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Inteligência Computacional

Inteligência Computacional (14)

Controle de plantas invasoras

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Pesquisadores

André C. P. L. F. de Carvalho, Luís Paulo Faina Garcia

Um trabalho desenvolvido na USP em São Carlos busca, utilizando a computação, erradicar espécies de plantas consideradas invasoras por devastar a biodiversidade nativa.

O trabalho é orientado pelo professor André Carvalho, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP e pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI).

Publicações

  1. Luis Paulo Faina Garcia. Noise detection in classification problems. phdthesis, Instituto de Ciencias Matematicas e de Computacao, Universidade de Sao Paulo, 2016.
    URL, DOI

Aplicações automáticas na bolsa de valores

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Pesquisadores

André Carvalho, Humberto Brandão

Fazer aplicações na bolsa de valores é uma escolha arriscada. Vários fatores influenciam nas altas e quedas das ações, e, principalmente em momentos de instabilidade econômica, muito dinheiro pode ser perdido.

Um estudo desenvolvido por pesquisadores da Universidade Federal e Alfenas (Unifal) e do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) criou uma ferramenta que leva todos esses fatores em consideração e faz aplicações automáticas na bolsa de valores.

O sistema desenvolvido analisa a situação da bolsa de valores em tempo real e é autônomo a ponto de decidir, sem interferência humana, se vale a pena ou não fazer uma oferta de compra ou venda de ações, quantas ações serão negociadas e por qual preço.

Outro ponto importante do simulador é que ele também leva em consideração as taxas que a bolsa de valores cobra por cada transação.

Sistema de tomada de decisões em sistemas financeiros (Gescob)

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Pesquisadores

André C P L F de Carvalho, Luis Otte

Um projeto de pesquisa desenvolvido pelo aluno Luis Otte, do Mestrado Profissional em Matemática, Estatística e Computação Aplicadas à Indústria (MECAI), com orientação do pesquisador do CEPID-CeMEAI André Ponce de Leon Carvalho, resultou em uma ferramenta que já está disponível para ser utilizada por empresas de cobrança.

O desafio era descobrir e apontar perfis de clientes com potencial de bons pagadores. O cadastro de apenas uma dessas empresas analisadas na pesquisa aponta que durante um semestre, foram feitas 39 mil ligações e recuperados somente 3% dos valores devidos pelos clientes. Utilizando algoritmos de aprendizado de máquinas, o analista de sistemas desenvolveu um software que indica para os gestores de cobrança quais os clientes que devem ser priorizados.

Estressômetro

Estressômetro

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Pesquisadores

Jó Ueyama, Gabriel Giancristofaro, Eduardo Vasconcelos, José Torres Neto e Leandro Mano

“Você pode estar nervoso, com sono ou cansado. Não acha melhor parar o veículo no próximo posto?”. Este poderia ser um alerta enviado a um motorista, caso o estressômetro estivesse operando em algum dispositivo próximo a ele.

Coordenada pelo pesquisador Jó Ueyama, da área de Inteligência Computacional do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CEPID-CeMEAI), com colaboração dos alunos Gabriel Giancristofaro, Eduardo Vasconcelos, José Torres Neto e Leandro Mano, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP), a tecnologia se baseia no desenvolvimento de um software que combina ferramentas comuns de dispositivos eletrônicos – reconhecimento da tonalidade da voz, câmera, sensores de movimento e de luminosidade – para monitorar o humor dos usuários, podendo detectar estresse elevado, sinais de depressão ou outros tipos de emoções.

Aplicações para beacons

Aplicações para beacons

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Pesquisadores

Edson Moreira

Ainda não é comum nas ruas ou estradas, mas a comunicação entre carros e entre os carros e a infraestrutura viária não demora a chegar. Muitas montadoras já tem lançado a tecnologia V2V - Vehicle to Vehicle - na fabricação de alguns automóveis.

Um recurso de emissão de sinais de rádio, semelhantes ao wi-fi, que poderá propiciar a troca de informações entre carros e com a infraestrutura da estrada. E que poderá propiciar ainda modelos novos de negócios envolvendo a geração de serviços e propagandas nas estradas. Este é o principal foco de uma pesquisa coordenada pelo professor Edson Moreira e que tem apoio da FAPESP - por intermédio do CEPID-CeMEAI.

Mapeamento da Correlação de Genes

Pesquisadores

André Carvalho

O trabalho, desenvolvido em parceria com a Universidade de Regensburg, ao sul da Alemanha, e também pelos pós-doutorandos peruanos Edwin Talavera e Soledad Llerena, da USP-São Carlos criou, pela primeira vez, uma ferramenta computacional que, usando técnicas de aprendizagem de máquinas e ciência de dados, permite identificar interações funcionais entre os genes quando se inibe um deles com algum tipo de produto químico/medicamento.

A pesquisa irá ajudar a universidade alemã no avanço do entendimento e tratamento do câncer, mas a metodologia pode ser aplicada para se entender outros distúrbios da regulação gênica e seus respectivos tratamentos.

Atualmente, não é possível saber, por exemplo, quais genes serão afetados quando a pessoa toma um medicamento, e isso acaba levando a vários efeitos colaterais - inclusive, pode levar a algumas doenças secundárias depois. Então, identificando exatamente a correlação e que genes estão sendo afetados por uma determinada droga, pode-se reduzir e até eliminar esses efeitos.

Detecção Automática de Vazamentos de Água

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Pesquisadores

Rodrigo Fernandes de Mello

A ideia do projeto é criar um método que identifique a ocorrência de vazamentos em redes de distribuição de água de forma automática. O método se baseia na aplicação de técnicas de aprendizado de máquina usando os dados obtidos continuamente na rede. 

O estudo faz parte de um convênio da USP com o Departamento Autônomo de Água e Esgoto (DAAE) de Araraquara. A ideia do convênio é que o DAAE ceda os dados dos sistemas deles para os pesquisadores e, assim que os resultados forem produzidos, o sistema será disponibilizado ao Departamento.

O objetivo é que a metodologia fique aberta, disponível para quem quiser implementá-la não só na cidade de Araraquara, mas no Brasil e no mundo todo.

 

Publicações

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Ambientes de Aprendizado Utilizando Elementos de Games

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Pesquisadores

Seiji Isotani, Prof. Ig I. Bittencourt (UFAL), Leonardo B. Marques e Rafaela V. da Rocha

A gamificação (do Inglês, gamification) é o termo utilizado para referir-se ao uso de elementos de jogos (ou design de jogos) em situações que não são um jogo. Em particular, ambientes educacionais, não são ambientes de jogos, mas que podem se beneficiar coma inclusão de elementos de jogos como forma de motivar os estudantes durante o processo de ensino e aprendizagem. O uso adequado da gamificação tem o potencial de proporcionar diversos benefícios ao aluno, incluindo maior performance e engajamento. Conduto, o seu uso inadequado pode trazes riscos como trivialização da aprendizagem e dificuldade em manter o foco de atenção. Dessa forma, neste projeto estuda-se os efeitos afetivos e didáticos relacionados ao uso de um ou mais elementos de jogos em ambientes educacionais, além de métodos para aplicar adequadamente estes elementos para auxiliar a aprendizagem individual e colaborativa. Baseado nestes estudos, ferramentas, algoritmos e técnicas de adaptação e personalização inteligente do ambiente educacional e dos elementos de jogos estão sendo desenvolvidos para que seja possível projetar a nova geração de ambientes educacionais que interagem com o aluno e oferecem o apoio necessário para o desenvolvimento de seus conhecimentos e habilidades.

Publicações

  1. G C Challco, D A Moreira, I I Bittencourt, R Mizoguchi and S Isotani. Personalization of Gamification in Collaborative Learning Contexts using Ontologies. IEEE Latin America Transactions 13(6):1995-2002, Junho 2015.
    DOI

  2. Rafaela Vilela Rocha, Aparecida Maria Zem-Lopes, Laís Zagatti Pedro, Ig Ibert Bittencourt and Seiji Isotani. Metodologia de Desenvolvimento de Jogos Sérios: Especificação de Ferramentas de Apoio Open Source. In Proceedings of XXVI Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. 2015, 489-498.
    URL, DOI

  3. Rafaela Vilela Rocha, Ig Ibert Bittencourt and Seiji Isotani. Análise, Projeto, Desenvolvimento e Avaliação de Jogos Sérios e Afins: uma revisão de desafios e oportunidades. In Proceedings of XXVI Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. 2015, 692-701.
    URL, DOI

  4. Lais Z Pedro, Aparecida M Z Lopes, Bruno G Prates, Julita Vassileva and Seiji Isotani. Does Gamification Work for Boys and Girls?: An Exploratory Study with a Virtual Learning Environment. In Proceedings of the 30th Annual ACM Symposium on Applied Computing. 2015, 214–219.
    URL, DOI

  5. Simone Sousa Borges, Vinicius H S Durelli, Helena Macedo Reis and Seiji Isotani. A Systematic Mapping on Gamification Applied to Education. In Proceedings of the 29th Annual ACM Symposium on Applied Computing. 2014, 216–222.
    URL, DOI

  6. Geiser Chalco Challco, Dilvan A Moreira, Riichiro Mizoguchi and Seiji Isotani. Collaboration and Technology: 20th International Conference, CRIWG 2014, Santiago, Chile, September 7-10, 2014. Proceedings. Chapter An Ontology Engineering Approach to Gamify Collaborative Learning Scenarios, pages 185–198, Springer International Publishing, 2014.
    URL, DOI

Sistemas Biométricos Adaptativos

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Pesquisadores

André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, Paulo Henrique Pisani, Ana Carolina Lorena (UNIFESP), Romain Giot(LaBRI/Université de Bordeaux) e Norman Poh (University of Surrey).

Biometria é a ciência de reconhecer indivíduos por características fisiológicas (e.g. impressão digital, face, iris, etc) ou comportamentais (e.g. assinatura, dinâmica da digitação, voz, etc). Em vista das fraquezas da autenticação baseada em senhas, sistemas biométricos tem sido cada vez mais aplicados para evitar fraudes. As características analisadas por esses sistemas para realizar o reconhecimento devem atender a uma série de requisitos: todos os usuários tem que possuir a característica e ela deve permitir distinguir os usuários. Além disso, as características não devem variar com o tempo. Contudo, estudos recentes mostram que esse último requisito não é atendido para diversas modalidades biométricas, implicando em redução de desempenho preditivo do sistema biométrico. Para lidar com esse problema, foram propostos os sistemas biométricos adaptativos, objeto de estudo deste projeto, que adaptam os modelos dos usuários cadastrados às mudanças nas características ao longo do tempo. Com isso, há uma redução da perda de desempenho preditivo ao longo do tempo.

Publicações

  1. P H Pisani, A C Lorena and A C P L F Carvalho. Ensemble of Adaptive Algorithms for Keystroke Dynamics. In 2015 Brazilian Conference on Intelligent Systems (BRACIS). Novembro 2015, 310-315.
    DOI

  2. P H Pisani, A C Lorena and A C P L F Carvalho. Adaptive approaches for keystroke dynamics. In Neural Networks (IJCNN), 2015 International Joint Conference on. Julho 2015, 1-8.
    DOI

  3. P H Pisani, A C Lorena and A C P L F Carvalho. Adaptive Algorithms in Accelerometer Biometrics. In Intelligent Systems (BRACIS), 2014 Brazilian Conference on. Outubro 2014, 336-341.
    DOI

  4. Paulo Henrique Pisani, Ana Carolina Lorena and André C P L F Carvalho. Adaptive Positive Selection for Keystroke Dynamics. Journal of Intelligent & Robotic Systems 80(1):277–293, 2014.
    URL, DOI

  5. Paulo Henrique Pisani, Ana Carolina Lorena and André C P L F Carvalho. Algoritmos Imunológicos Adaptativos em Dinâmica da Digitação: um Contexto de Fluxo de Dados. In X Encontro Nacional de Inteligência Artificial e Computacional - ENIAC, 2013.. 2013.

  6. Paulo Henrique Pisani and Ana Carolina Lorena. A systematic review on keystroke dynamics. Journal of the Brazilian Computer Society 19(4):573–587, 2013.
    URL, DOI

Detecção da Qualidade de Madeira (NeuroWood)

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Pesquisadores

André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, Carlos de Oliveira Affonso, Andre Luis Debiaso Rossi e Fábio Henrique Vieira

A ideia principal do projeto é aprimorar a classificação da qualidade da madeira através de análises de suas imagens.

Usualmente, as indústrias contam com profissionais responsáveis por identificar, visualmente, se determinado pedaço de madeira pode ser vendido in natura ou se precisa passar por um retrabalho. O problema é que, muitas vezes, algumas subjetividades, como a fadiga ou o grau de concentração, podem atrapalhar o julgamento desse profissional e interferir negativamente no processo de produção da indústria.

O mecanismo da NeuroWood, que consiste em um programa (software) e em um conjunto de equipamentos (hardware), permite que a análise da madeira seja feita de forma objetiva e, assim, evite falhas no processo. Um pedaço de madeira é analisado por câmeras e raios laser, as imagens obtidas são enviadas ao computador e o programa determina se a madeira é do tipo A (maior qualidade), B ou C (menor qualidade).

Publicações

  1. Carlos Affonso, Renato Jose Sassi and Ricardo Marques Barreiros. Biological image classification using rough-fuzzy artificial neural network. Expert Systems With Applications 42(24):9482-9488, 2015.
    DOI