possível. Revisamos a teoria Bayesiana da probabilidade, discutimos suas vantagens, os motivos que adiaram sua adoção em larga escala e derivamos, a partir dela, o filtro de partículas. O filtro de partículas pode ser visto como uma solução aproximada para o problema de estimativa de parâmetros. 'E usado, por exemplo, para determinar os ângulos das juntas de um modelo tridimensional da m¿ao que melhor caracterizem a pose e posição de uma mão real, gravada em uma seqüência de vídeo. Entretanto, a performance do filtro degrada à medida que aumentamos o número de dimensões do espaço de parâmetros. Nestes casos, um número exponencialmente maior de partículas é necessário para que o filtro convirja, inviabilizando aplicações interativas. A nossa principal contribuição é o Filtro de Partículas com Hierarquia de Subespaços. A partir da estrutura presente em modelos hierárquicos, propomos uma forma de dividir o espaço de parâmetros em subespaços que são atribuídos a filtros de partículas diferentes, organizados na forma de um grafo acíclico orientado. Esta construção apresenta melhor convergência que o filtro de partículas original, possibilitando a recuperação dos parâmetros do modelo da m¿ao com um número sensivelmente menor de partículas. Usamos uma luva com seis marcadores idênticos para facilitar a extra¸c¿ao de dados da imagem e então poder focar o trabalho na recuperação dos parâmetros do modelo. Dado o número restrito de marcadores, o modelo que usamos possui 15 graus de liberdade, nove a menos que um modelo da m¿ao completo. Implementamos um sistema de reconhecimento, com base neste filtro, que roda a 30 quadros por segundo em um computador pessoal topo de linha e o validamos através de seqüências de vídeo reais e sintetizadas Abstract: This dissertation deals with the problem of tracking hierarchical models on the context of gesture interfaces based on computer vision. Gestures are an important medium for human communication, but there are few, and very limited, computational applications that rely on them. This work is an attempt to revert this. We start by discussing and justifying several applications for a hand gesture interface. We describe the components of a recognition system that is capable of implementing such an interface. We review the Bayesian theory of probability, discuss its advantages, the reasons that holded back its large scale adoption, and we derive the particle filter on its terms. The particle filter may be thought as an approximate solution for the parameter estimation problem. It may be used, for example, to recover every joint angle of a tridimensional hand model in order to match the pose and position of a real hand captured on video. Unfortunately, particle filtering does not scale gracefully to high dimensional parameter space applications. In these situations, a exponentially larger particle pool is required to ensure convergence, making it difficult to implement an interactive application. Our major contribution is the Subspace Hierarchical Particle Filter. We claim that, with this method, we are able use the inherent structure present in hierarchical models to extract subspaces from the parameter space and assign them to different particle filters, organized into a directed acyclic graph structure. This construction improves the overall convergence, making it possible to recover hand model parameters with much less particles. We employed a glove, with six identical markers painted on, to make it easier to extract data from the images. That way, we could focus on the model parameter recovery problem. Due to the small number of markers, we were able to work with 15 parameters only, nine less than a complete hand model. We built a recognition system based on the Subspace Hierarchical Filter that runs at 30 frames per second on a high-end personal computer. Finally, we validated our claims through real and synthesized video sequences Mestrado Visão Computacional Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Esta é uma pesquisa, na área de Tecnologias de Informação, sobre como as inovações são disseminadas em sociedade. Tomando o trabalho de Everett Rogers (1962) sobre "difusão de inovações" como referência, o estudo situa-se na interface desta área com os campos da Sociologia e do Marketing, permitindo avaliar como as mudanças ou os novos conceitos são recebidos ou rejeitados em agrupamentos de diferentes naturezas. A representação de como as inovações penetram nestas populações tem sido feita através de simulações baseadas em grafos, onde cada vértice representa um membro da população. Nos estudos de Rogers e outros pesquisadores, prevalece uma forma aleatória de interconexão destes membros, aqui chamada de "mundo aleatório". Entretanto, mais recentemente, Watts (1999) descobriu que, sob certas condições, membros de grupos interconectam-se de forma que todos possuam apenas uns poucos intermediários entre si, em contextos onde haja vizinhanças com muitos membros já interconectados. Ainda hoje se estuda as causas para este fenômeno, chamado de "mundo pequeno". O objetivo deste trabalho é verificar como se comporta a curva de "difusão de inovações" em contextos com tais características e identificar as diferenças em relação ao modelo onde as interconexões eram aleatórias. Os primeiros resultados mostraram que, na maioria dos casos aqui analisados, a velocidade de aceitação de inovações (performance) é inferior em contextos de "mundo pequeno", se comparada aos de "mundo aleatório". Ao redesenharmos, entretanto, modelos de "mundo pequeno" com as mesmas definições de Watts e extraindo a aleatoriedade, encontramos uma performance superior, ainda que bem mais sensível do que as versões de Rogers e Watts em relação às características da população. Concluímos que a adoção de alguns modelos de "mundo pequeno" (desde que bem parametrizados) pode ser mais produtiva e permitir preservar características do mundo real, ou seja, obter efeito mais "natural". Testamos diferentes parâmetros, encontrando como mais produtivos: o grau de independência das novas conexões em relação às anteriores ( parâmetro a), a probabilidade aleatória de conexão entre dois membros quaisquer (parâmetro p), a quantidade média de conexões por membro (parâmetro km), a seleção de membros inovadores como líderes locais (além de possuírem conexão com outros grupos, detêm alto índice de conexões com seu próprio grupo). O modelo para simulação aqui utilizado, com pequeno ajuste, foi o de "multiagentes" idealizado por Maienhofer e Finholt (2000) Abstract: This is a research in the area of Information Technology about how are the innovations disseminated in society. Taking the work of Everett Rogers (1962) about "diffusion of innovations" as reference, the study takes p1ace in the interface of this area with the fields of Sociology and Marketing, allowing evaluating how do the changes or new concepts are received or rejected in groups of different natures. The representation of how do the innovations penetrate in these populations has been done by simulations based on graphs, where each vertex represents one member of the population. In the studies of Rogers and other researchers, prevails a random shape of interconnection of these members, here known as "random world". But recent1y, Watts (1999) discovered that, under certain conditions, members of groups interconnect in such a way where all of them have on1y a few intermediates between each other, in contexts where there are neighborhoods with many members already connected. Still today, it's studied the causes for this phenomenon, known as "small world". The objective of this work is to verify how is the behavior of the curve of "diffusion of innovations" in contexts with these characteristics and identify the differences regarding the model where the interconnections were random. The first results showed that, in the majority of the cases here analyzed, the velocity of acceptance of innovations (performance) is lower in contexts of "small world", if compared to those from "random world". But, after redesigning models of "small world" based on the same definitions of Watts and extracting the randomness, we found a superior performance, even though it' s more sensible than versions of Rogers and Watts regarding the characteristics of the population. We concluded that the adoption of some models of "small world" (if with good parameters), can be more productive and allow the preservation of characteristics of real world, that means, to obtain a more "natural" effect We tested different parameters, finding advantages in the following: the degree of independence of new connections regarding the previous connections (parameter a), the random probability of connection between any two members (parameter p), the medium quantity of connections per member (parameter km), the selection of innovators members as local leaders (they have connection with other groups and high index of connections with their own group). The model used here for simulation, with little adjust, was the "multi-agents" idealized by Maienhofer and Finholt (2000) Mestrado Engenharia de Software Mestre Profissional em Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Computação Abstract: A planner must be prepared to deal with dynamic characteristics of the system it acts upon. Lack of world knowledge, dynamic changes, actions with non-deterministic results and faults may put the environment in a state different from the one the planner was expecting while performing a task. When this happens, the pre-conditions required for the plan may become false, turning the plan itself invalid and unable to reach the task goals. The problem of recovering from an invalid plan and achieving the task's original goals is called plan repair. Usually, plan repair techniques can be classified as either replanning techniques or conditional/probabilistic planning. Replanning consists of creating a new plan from the point of failure. Replanners are usually robust but too complex for using them in real-time applications. Probabilistic/conditional planners try to generate offline a plan that take into account the system's uncertainties. However, they might be unable to do so if the environment is too complex. In this work we propose a new plan repair technique based on action replacement. Any complex application will usually offer many different ways to achieve the results of any given action, although usually only the most efficient one is taken into account by the planner. In our replacement system, the planner will study the available devices and their relationship to build a replacement table, which lists subplans that can be used to replace a regular action with lessened efficiency (gracious degradation). We analyze the characteristics of the relationship between an action and its replacement subplans, and how to assemble the required table from this information. We describe the algorithm which implements the technique in a general context. We utilize this definition to apply the technique for simulated robots, a biped robot and web services Mestrado Inteligência Artificial Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de campinas, Instituto de Computação Resumo: Workflow é uma tecnologia que tem sido, crescentemente, adotada para coordenação de processos, principalmente, por empresas que necessitam de maior dinamismo em seus processos de negócio. O objetivo principal de sistemas de workflow é capturar a descrição formal dos processos de negócio e dar suporte a automação integral ou parcial destes processos. Assim como os processos de negócio de uma organização, as aplicações de workflow, com o passar do tempo, precisarão ser alteradas e adaptadas a diferentes ambientes, de forma a refletir novas realidades da empresa. Entende-se, portanto, que as soluções de workflow devem possuir ferramentas que facilitem a modificação e a reutilização de workflow existentes para a criação de novos sistemas de workflow. A necessidade de mudanças está diretamente relacionada à necessidade de reuso e de modificação. Ferramentas que facilitem e promovam estas operações através dos sistemas de workflow são mprescindíveis para agilizar e garantir maior qualidade aos sistemas desenvolvidos. Neste trabalho, faz-se uma análise da teoria existente quanto ao reuso e a modificação de sistemas de workflow e levanta as práticas adotadas por empresas para lidar com mudanças em seus processos de negócio Abstract: Workflow is a technology whose use has been increasing to deal with process management, by organizations that need dynamism on their business processes. The main goal of workflow systems is to capture the formal definition of business processes and give support to the full or partial automation of these processes. Business processes as well as workflow applications may need to be modified and adapted to different environments, representing different requirements of the organization. Therefore, is expected that workflow solution present tools to support and facilitate the modification and the reuse of existing workflows to create new ones. The need of changing directly corresponds to reuse and modification needs. Tools aiming to facilitate those operations throw workflow systems are indispensable to decrease developing time and ensure quality for the workflow systems developed. This study makes an analysis of the theory related to workflow reuse and modifications at the literature and the existing practices adopted by organizations to deal with business processes changes Mestrado Engenharia de Software Mestre Profissional em Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: O processo de fusão de dados de múltiplos sensores é dividido em etapas. Uma delas é a avaliação de ameaças geradas por uma ou mais entidades em determinado ambiente. Esta etapa normalmente requer técnicas de inteligência artificial para obter inferências sobre as informações oriundas dos sensores. Neste contexto, a técnica chamada de in-ferência abdutiva, que pode ser utilizada na solução de problemas de diagnóstico através do relacionamento causal entre sintomas e desordens, é usada como método de inferência no problema de defesa aeroespacial através do relacionamento causal entre aeronaves, armamentos e alvos. Este trabalho apresenta um modelo de solução para o problema de avaliação de ameaças na defesa aeroespacial utilizando a técnica da iníerência abdutiva em um con-texto de fusão de dados de múltiplos sensores. A modelagem emprega informações de fabricantes de armamentos e aeronaves, da inteligência militar, e de instalações de im-portância para o país em um esforço de guerra. A lógica abdutiva foi utilizada para especificar possíveis alvos de aeronaves detectadas, identificadas e classificadas em um sistema de fusão de dados. A seletividade destes alvos diminui vulnerabilidades como o uso do radar de defesa antiaérea nos pontos não atacados e facilita as tomadas de decisão. Os resultados mostram que a lógica abdutiva constitui um método eficiente para a solução deste tipo de problema Abstract: The multisensor data fusion process is divided in stages. One of them is the evaluation of threats created by one or more entities in a certain environment. This stage usually requires artificial intelligence techniques to achieve inferences from the sensors. In this context, the technique called abductive inference, that can be used in the solution of diagnostic problems through the causal relationship between symptoms and disorders, is used as the method of inference in the airspace defense problem through the causal relationship among aircrafts, weapons and targets. This work presents a solution model for the airspace defense threats evaluation prob-lem using abductive inference in a multisensor data fusion contexto This modeling uses information from weapons and aircraft manufacturers, military intelligence and impor-tant country locations in a war situation. Abductive logic was used to specify possible targets for detected, identified and classified enemy aircrafts in a data fusion system. Identifying these targets can eliminate vulnerabilities such as using air defense radars in non-target locations and providing assistance to decision-making processes. Results show that abductive inference is an efficient method for the solution proposed. Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador : Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: A Gerência de Redes tem sido foco de muitos estudos com o crescimento das redes de com­putadores e com a importância que se tem atribuído à qualidade de serviço, disponibilidade e confiabilidade das mesmas. Esta disciplina abrange desde a monitoração da rede até a próatividade na previsso e contennço de falhas e conta com algumas aplicaaçes de ttcnicas de Inteliggncia Artificial como o Racioccnio Baseado em Casos e os Sistemas Baseados em Regras na localizaaço e principalmente correlaaço de alarmes.Este trabalho uma aplicaaço da ttcnica conhecida por Racioccnio Baseado em Modelo no diagnnstico de falha e performance em redes locais de computadores, como provisso de uma ferramenta simples porrm necesssria na gerrncia de uma rede de pequeno/mmdio porte, abranngendo desde o processo de descoberta da rede, sua monitoraaço, att o processo de diagnnstico. A ferramenta aqui desenvolvida constrri e opera sobre um modelo llgico-funcional da rede, baseando-se nas informaaçes do modo de funcionamento correto da rede que pode ser inferido atravvs deste modelo para realizar o diagnnstico. Este sistema foi testado no Laborattrio de Sistemas Integrrveis da Universidade de SSo Paulo (LSI-USP) e mostra ser uma abordagem eficiente na gerrncia de redes locais de computadores Abstract: As higher the demand for quality of service, reliability and availability in computer networks, the Network Management is being the focus of many researches. The Network Management covers many subjects from the monitoring of the net to the fault location and avoidance. For this tasks some Artificial Intelligence techniques such as Case Based Reasoning and Rule Based Systems were used, mainly in what concems fault location and correlation. This work is a practical application of the Model Based Reasoning in the diagnostic of fault and performance for local area networks through a system that performs from the network discovery, the monitoring process, to the diagnostico The system developed here builds and operates over a logical mo dei of the network, rea­soning over the way that the network should work if in normal state. This system was tested at Laboratório de Sistemas Integráveis of the Universidade de São Paulo (LSI-USP) and is an efficÍent approach to the management of fault and performance Ín local area networks Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador : Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Atualmente várias pesquisas na área de CSCW, ou Computer Supported Cooperative Work, vem se utilizando dos conhecimentos e resultados obtidos por áreas de pesquisa correlatas. Esse caráter multidisciplinar tem sido bastante explorado especialmente pelas áreas que tratam os problemas inerentes ao contexto social dos grupos de trabalho. Diversas Teorias Sociais tem sido exaustivamente estudadas para que essa união possa trazer benefícios reais aos usuários das ferramentas de groupware. De acordo com o contexto descrito acima, a idéia principal dessa dissertação consiste na utilização de Teorias Sociais como um mecanismo de avaliação, e posteriormente de melhora, da atmosfera social existente entre os grupos de usuários de um sistema de groupware. No que diz respeito às Teorias Sociais, o trabalho desenvolvido utilizou-se principalmente da Teoria do SYMLOG, ou A System for the Muitipie Levei Observation of Groups, tanto na avaliação quanto no posterior direcionamento do contexto social existente entre os membros dos grupos. Essa Teoria Social possui um forte embasamento matemático e reúne uma série de características favoráveis à uma possível tradução da mesma para um modelo computadorizado. Além do SYMLOG outros dois conjuntos de métodos sociais compõem o núcleo do sistema que é responsável pela manutenção do contexto social entre os grupos de usuários da ferramenta. Essas três entidades do sistema desenvolvido são chamadas de "Agentes Sociais" devido ao caráter semi-autônomo do seu funcionamento. De modo geral esses Agentes fazem uso de um conjunto de técnicas sociais, obtem dados provenientes da comunicação informal dos usuários do sistema, e aplicam esses dados em benefício de todo o grupo de usuários. Através da incorporação desses Agentes Sociais ao sistema de groupware tradicional, objetiva-se habilitar essa ferramenta para que ela seja capaz de reunir, sustentar e intensificar as estruturas sociais, que são extremamente importantes para o sucesso de uma interação organizacional. Com essa iniciativa o trabalho vislumbra uma maior integração entre as Teorias Sociais e os mais diversos sistemas de groupware objetivando sempre melhores resultados na utilização desses sistemas com a manutenção do contexto social Abstract: Research in the CSCW area, or Computer Supported Cooperative Work, has been using the knowledge and the results obtained by correlated research areas. This multidisciplinary characteristic has been especially explored by the research areas that treat the inherent problems to the social context of the work groups. Several Social Theories have been heavily studied so that this union can bring real benefits to the users of the groupware tools. The main objective of the thesis consists of using Social Theories originally as an evaluation mechanism and later on, as an improvement tool, for the social atmosphere that exists among the user groups of a groupware system. Regarding the Social Theories, the developed work used mainly the SYMLOG Theory, or System for the Multiple LeveI Observation of Groups, not only in the evaluation but also in the subsequent guiding of the existent social context among the group members. This Social Theory possesses a strong mathematical background and it gathers a lot of useful characteristics to a possible translation for a computerized mo deI. Besides the SYMLOG Theory, other two groups of social methods compose the kernel of the system that is responsible for the maintenance of the social context among the users of the tooI. These three entities are called "Social Agents" due to the semi-autonomous characteristic of their operation. In general these agents use a group of social techniques, obtain data that comes from the informal communication of the system users, and apply these data in benefit of the whole group of users. The incorporation of these Social Agents into a traditional groupware system hopes to enable this tool to gather, sustain and intensify the social structures, which are extremely important for the success of the group interactions. With this initiative the work shimmers a larger integration between the Social Theories and the groupware systems always aiming better results in the use of these systems with the maintenance of the social contexto Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Computação Resumo: Sistemas de Gerenciamento de Workflow (SGWFs) tradicionais possuem uma limitação intrÚ1 seca de escalabilidade, o servidor central, que representa um gargalo de desempenho e um único ponto de falhas em sistemas onde um grande número de casos simultâneos precisa ser executado. Com base nesta deficiência dos SGWFs tradicionais, é proposto o projeto e a especificação de uma arquitetura distribuída, utilizando as funcionalidades do ambiente aberto de distribuição CORBA, de forma a suportar, em primeiro lugar, os requisitos de escalabilidade, disponibilidade e confiabilidade dos SGWFs de larga escala. Esta arquitetura utiliza a idéia de casos (instâncias de processos) móveis que migram pelos nós do sistema, seguindo o plano do processo, conforme as atividades do workflow são realizadas. A arquitetura é estendida de maneira a satisfazer outros requisitos de SGWFs de larga escala como segurança, recuperação de falhas, interoperabilidade, segurança e outros. Questões relacionadas ao mapeamento desta arquitetura para CORBA e sua implementação são discutidas, juntamente com suas limitações, vantagens e decisões de projeto. Foi realizada a análise dos custos de migração, configuração e criação dos agentes móveis da arquitetura. Testes de desempenho, envolvendo configurações totalmente centralizadas e distribuídas foram definidos e realizados. Nestes testes, configurações distribuídas tiveram maior desempenho que as centralizadas para instâncias envolvendo a execução simultânea de mais de 5 casos concorrentes Abstract: Standard client-server workflow management systems have an intrinsic scalability limitation, the centralized server, which represents a bottleneck for large-scale applications. This server also is a single-failure point that may disable the whole system. In this work, it is proposed a fully distributed architecture for workflow management systems. It is based on the idea that the case (an instance of the process) migrates from host to host, following a process definition, while the case corresponding activities are executed. This basic architecture is improved so that other requirements for Workflow Management Systems, such as fault tolerance, monitoring, interoperability, security and others, are also contemplated. A CORBA-based implementation of such architecture is discussed, with its limitations, advantages and project decisions described. The mobile agent migration, creation and configuration costs were computed. Performance tests, ranging from full centralization to distribution, were defined and performed. In these tests, the distributed configuration performed better than the centralized configuration for instances with more than 5 concurrent cases Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Esta dissertação apresenta um abordagem para a solução do problema do agendamento automático de reuniões, baseada em um conjunto de protocolos de negociação para um sistema multiagentes. Este conjunto de protocolos têm o objetivo de garantir a máxima satisfação do grupo de participantes da reunião, considerando as preferências individuais e as restrições de privacidade destes participantes. E também discutida a análise destes protocolos realizada segundo uma métrica de avaliação proposta e um simulador que também é apresentado. Por fim, é demonstrado a aplicação prática desta abordagem no desenvolvimento de um protótipo de um sistema automático de agendamento de reuniões. Abstract: Not informed. Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Resumo: Este trabalho apresenta SCOT, um sistema de construção automática de teoria inspirado no programa AM de Douglas Lenat. O AM é conhecido por ter "redescoberto" uma série de conceitos e conjecturas famosos em teoria dos números, aritmética e geometria [Len82]. Apesar do grande interesse despertado por este programa, este linha de pesquisa continua sendo muito pouco explorada. Um dos grandes problemas com o AM é a complexidade do seu conjunto de heurísticas, que é representado através de um sistema de produção contendo 243 regras. Com o SCOT, nós buscamos uma melhor estruturação e organização na representação das heurísticas, facilitando assim a análise e a manipulação das mesmas. A construção automática de teoria é também conhecida como aprendizagem por descoberta ou aprendizagem por exploração Abstract: In this work we present SCOT, an automatic theory construction system inspired on Lenat's program AM. AM "rediscovered" some well-known concepts and conjectures from number theory, arithmetic and geometry [Len82]. Despite the great interest surrounding that program, further contributions to this research line are scarce. One of the main problem with AM is the great complexity of the heuristic set, which is represented as a production system with 243 rules. With SCOT we propose a revival of the "AM's research", emphasizing the clarity and "manipulability" of the heuristic set. Automatic theory construction is also known as learning by discovery or learning by exploration Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação Resumo: A presente dissertação enfoca os sistemas de workflow, que se inserem no contexto mais abrangente de software de suporte ao trabalho colaborativo. Sistemas de workflow podem ser definidos como sistemas cujo objetivo é "auxiliar as organizações na especificação, execução, monitoramento e coordenação do fluxo de trabalho em um ambiente de escritório distribuído" [Bul92]. Identificamos, através de análise da literatura da área, fatores estruturais em jogo em sistemas deste tipo, e demonstramos que as abordagens adotadas atualmente cobrem apenas parcialmente o espectro de possibilidades. Identificamos ainda omissões semânticas dos modelos ou especificações. O modelo conceitual que propomos procura tanto ampliar o poder semântico disponível nas direções apontadas pela análise, quanto corrigir os problemas estruturais detectados. Em especial, são atacados os seguintes problemas: . Propomos a ampliação do poder semântico através da oferta de um conjunto abrangente de ações básicas e elementos de sincronismo que englobam o tratamento de eventos assíncronos, atividades batch e atividades replicadas; . Apresentamos os fundamentos para um ambiente de execução fortemente orientado a dados, em que tanto objetos de sistema (como especificações de processo, p.ex.) quanto objetos de aplicação são tratados de maneira uniforme; . Tratamos o problema da alocação de executores de forma mais abrangente, permitindo a existência de atividades coletivas e o uso de estratégias de alocação diferenciadas, como balanceamento de carga de trabalho, round-robin e assim por diante. . Discutimos também os requisitos adicionais de comunicação introduzidos pela existência de atividades coletivas, cujo objetivo é o de manter a sinergia entre os participantes de cada atividade (a difusão de awareness). Abstract: A special category of collaborative systems, the Workflow Systems, are discussed. Such systems can be defined as "systems that help organizations to specify, execute, monitor, and coordinate the flow of work items within a distributed office environment" [Bul92]. We identify basic structural and semantic issues in such systems, and show that improvements can be made over current systems by offering a better coverage of both aspects. We then propose a new conceptual model that tries to fill the detected gaps both by providing a stronger, more expressive specification language and a more comprehensive execution environment. In particular, the following issues are covered: Basic actions and synchronization elements are proposed for asynchronous events, batch and replicated activities. We propose a strongly data-oriented execution environment, where both application and system objects (such as specifications) area treated in a uniform way. We present a broader solution to the agent scheduling problem, that allows one to use different allocation strategies, such as load-balancing, round robin and so on, and that lets many agents to be associated to collective activities. Collective activities give rise to special communication needs, that are treated in the broader awareness diffusion context. Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação Resumo: O termo agente é usado com freqüência na área de representação de conhecimento e raciocínio. Diferentes sistemas foram propostos para modelar um agente raciocinando acerca de seu ambiente, um ambiente que, em muitas aplicações, pode incluir outros agentes. Assim, um agente, às' vezes, deve interagir com outros agentes para levar a cabo uma tarefa ou atingir um objetivo. Neste caso, pode ser importante para o agente representar o conhecimento dos outros agentes com os quais ele interage e pode necessitar raciocinar acerca do conhecimento desses agentes para comunicar-se com eles. Por outro lado, no contexto dos sistemas inteligentes, um agente pode necessitar realizar inferências na presença de informação incompleta ou obter conclusões em ausência de informação em contrário. Então o agente necessita dispor de mecanismos de raciocínio não-monotônicos. O trabalho apresentado aqui relaciona-se com as duas questões anteriores: a, proposta de lógicas não-monotônicas que não só modelam o agente raciocinando não-mono tonicamente a respeito do mundo, mas também a respeito do conhecimento de outros agentes. Este trabalho propõe a extensão de duas famílias de lógicas, para permitir o tratamento de fórmulas que contêm operadores de crenças. Mais especificamente: - desenvolvemos duas lógicas condicionais que permitem raciocinar acerca das crenças de um outro agente (o qual raciocina também na lógica condicional). Discutimos também as propriedades de tais lógicas. -propomos uma lógica preferencial multiagentes, baseada numa relação de preferência proposicional, de forma que tudo ,aquilo que é capturado por essa relação de preferência proposicional translada-se "corretamente" à lógica multiagentes. Abstract: The term agent is frequently used in the area of knowledge representation and reasoning. Different systems have been proposed to model an agent reasoning about his environment, which in many applications includes other agents. Thus, an agent sometimes must interact with other agents to accomplish a task or a goal. If that is the case, it may be important for the agent to represent the knowledge of other agents with whom it interacts and may find it necessary to reason about their knowledge in order to communicate with them. On the other hand, in the framework of an intelligent system, an agent must make certàin inferences in the face of incomplete information or reach conclusions which rely, in part, on the "absence of evidence to the contrary". Then the agent need to be invested with non-monotonic reasoning mechanisms. The work presented here is concerned with the two issues above: the proposa:l of nonmonotonic logics that not only model the agent reasoning non-monotonically about the world, but also about the knowledge of other agents. This work proposes extensions of two families of logics in such a way that those extensions are able to deal with formulas that contain belief operators. More specifically: - we develop two conditionallogics that allow one to reason about the belief of another agent (which reasons in conditionallogic himself). We also discuss the properties of such logics. - we propose a multi-agent preferential logic, based on a propositional preference relation, in such a way that, whatever is captured by the propositional preference relation, it is carried over "correctly" to the multi-agent logic. Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica Estatistica e Ciencia da Computação Resumo: Nesta dissertação propõe-se uma extensão temporal à Teoria das Coberturas Parcimoniosas. Esta teoria provê um fundamento teórico ao processo de raciocínio diagnóstico, como um raciocínio abdutivo baseado nos modelos que associam causas à suas conseqüências (ou doenças com seus sinais e sintomas). A extensão temporal proposta para a Teoria das Coberturas Parcimoniosas possibilita associar a cada doença a evolução temporal dos seus sinais e sintomas. A eliminação de hipóteses temporalmente inconsistentes minimiza uma das maiores limitações da Teoria das Coberturas Parcimoniosas: a teoria pode incluir um grande número de hipóteses alternativas. Além do mais, a inclusão de aspectos temporais a uma extensão da teoria que inclua informações probabilísticas também elimina o problema de rejeições incorretas de hipóteses quando um sintoma necessário não estiver presente. A extensão temporal proposta é aplicada a um problema de diagnóstico médico em que o tempo é importante na diagnose. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, como a construção rápida da base de conhecimento, a eliminação significativa do número de hipóteses e a redução do tempo gasto na obtenção da solução do problema. Finalmente, são apresentadas as contribuições, limitações e extensões futuras desta dissertação Abstract: In this work we propose a temporal extension to the Parsimonious Covering Theory. This theory provides a theoretical foundation for the diagnostic reasoning process as an abdutive reasonig based on models that associate causes with their consequences (or diseases and their symptoms). Our temporal extension of the Parsimonious Covering Theory allows one to associate to a disease a temporal evolution of symptoms. The elimination of temporally inconsistent hypothesis minimizes one of the greatest limitation of the Parsimonious Covering Theory: the theory may include a large number of alternative hypothesis. Furthermore, the inclusion of temporal aspects to an extension of this theory that includes probabilistic information also eliminates the problem of incorrectly rejecting hypothesis if a necessary symptom has not yet ocurred. Finally, the limitations of the representation formalism and the problems with the temporal reasoning in a diagnostic system are also described Mestrado Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação Resumo: Nesta dissertação, faz-se um estudo sobre o processo de tomada de decisões dentro de um grupo de pessoas e propõe-se um modelo de groupware, denominado vIBIS, para discussão e votação de questões. O modelo vIBIS é baseado no modelo IBIS, concebido na década de 70 como ferramenta de design, e inclui uma série de métodos de votação como dispositivo de resolução das questões discutidas, o que não está disponível no modelo IBIS original. Faz-se um estudo detalhado sobre os mais diversos métodos de votação, e propõe-se uma nova modelagem para suas implementações. Também é proposto um modelo de implementação para o modelo vIBIS, baseado na arquitetura distribuída cliente/servidor, onde um servidor central estrutura e armazena as questões discutidas e usuários remotos fazem acesso a essas discussões a partir de qualquer ponto da INTERNET. Um protocolo de comunicação entre cliente e servidor é especificado, tentando facilitar ao máximo o surgimento de novas implementações de sistemas vIBIS, sejam elas de servidores ou clientes (interfaces). Um protótipo do sistema foi implementado e é apresentado como exemplo para essas futuras implementações. Abstract: In this thesis we study the decision making process within a group of persons and propose a groupware model, designated as vIBIS, for issue's discussion and voting. The vIBIS model is based on the IBIS model, conceived as a design tool in the seventies, and it includes a series of voting methods as a discussed issues resolving device which is not available on the original IBIS. We perform a detailed study of several voting methods and propose a new model for their implementation. We also propose an implementation model of the vIBIS model based on the client/server distributed arquitecture, where a central server organizes and stores the discussed issues and remote users may have access to these issues from any point on the INTERNET. A client/server communication protocol is specified, trying to make it easy for the appearance of new vIBIS implementations, either for servers or clients (interfaces). We developed a prototype of the system as an example for these future implementations. Mestrado Mestre em Ciência da Computação