Publicação:
Estratégias evolutivas para o ajuste de parâmetros de um modelo epidemiológico baseado em autômatos celulares probabilísticos

dc.contributor.advisor-co1Oliveira, Gina Maira Barbosa de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7119433066704111pt_BR
dc.contributor.advisor1Martins, Luiz Gustavo Almeida
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2546751023256424pt_BR
dc.contributor.referee1Carneiro, Murillo Guimarães
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8158868389973535pt_BR
dc.contributor.referee2Monteiro, Luiz Henrique Alves
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1820487447148268pt_BR
dc.creatorFraga, Larissa Maiara
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9014894922454814pt_BR
dc.crossref.doibatchid90cfbd0f-abc5-4fc2-88ff-5bec2a791e25
dc.date.accessioned2022-11-10T11:28:14Z
dc.date.available2022-11-10T11:28:14Z
dc.date.issued2021-07-05
dc.description.abstractReliable models allow the simulation of critical processes that can serve as a basis for planning and defining public policies. Dynamic systems modeling is an important research tool that can predict and assess the impact of decisions taken by organizations and governments. Cellular automata have been used as an alternative for these types of modeling, as they are dynamic, discrete systems capable of describing complex phenomena from a set of simple rules and local iterations. Once the basic representation of the system is defined, one of the main difficulties in modeling is the adjustment of the various parameters that compose it. Since the evolutionary algorithms have been shown to be a powerful adaptive search technique, in this work we investigate two strategies based on genetic algorithms (GAs) to adjust parameters of a model, aiming to approximate the simulations results to the behavior found in the data to be modeled. The first strategy consists of applying a typical genetic algorithm to solve the problem, while the second adopts multiple stages of evolution, where each stage is responsible for adjusting a subset of the parameters. Both strategies adopt as a case study a model that describes the evolution of a population of insect vectors responsible for Chagas disease (SLIMI et al., 2009). This model is based on probabilistic cellular automata and was originally proposed to reproduce real data collected in a village in Mexico. Here, it is used to generate the dataset used as reference by the genetic algorithm. Experimental results show that the parameters defined in both evolutionary strategies reproduce a behavior similar to the reference model with respect of the number of insects and their spatial distribution.pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoModelos confiáveis permitem a simulação de processos críticos que podem servir de base para o planejamento e definição de políticas públicas. A modelagem de sistemas dinâmicos é um importante instrumento de pesquisa que pode prever e avaliar o impacto de decisões tomadas por organizações e governos. Autômatos celulares têm sido usados como alternativa para esses tipos de modelagem, pois são sistemas dinâmicos, discretos e capazes de descrever fenômenos complexos a partir de um conjunto de regras simples e iterações locais. Uma vez definida a representação básica do sistema, uma das principais dificuldades na modelagem é o ajuste dos diversos parâmetros que o compõem. Considerando que os algoritmos evolutivos têm se mostrado uma poderosa técnica de busca adaptativa, neste trabalho investigamos duas estratégias baseadas em algoritmos genéticos (AGs) para ajustar parâmetros de um modelo, visando aproximar o resultado das simulações ao comportamento dos dados a serem modelados. A primeira estratégia consiste na aplicação de um algoritmo genético típico para resolver o problema, enquanto a segunda adota múltiplos estágios de evolução, no qual cada estágio é responsável por ajustar um subconjunto dos parâmetros. Ambas as estratégias adotam como estudo de caso um modelo que descreve a evolução de uma população de insetos vetores responsáveis pela doença de Chagas (SLIMI et al., 2009). Esse modelo é baseado em autômatos celulares probabilísticos e foi originalmente proposto para reproduzir dados reais coletados em uma aldeia no México. Aqui, ele é usado para gerar o conjunto de dados usada como referência pelo algoritmo genético. Resultados experimentais mostram que os parâmetros definidos em ambas as estratégias evolutivas reproduzem um comportamento semelhante ao modelo de referência tanto na quantidade de insetos quanto na sua distribuição espacial.pt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.identifier.citationFRAGA, Larissa Maiara. Estratégias evolutivas para o ajuste de parâmetros de um modelo epidemiológico baseado em autômatos celulares probabilísticos. 2021. 129 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.5042.pt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.5042pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36370
dc.languageporpt_BR
dc.orcid.putcode122576769
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computaçãopt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.uriAn error occurred getting the license - uri.*
dc.sizeorduration129pt_BR
dc.subjectAlgoritmos Genéticospt_BR
dc.subjectAutômatos Celularespt_BR
dc.subjectEvolução Multi-estágiopt_BR
dc.subjectComputação Evolutivapt_BR
dc.subjectModelagem de sistemas dinâmicospt_BR
dc.subjectAjuste de Parâmetrospt_BR
dc.subjectDoença de Chagaspt_BR
dc.subjectGenetic Algorithmspt_BR
dc.subjectCellular Automatapt_BR
dc.subjectMulti-stage evaluationpt_BR
dc.subjectEvolutionary Computingpt_BR
dc.subjectDynamic systems modelingpt_BR
dc.subjectParameter adjustmentpt_BR
dc.subjectChagas Diseasept_BR
dc.subjectComputaçãopt_BR
dc.subject.autorizadoComputaçãopt_BR
dc.subject.autorizadoAlgorítmos genéticospt_BR
dc.subject.autorizadoAutomato celularpt_BR
dc.subject.autorizadoComputação evolutivapt_BR
dc.subject.autorizadoChagas, Doença dept_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO::MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAOpt_BR
dc.titleEstratégias evolutivas para o ajuste de parâmetros de um modelo epidemiológico baseado em autômatos celulares probabilísticospt_BR
dc.title.alternativeEvolutionary strategies for the adjustment of parameters of an epidemiological model based on probabilistic cellular automatapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dspace.entity.typePublication
person.identifier.orcid0000-0003-3071-7910
relation.isAuthorOfPublicationa1005862-714b-4e0a-9aae-b065aaf2a0bc
relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscoverya1005862-714b-4e0a-9aae-b065aaf2a0bc

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