Academic literature on the topic 'Caminhada aleatória'

OBJETIVO: Avaliar a aplicabilidade do teste de caminhada com carga progressiva em portadores de doença pulmonar obstrutiva crônica, e comparar o desempenho desses pacientes durante esse teste e o de caminhada de seis minutos com acompanhamento. MÉTODOS: Foi realizado um estudo de corte descritivo, em que foram selecionados 24 portadores de doença pulmonar obstrutiva crônica. Em ordem aleatória, realizou-se um teste de caminhada com carga progressiva e um de caminhada de seis minutos com acompanhamento, após um período de prática inicial. RESULTADOS: Os pacientes alcançaram no teste de caminhada com carga progressiva, em média, uma freqüência cardíaca máxima de 76,4 ± 9,7%, valor inferior aos 84,1 ± 11,4% alcançados no de caminhada de seis minutos com acompanhamento, em relação ao máximo previsto para idade e gênero (p = 0,003). A sensação de dispnéia ao final do teste (escala de Borg) também foi maior no de caminhada de seis minutos com acompanhamento. Os pacientes caminharam, em média, 307,0 ± 89,3 metros no teste de caminhada com carga progressiva, contra 515,5 ± 102, 3 metros no de caminhada de seis minutos com acompanhamento (p < 0,001). Houve boa correlação entre as distâncias percorridas entre os dois testes (r = 0,80, p < 0,001). CONCLUSÃO: O teste de caminhada com carga progressiva é simples e fácil de ser realizado em portadores de doença pulmonar obstrutiva crônica. O teste de caminhada de seis minutos com acompanhamento levou a uma maior freqüência cardíaca e a maior sensação de dispnéia ao seu final.

http://dx.doi.org/10.5007/2175-7941.2016v33n2p717 Nesse trabalho, foram feitas animações no software livre Algodoo que descrevem a trajetória de uma caminhada aleatória a fim de apoiar o ensino dos conceitos de movimento Browniano. A caminhada aleatória foi modelada considerando a colisão elástica entre as partículas em suspensão num fluido. A intensidade das velocidades das partículas em nossas simulações foi definida em uma faixa arbitrária e uma orientação distribuída aleatoriamente. Usando dois métodos, o histograma de distribuição de deslocamentos e o deslocamento quadrático médio, foi possível medir o coeficiente de difusão para quatro sistemas diferentes, e determinar as regiões onde o sistema apresenta o regime balístico ou o difusivo. O regime balístico foi observado graficamente quando o deslocamento quadrático médio tem uma dependência parabólica com o tempo, diferente do típico regime difusivo, onde o deslocamento quadrático médio tem uma dependência linear. A estratégia didática é combinara descrição matemática do movimento Browniano usando as animações com Algodoo, auxiliando os processos de ensino e aprendizagem.

Objetivos: determinar a prevalência da incontinência urinária (IU) e a sua relação com aspectos sociodemográficos, antropométricos, funcionais e clínicos em idosos da Estratégia Saúde da Família de Porto Alegre/RS (ESF/POA).Métodos: estudo transversal analítico, coletado prospectivamente em amostra aleatória (30 unidades da ESF/POA). Foram coletados dados sociodemográficos, antropométricos e de saúde, sendo aplicados o Questionário Minessota de atividades físicas e de lazer, o Miniexame do Estado Mental, a Escala de Silhuetas de Stunkard (imagem corporal) e testes funcionais (Senta/Levanta, força de preensão manual e velocidade de caminhada).Resultados: foram estudados 575 idosos (68,9±7,1 anos; mulheres= 64,35%) dos quais 33,04% relataram IU (mulheres= 69,5%). Foram estimados como fatores de risco para a IU: menor escore do Miniexame (OR= 0,939; p= 0,033; IC95%= 0,887– 0,995); presença de prejuízo cognitivo (OR= 1,625; p= 0,010; IC95%= 1,351– 3,113); velocidade de caminhada mais lenta (OR= 1,160; p= 0,016; IC95%= 1,028– 1,309); e menor escore no teste Senta/Levanta (OR= 0,013; p= 0,874; IC95%= 0,712 – 0,932). Quedas, atividade física, satisfação com a imagem corporal e ingestão medicamentosa não apresentaram associação significativa com a IU.Conclusão: nessa amostra, foi alta a prevalência da IU. Apresentar menor força de membros inferiores, menor velocidade de caminhada e prejuízo cognitivo foram identificados como fatores de risco para a incontinência, todos modificáveis.

Objetivo: Analisar se a prática da caminhada em esteira elétrica inclinável altera a curvatura lordótica do sujeito. Material e método: Foi realizada uma seleção aleatória de dez indivíduos atletas de futebol profissional. A caminhada se iniciou com 0,0% de inclinação, com aumento de 2% até o limite do aparelho de 14% de inclinação. A avaliação foi realizada através de três marcas colocadas na região lombar (L1, L3, L5) e fotografada durante a inclinação da esteira. Essa avaliação foi realizada por um sujeito não participante do estudo (avaliador-cego). Resultados: Observou-se três padrões diferentes entre os participantes da amostra. Uma análise de agrupamentos deu embasamento para que os indivíduos fossem classificados em três categorias: Grupo 1 (indivíduos 7, 8 e 9), Grupo 2 (indivíduos 2, 3, 5 e 6) e Grupo 3 (indivíduos 1, 4 e 10). Entretanto, nenhuma variação de angulação quanto à inclinação foi considerável. Conclusão: Não observamos em nosso estudo correlação estatística quanto ao aumento da curvatura lombar com a inclinação da esteira. A analise de grupos de indivíduos com diferentes características, precisam ser estudados no intuito de compreender detalhadamente o fenômeno estudado.Palavras-chave: postura lombar, esteira elétrica e inclinação.

A "dança" aleatória de pequenas partículas em suspensão num líquido, um fenômeno conhecido como movimento browniano, foi primeiramente explicado por Einstein na sua famosa tese de doutorado. Seguindo uma perspectiva histórica, mostramos como este fenômeno pode ser descrito de quatro maneiras distintas, a saber: o tratamento difusivo de Einstein, a variante estocástica ou de força flutuante proposta por Paul Langevin, a abordagem via equação de Fokker-Planck, e finalmente, as caminhadas aleatórias de Mark Kac. Discutiremos também as limitações presentes na abordagem difusiva. Em particular, mostramos que a equação parabólica na qual Einstein baseou sua explicação deve ser substituída por uma equação do tipo hiperbólica que também surge naturalmente no tratamento via caminhadas aleatórias. A solução geral dessa equação é obtida e comparada com o resultado padrão. Para tempos curtos, comparados com as escalas de tempo características do sistema, o movimento das partículas segue um comportamento ondulatório.

A obesidade na adolescência é uma doença universal de prevalência mundial crescente, assumindo caráter epidemiológico como problema de saúde pública na sociedade moderna. Este trabalho teve como objetivo comparar o efeito do exercício físico aeróbio contínuo e anaeróbio intermitente associado à orientação alimentar sobre a composição corporal, as medidas bioquímicas e a capacidade física de adolescentes obesos. Foram investigados 28 adolescentes (média de idade = 13 anos), com índice de massa corporal (IMC) acima do percentil 95 para a idade e sexo, distribuídos em dois grupos de forma aleatória: exercício de caminhada contínua (GEC; n = 13) e exercício de corrida intermitente (GEI; n = 15) e submetidos a um programa de treinamento físico três vezes por semana durante 16 semanas por 20 a 40 minutos. A atividade de orientação nutricional ocorreu uma vez por semana, em grupo, por 60 minutos, durante todo o experimento. Foram realizadas, no período inicial e final, medidas de peso e altura, pregas subcutâneas, circunferências do braço (CB) e muscular do braço (CMB), composição corporal por bioimpedância elétrica, análises bioquímicas séricas (glicemia e lipídios) e determinação direta de consumo máximo de oxigênio (VO2max) e limiar anaeróbio (LAn). Como resultados antropométricos, observamos diminuição do IMC e das pregas cutâneas com diferença significativa nos dois grupos (GEC e GEI). Na avaliação bioquímica, houve diminuição significativa nos níveis séricos de HDL e LDL, colesterol total, e aumento do triglicérides e glicemia no GEC, embora mantendo-se dentro dos valores de normalidade. No GEI, o HDL e triglicérides tiveram diminuição significativa. O VO2max aumentou estatisticamente nos dois grupos. Concluímos que a atividade física proposta e a orientação alimentar, tanto para o GEC quanto para GEI, foi suficiente e satisfatória, promovendo diminuição ponderal, melhora da composição corporal, dos níveis lipídicos e aumento na capacidade aeróbia dos adolescentes.

INTRODUÇÃO: A atividade física é reconhecida como fator de proteção para a saúde, sendo seus benefícios associados à redução de doenças crônicas e à diminuição do risco de morte prematura por doenças cardiovasculares. Embora a atividade física seja um importante recurso para políticas de promoção de saúde, o baixo nível e a inatividade física são preocupantes em todo o mundo. Em uma sociedade cada vez mais urbanizada e industrializada, exercícios físicos praticados regularmente são importantes recursos para manter o nível de atividade física recomendado, contudo, é preciso identificar as práticas mais adequadas às necessidades preconizadas como efeito protetor do exercício físico para a saúde.OBJETIVO: Analisar a prevalência de atividade física, fatores sociodemográficos, frequência, modalidades e motivos para a prática de exercício físico em servidores públicos de uma universidade.MÉTODOS: Estudo transversal, amostra aleatória (280 indivíduos) nível de confiança 95%, erro amostral 5%. Para avaliar o nível de atividade física foi utilizado o instrumento IPAQ (International Physical Activity Questionnaire), versão curta, na forma de entrevista. Foi aplicado um questionário sociodemográfico e questionado se os indivíduos praticavam exercício físico regularmente, a modalidade e frequência semanal, bem como os motivos para a prática. Os dados foram analisados utilizando-se o software estatístico SPSS - 14.0.RESULTADOS: A prevalência de inativos e insuficientemente ativos foi de 43,9%. Entre os que fazem exercício físico, 92,5% o fazem para a saúde (p<0,005), porém 29% são inativos ou insuficientemente ativos. Das modalidades mais praticadas, ao contrário do esperado, a caminhada não foi significativa.CONCLUSÕES: Houve diferenças no nível de atividade física quanto à idade, sexo, estado civil e ocupação, bem como nos motivos, na escolha e diversidade de modalidades praticadas. Além de encorajar e monitorar a atividade física, é preciso criar estratégias institucionais a fim de que se possam obter benefícios de melhor qualidade para a saúde.

Introdução: O objetivo deste estudo foi verificar os possíveis efeitos do óleo essencial de Citrusaurantiumvar. Amara no tratamento de Sobrepeso e obesidade Grau I. Método: Trata-se de um estudo clínico piloto duplo-cego randomizado, de natureza quantitativa, realizado na Clínica de Naturologia da UNISUL com 15 moradores de Palhoça/SC, com idade de 20 a 42 anos. Os participantes foram divididos, pela técnica de amostragem aleatória simples, em dois grupos: experimental (óleo essencial, n=8) e controle (essência, n=7). Os participantes utilizaram creme neutro com 2% de óleo essencial (grupo tratado) e com 2% de essência (sem princípios ativos no grupo controle) nas regiões abdominal, glúteo, quadril e coxas. Além disso, foi orientado para todos os participantes: caminhada em ritmo moderado com freqüência de 40 minutos, 3 vezes por semana e dieta de 1800 e 2000 calorias diárias, para o sexo feminino e masculino, respectivamente. Neste trabalho foram realizados 4 encontros, um por semana, ao longo de 21 dias para avaliação das variáveis do estudo. Utilizou-se dos testes estatísticos do qui-quadrado de Pearson ou do teste exato de Fisher, para as variáveis categóricas, e do teste t de Student para as variáveis contínuas, considerando estatisticamente significante quando p<0,05. O presente estudo foi aprovado pelo CEP-UNISUL (protocolo 11.260.4.06.III). Resultados: O Grupo Experimental apresentou diferença estatística e clinicamente significante em relação ao grupo controle. Os resultados da pesquisa sugerem que o uso do óleo essencial Citrusaurantiumvar. Amara favoreceu a diminuição do peso corporal, do Índice de Massa Corporal, perímetros de cintura, abdômen, quadril e braço, aumento na freqüência ao urinar e evacuar, diminuição da ansiedade e apetite e aumento da auto-estima e melhor relação com o corpo. Conclusão: Conclui-se que o óleo essencial de Laranja Amarga pode ser um recurso eficaz no tratamento de sobrepeso e obesidade Grau I. Sugerem-se novos estudos com uma amostra maior e por um período de tempo mais longo.

Atualmente as doenças cardiovasculares (DC) são as principais causas de morte no mundo, sendo compostas por uma série de fatores de risco que parecem ter sua origem durante os anos da infância e adolescência. Desta forma, diagnósticos precoces dos fatores de risco para DC devem ser realizados com freqüência já na população jovem. Frente a este quadro, o objetivo deste estudo foi descrever o perfil lipídico (PL), de aptidão cardiorrespiratória (ApC), e de composição corporal (CC) de escolares de 13-14 anos, e comparar cada uma das variáveis entre os sexos. Para tanto, foi selecionada de forma não aleatória voluntária uma amostra de 41 escolares (21 meninos e 20 meninas) da 8ª série de uma escola privada de Canoas/RS. O perfil lípidico (triglicerídeos-TRI, colesterol total-CT, HDL e LDL) dos escolares procedeu-se através da técnica padrão em um laboratório de análises clínicas. A ApC foi avaliada a partir do teste de corrida/caminhada de 9 minutos (PROESP-BR, 2002). A CC foi determinada pelo IMC e pelo somatório de dobras cutâneas tricipital e subescapular (S D.C.). Para a análise dos dados foi utilizada a estatística descritiva, sendo que para a análise por critérios foram utilizados os critérios sugeridos pelo AHA (NHI PARENT’S GUIDE, 1993), para o PL, e para ApC e CC foram utilizados os critérios sugeridos pelo PROESP-BR (2002). Os resultados apontaram que em termos de análise de tendência central, o PL, a ApC e a CC demonstraram resultados considerados normais. Todavia, quando a análise foi feita a partir dos critérios, foram detectados alguns casos fora da faixa considerada normal para os níveis lipídicos (TRI-4,9%, CT-12,2%, HDL-36,6% e LDL-4,9%), e uma ocorrência bastante elevada fora da faixa recomendada para a ApC (61%) e para a CC (IMC-17,1% e S D.C.-48,8%). Os resultados demonstram ainda haver diferenças entre os sexos nos valores médios de ApC e IMC, a favor dos meninos, e na S D.C. e HDL a favor das meninas. Com relação às distribuições nas faixas recomendadas para cada variável, não houve associações com os sexos. Os resultados obtidos são preocupantes, e demonstram, mesmo em uma amostra pequena, a existência de todos os fatores de risco analisados para DC nos escolares.

Apesar dos avanços tecnológicos em fotografia, a estetização das fotografias compartilhadas no ambiente digital parece remeter a uma tendência vintage. Encontramos nas fotografias das câmeras LOMO e no movimento lomográfico algumas pistas de para onde a fotografia parece estar caminhando: o lúdico, a experiência e o aleatório parecem brotar do nosso objeto de estudo, a lomografia. Para entrelaçar essas diferentes compreensões vamos tomar como ponto de vista a Teoria Geral do Imaginário e outros estudos do simbolismo, uma vez que compreendemos a tendência de estetização na fotografia como um acontecimento não simplesmente motivado por coincidências históricas, mas como possíveis sintomas da ativação de um simbolismo na cultura.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marily Aparecida Benicio.pdf: 2662358 bytes, checksum: ba11ae50b21bd9be5feba0d2bf5fd563 (MD5) Previous issue date: 2013-04-09
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Studies of complex networks help us to understand and model many real world situations. The world abounds in networks that can be found in many real contexts. The term network refers to relations between two sets and can be represented by means of graph theory. The classification of complex networks is given according to the models created to represent them, such as Random networks, networks of Small World, No Scaling networks and hierarchical networks. From the perspective of complex networks, a study which make significant contributions analysis is the phenomenon of diffusion of information in networks, which can be understood through the random walk process, which is characterized by a stochastic used as a mechanism transportation and research in complex networks. A random walk in complex networks can be used to check the behavior of each network model front dissipation. Each network model presents a different behavior with respect to the number of random walkers that pass through the network node over time. The number of walkers will depend on the structure of the networks generated by each model and measures of centrality of each node. Measures of centrality of the vertices of the network are useful for comparing the efficienc of the nodes with respect to receiving and sending information being indicative of the rapidity with which this transport happens. The objective of this work is to study the process of random walk and use it to analyze the efficiency of Centrality measures, inferring the number of random walkers who pass by us in complex networks. Measures of centrality are analyzed centralities Degree, Centrality Intermediation by Minor Roads, Centralization of Random Walk. To compare the efficiency of these measures of centrality in the different network models, numerical simulations were performed. With these, it was noticed that the behavior of the diffusion of walkers varies for each network model. Random network for the flow of walkers from the evenly is not possible to highlight some vertex of utmost importance within the network. It can be observed that the measure of centrality of Random Walk is the one that showed greater efficiency by pointing a greater flow of walkers to the vertices that had a higher value for this measure.
Os estudos sobre redes complexas nos auxiliam a compreender e modelar muitas situações do mundo real. O mundo é abundante em redes que podem ser encontradas em diversos contextos reais. O termo redes faz referência às relações estabelecidas entre dois conjuntos e podem ser representadas por meio da teoria de grafos. A classificação das redes complexas se dá de acordo com os modelos criados para representá-las, tais como as redes Aleatórias, redes de Pequeno Mundo, redes Sem Escala e redes Hierárquicas. Dentro da perspectiva de redes complexas, um estudo que pode trazer contribuições importantes é análise do fenômeno de difusão de informação em redes, os quais podem ser entendidos através do processo da caminhada aleatória, a qual se caracteriza por ser um processo estocástico utilizado como um mecanismo de transporte e pesquisa em redes complexas. A caminhada aleatória nas redes complexas pode ser utilizada para verificar o comportamento de cada modelo de rede frente à dissipação. Cada modelo de rede apresenta um comportamento diferente com relação ao número de caminhantes aleatórios que passam por nó da rede ao longo do tempo. Este número de caminhantes irá depender da estrutura das redes geradas por cada modelo e das medidas de Centralidade de cada nó. As medidas de centralidade dos vértices da rede são úteis para comparar a eficiência dos nós com relação ao recebimento e envio de informações sendo indicativos da rapidez com a qual, este transporte acontece. O objetivo deste trabalho é estudar o processo da caminhada aleatória e utilizá-la para analisar a eficiência das medidas de Centralidade, inferindo o número de caminhantes aleatórios que passam pelos nós nas redes complexas. As medidas de centralidade analisadas são as centralidades do Grau, Centralidade de Intermediação por Menores Caminhos, Centralidade da Caminhada Aleatória. Para comparar a eficiência das referidas medidas de Centralidade nos diferentes modelos de redes, foram realizadas simulações numéricas. Com estas, percebeu-se que o comportamento da difusão de caminhantes varia para cada modelo de rede. Para a rede Aleatória o fluxo de caminhantes se da de maneira uniforme não sendo possível destacar algum vértice de maior importância dentro da rede. Pode-se observar que a medida de Centralidade da Caminhada Aleatória é a que mostrou maior eficiência ao apontar o um maior fluxo de caminhantes aos vértices que possuíam um maior valor para essa medida.

Na natureza e na ciência, dados e informações que desviam significativamente da média frequentemente possuem grande relevância. Esses dados são usualmente denominados na literatura como outliers. A identificação de outliers é importante em muitas aplicações reais, tais como detecção de fraudes, diagnóstico de falhas, e monitoramento de condições médicas. Nos últimos anos tem-se testemunhado um grande interesse na área de Redes Complexas. Redes complexas são grafos de grande escala que possuem padrões de conexão não trivial, mostrando-se uma poderosa maneira de representação e abstração de dados. Embora um grande montante de resultados tenham sido reportados nesta área de pesquisa, pouco tem sido explorado acerca de detecção de outliers em redes complexas. Considerando-se a dinâmica de uma caminhada aleatória, foram propostos neste trabalho uma medida de distância e um método de ranqueamento de outliers. Através desta técnica, é possível detectar como outlier não somente nós periféricos, mas também nós centrais (hubs), depedendo da estrutura da rede. Também foi identificado que existem características bem definidas entre os nós outliers, relacionadas a funcionalidade dos mesmos para a rede. Além disso, foi descoberto que nós outliers têm papel importante para a rotulação a priori na tarefa de detecção de comunidades semi-supervisionada. Isto porque os nós centrais são bons difusores de informação e os nós periféricos encontram-se em regiões de borda de comunidade. Baseado nessa observação, foi proposto um método de detecção de comunidades semi-supervisionado. Os resultados de simulações mostram que essa abordagem é promissora
In nature and science, information and data that deviate significantly from the average value often have great relevance. These data are often called in literature as outliers. Outlier identification is important in many real applications, such as fraud detection, fault diagnosis, monitoring of medical conditions. In recent years, it has been witnessed a great interest in the area of Complex Networks. Complex networks are large-scale graphs with non-trivial connection patterns, proving to be a powerful way of data representation and abstraction. Although a large amount of results have been reported in this research area, little has been explored about the outlier detection in complex networks. Considering the dynamics of a random walk, we proposed in this paper a distance measure and a outlier ranking method. By using this technique, we can detect not only peripheral nodes, but also central nodes (hubs) as outliers, depending on the network structure. We also identified that there are well defined relationship between the outlier nodes and the functionality of the same nodes for the network. Furthermore, we found that outliers play an important role to label a priori nodes in the task of semi-supervised community detection. This is because the hubs are good information disseminators and peripheral nodes are usually localized in the regions of community edges. Based on this observation, we proposed a method of semi-supervised community detection. The simulation results show that this approach is promising

O avanço das pesquisas em redes complexas proporcionou desenvolvimentos significativos para a compreensão de sistemas complexos. Uma rede complexa é modelada matematicamente por meio de um grafo, onde cada vértice representa uma unidade dinâmica e suas interações são simbolizadas por um conjunto de arestas. Para se determinar propriedades estruturais desse sistema, caminhadas aleatórias tem-se mostrado muito úteis pois dependem apenas de informações locais (vértices vizinhos). Entre elas, destaca-se o passeio auto-excludente (SAW) que possui a restrição de não visitar um vértice que já foi alcançado, ou seja, apresenta memória do caminho percorrido. Por este motivo o SAW tem apresentado melhores resultados do que caminhantes sem restrição, na exploração da rede. Entretanto, por não se tratar de um processo Markoviano ele apresenta grande complexidade analítica, tornando indispensável o uso de simulações computacionais para melhor compreensão de sua dinâmica em diferentes topologias. Mesmo com as dificuldades analíticas, o SAW se tornou uma ferramenta promissora na identificação de estruturas de comunidades. Apesar de sua importância, detecção de comunidades permanece um problema em aberto devido à alta complexidade computacional associada ao problema de optimização, além da falta de uma definição formal do significado de comunidade. Neste trabalho, propomos um método de detecção de comunidades baseado em SAW para extrair uma estrutura de comunidades da rede otimizando o parâmetro modularidade. Combinamos características extraídas desta dinâmica com a análise de componentes principais para posteriormente classificar os vértices em grupos por meio da clusterização hierárquica aglomerativa. Para avaliar a performance deste novo algoritmo, comparamos os resultados com outras quatro técnicas populares: Girvan-Newman, Fastgreedy, Walktrap e Infomap, aplicados em dois tipos de redes sintéticas e nove redes reais diversificadas e bem conhecidas. Para os benchmarks, esta nova técnica produziu resultados satisfatórios em diferentes combinações de parâmetros, como tamanho de rede, distribuição de grau e número de comunidades. Já para as redes reais, obtivemos valores de modularidade superior aos métodos tradicionais, indicando uma distribuição de grupos mais adequada à realidade. Feito isso, generalizamos o algoritmo para redes ponderadas e digrafos, além de incorporar metadados à estrutura topológica a fim de melhorar a classificação em grupos.
The progress in complex networks research has provided significant understanding of complex systems. A complex network is mathematically modeled by a graph, where each vertex represents a dynamic unit and its interactions are symbolized by groups of edges. To determine the system structural properties, random walks have shown to be a useful tool since they depend only on local information (neighboring vertices). Among them, the selfavoiding walk (SAW) stands out for not visiting vertices that have already been reached, meaning it can record the path that has been travelled. For this reason, SAW has shown better results when compared to non-restricted walkers network exploration methods. However, as SAW is not a Markovian process, it has a great analytical complexity and needs computational simulations to improve its dynamics in different topologies. Even with the analytical complexity, SAW has become a promising tool to identify the community structure. Despite its significance, detecting communities remains an unsolved problem due to its high computational complexity associated to optimization issues and the lack of a formal definition of communities. In this work, we propose a method to identify communities based on SAW to extract community structure of a network through optimization of the modularity score. Combining technical features of this dynamic with principal components analyses, we classify the vertices in groups by using hierarchical agglomerative clustering. To evaluate the performance of this new algorithm, we compare the results with four other popular techniques: Girvan-Newman, Fastgreedy, Walktrap and Infomap, applying the algorithm in two types of synthetic networks and nine different and well known real ones. For the benchmarks, this new technique shows satisfactory results for different combination of parameters as network size, degree distribution and number of communities. As for real networks, our data shows better modularity values when compared to traditional methods, indicating a group distribution most suitable to reality. Furthermore, the algorithm was adapted for general weighted networks and digraphs in addition to metadata incorporated to topological structure, in order to improve the results of groups classifications.

O estudo de caminhadas aleatórias em meios desordenados e um assunto bastante explorado e pode modelar uma grande variedade de problemas, como por exemplo, problemas de transporte (difusão). O estudo de caminhadas determinísticas em meios desordenados é um assunto pouco explorado. Em uma paisagem composta de N sítios distribuídos aleatoriamente no espaço, um caminhante ("turista") visita estes sítios seguindo a seguinte regra determinística: ir para o sítio vizinho mais próximo que não tenha sido visitado nos últimos passos. De cada sítio inicial, a trajetória obtida com esta dinâmica determinística apresenta inicialmente um tempo de transiente t, onde novos sítios são visitados, e no final um atrator de período p, onde os mesmos sítios são sempre revisitados. Apesar da simplicidade do modelo, a dinâmica e complexa e os resultados não são triviais. Para dimensionalidades d = 2, a distribuição de atratores de período p, obtida numericamente, pode ser descrita por uma lei de potência com um corte exponencial. Os modelos de ligações aleatórias simétricas (que representa o limite de alta dimensionalidade d = 1 do modelo proposto) e assimétricas indicam que o corte exponencial se torna menos importante à medida que N aumenta. O expoente da lei de potência independe da memória tau, sendo portanto uma distribuição robusta. A dinâmica do turista pode ser aplicada a problemas mais abstratos, onde apenas relações de ordem entre vizinhos são dados. O estudo (por amostragem) da estrutura de um dicionário de sinônimos e um exemplo que foi considerado. Mostrou-se que as palavras podem ser embebidas em um espaço Euclidiano de baixa dimensionalidade.Este resultado concorda com um recente estudo exaustivo realizado e questiona o modelo de análise semântica latente. Com a finalidade de entender a transição entre uma caminhada determinística e uma caminhada aleatória, generalizou-se o problema com memória nula designando uma distribuição de probabilidades para o turista visitar os diversos sítios. Esta distribuição e parametrizada por uma variável externa T (temperatura) de modo que para T = 0 têm-se a caminhada do turista como caso limite e para T tendendo para infinito todos os sítios são visitados com igual probabilidade. Resultados analíticos (d = 1) e numéricos mostram a existência de uma região bem delimitada de transição entre os regimes não-ergódico (baixa temperatura) e ergódico (alta temperatura). Uma analogia é estabelecida com o modelo de vidros de Bouchaud. A eficiência da caminhada com relação aos novos sítios visitados, foi estudada e ela e máxima na borda da aleatoriedade, ou seja, ao redor da temperatura de transição.
The study of random walks in disordered media is one well-developed subject and it can model a great variety of problems, for instance, problems of transport (diffusion). The study of deterministic walks in disordered media is a subject not too explored. In a landscape composed of N sites randomly distributed in of, a walker ("tourist") visits these sites following the deterministic rule: going to the nearest site that has not been visited in the last tau steps. From each initial site, the trajectory, obtained with this deterministic dynamics, presents initially a time transient t, where new sites are visited, and, in the end, a p-period attractor, where the same sites are always revisited. In spite of the simplicity of the model, the dynamics is complex and the results are not trivial. For dimensionalities d = 2, the distribution of p-period obtained numerically can be described by a power law with an exponential cut. The models of symmetrical random connections (that represents the limit of high dimensionality d = 1 of the proposed model) and asymmetrical random connections indicate that the exponential cut turns out to be less important as N increases. The exponent law of the power law does not depend on the memory tau, being therefore a robust distribution. The tourist dynamics can be applied to more abstract problems, where just relationships of neighbor order are given. The study (by sampling) of the structure of a dictionary of synonyms has been considered. It has been shown that the words can be embedded in an Euclidean space of low dimensionality. This result agrees with a recent exhaustive study accomplished and it challenges the model of latent semantic analysis. With the purpose of understanding the transition between a deterministic and a random walk a generalization of the problem, with null memory has been performed by designating a distribution of probabilities for the tourist to visit the several sites. This distribution has the external variable T (temperature) as a parameter so that, when T = 0 it has the tourist walk as a limiting case and for T tending to infinity all of the sites are visited ith equal probability. Analytical numerical results (d = 1) show the existence of well delimited transition between non-ergodic (low temperature) and ergodic (high temperature) regime. An analogy is established Bouchaud glass model. The walk efficiency, regarding the new visited sites to trajectory length, has been studied and it is maximum at the edge of stochasticity, in other words, around the temperature of transition.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Ribaski Borges.pdf: 2504879 bytes, checksum: b87dbb16266c955866bfc47eef34de30 (MD5) Previous issue date: 2013-03-05
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The extreme value theory is a branch of statistics and probability. It deals with the asymptotic distributions of extreme values (maximum or minimum) temporal series. The events which takes the average values removed are classified as extreme events. Examples include natural disasters such as goods, earthquakes or an event that causes a strong impact on society. Considering the scenario of complex networks, some examples of extreme events are congestion in networks of roads, power outages in power transmission networks and web servers congested. Thus, understanding the mechanisms that occur in such events is of great interest, because the prediction of these occurrences can minimize its efects, or even avoid them. Thus, the objectives of this study were: 1) to describe the asymptotic behavior of exceedances of a threshold specified by the generalized extreme value distribution, 2) extend the study to the probability of extreme events in complex networks with random topology, small world and scale free. This work was carried out by simulations of random walk pattern and shorter paths. The results shows that for the nodes, also called vertices or sites with low connectivity (lesser degree) in the networks analyzed, the distribution of excesses is not of exponential type. This implies that this distribution is bounded above. The results for the nodes with higher degree were similar, but only for the scale-free network this behavior does not occur. This is due to the fact that the number of exceedances observed in this case is signicantly smaller than the other. It was checked analytically and numerically simulated by random walk pattern, the probability of extreme event is larger and the average time between them is smaller for nodes with lower degree when compared with nodes with higher degree. The spectrum of eigenvalues of the adjacency matrix of the network, which describes the links between nodes, provides conditions for a good agreement between the analytical results and the simulations. For simulations of random walk for shorter paths it was found that nodes with lower betweenness centralities are more likely to have extreme events.
A teoria de valores extremos é um ramo da estatística e probabilidade. Ela trata das distribuições assintóticas de valores extremos (máximos ou mínimos) de séries temporais. Os eventos que assumem valores afastados da média são classificados como eventos extremos. Alguns exemplos são desastres naturais, tais como enchentes, terremotos ou um evento que cause um forte impacto na sociedade. Considerando o cenário de redes complexas, alguns exemplos de eventos extremos são congestionamentos em redes de rodovias, quedas de energia em redes de transmissão e servidores de internet congestionados. Assim, a compreensão dos mecanismos que regem tais eventos é de grande interesse, pois com a previsão de ocorrências destes pode-se minimizar seus efeitos ou até mesmo evitá-los. Com isso, os objetivos deste trabalho foram: 1) descrever o comportamento assintótico das excedências de um valor limite especicado por meio da distribuição de valores extremos generalizada; 2) estender o estudo para a probabilidade de eventos extremos em redes complexas com topologia aleatória, mundo pequeno e escala livre. Este trabalho foi realizado por meio de simulações de caminhada aleatória padrão e por menores caminhos. Os resultados obtidos mostram que para os nós, também denominados vértices ou sítios, com menor conectividade (menor grau) nas redes analisadas, a distribuição dos excessos não é do tipo exponencial. Isto implica que esta distribuição é limitada superiormente. Os resultados para os nós com maior grau foram semelhantes, porém, somente para a rede de escala livre este comportamento não ocorre. Isto se deve ao fato de que o número de excedências observadas neste caso são menores do que nos demais. Foi vericado analiticamente e numericamente por meio de simulações de caminhada aleatória padrão, que a probabilidade de evento extremo é maior e que o tempo médio entre eles é menor para os nós com grau menor, quando comparados com nós com grau maior. O espectro de autovalores da matriz adjacência da rede, a qual descreve as ligações entre os nós, fornece condições para uma boa concordância entre os resultados analíticos e das simulações.Para simulações de caminhada aleatória por menores caminhos verificou-se que os nós com menores centralidades de intermediação são mais propensos a ter eventos extremos.

Nowadays there has been a growing interest in anomalous diffusion: the super difusive and sub-difusive processes. The problem about normal diffusion already well established whereas many problems still exist in anomalous diffusion. Several mathematical models and computational techniques have been developed to model such processes. In this work we studied a non-Markovian Random Walk (RW), in one dimension in which the development of the process is governed by decisions taken in the distant past. We used as tool of analysis, analytical and numerical procedures (Monte Carlo method). In this problem, the walker takes its decisions (go right or left) at a given time t, based on the decisions taken in the past, namely in a fraction f of the total time. As far as the decision making process is considered only the distant past is taken into account. This loss of recent memory leads the probability density function of the position to change from Gaussian to non-Gaussian and leads to the emergence of log-periodic oscillations in position, besides producing a change in the behavior of non-persistent to persistent, causing anomalous diffusion. This change is characterized by the Hurst exponent, and is found, surprisingly, in a region where there is negative feedback. The diagram of phases depending on the parameters f and p (fraction of old memory and feedback), shows the following phases: classical non persistence, classical persistence, log-periodic non persistence, log-periodic persistence, Gaussian and non Gaussian with respect to the position of the walker.
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Atualmente tem crescido o interesse por processos de difusão anômala, i.e., os super difusivos e sub-difusivos. O problema voltado para difusão normal já é bem conhecido, enquanto para difusões anômalas ainda existem vários problemas em abertos. Várias técnicas computacionais e modelos matemáticos têm sido desenvolvidos para modelar tais processos. Estudamos neste trabalho uma caminhada aleatória, não Markoviana em uma dimensão, em que o desenvolvimento do processo é regido por decisões tomadas em relação ao passado distante. Utilizamos como ferramenta de análise uma abordagem analítica e numérica (via método de Monte Carlo). Nesse problema, o caminhante toma suas decisões (entre ir para a direita ou para a esquerda), num determinado tempo t, com base nas decisões tomadas no passado, numa fração f do tempo transcorrido. Quando f<1 o passado recente é esquecido e apenas o passado distante é considerado. Essa perda de memória recente induz a função densidade de probabilidade da posição a passar de um regime Gaussiano para não Gaussiano e leva ao surgimento de oscilações log-periódicas na posição, além de produzir uma mudança no comportamento, de não persistente para persistente, ocasionando difusão anômala. Essa mudança é caracterizada pelo expoente de Hurst e ocorre também, surpreendentemente, numa região de feedback negativo. O diagrama de fases em função dos parâmetros f e p (fração de memória antiga e feedback), mostra as seguintes regiões: não persistência clássica; persistência clássica; não persistência log-periódica e persistência log-periódica; região Gaussiana e não Gaussiana da posição.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedro Jeferson Miranda.pdf: 3220140 bytes, checksum: a557a7dc630657c2bc53d73eb4fd7f48 (MD5) Previous issue date: 2014-09-03
Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná
The emergence is a phenomenon that gives sense to the qualitative unity of any substance, consisting the reflex in the ontological act of perception. It is the conceptual key that justifies the use of complex network models to describe systems, which also are complex in nature. Given this key concept, it was desired to apply it on real objects in order to create new analysis methodologies. For this, graph’s theory and random walk’s theory were used as fundamentals for two study cases. One of them consists on an analysis of the mythological social network of Odyssey of Homer. It was found that this network displays structural characteristic of real social network mixed with fictional aspects associated to mythological characters. Another study was the oral tolerance phenomenon modeled as a complex network associated with stochastic dynamics. We applied the random walk as a way to understand the relative importance of each immunological component. Finally, it becomes evidenced that the key concept of emergence allows new forms of analysis using complex network theory as a model which comprises the complexity inherent on the conception of real systems.
A emergência é fenômeno que dá unidade qualitativa a qualquer substância, constituindo o reflexo no ato ontológico da percepção. É a chave conceitual que justifica o uso do modelo em redes complexas para descrever sistemas, que também são complexos naturalmente. Dada essa chave conceitual, buscou-se utilizá-la na geração de novas análises. Para tanto é empregado a teoria de grafos e a caminhada aleatória em dois estudo de caso. Um deles constitui a análise de uma rede mitológica referente à Odisseia de Homero. Foi verificado que a rede mitológica apresenta padrões de redes sociais reais quando excetuados da rede as personagens mitológicas. Em segundo lugar, foi realizado um estudo da tolerância oral como um fenômeno de rede complexa, foi utilizada a caminhada aleatória como modelo estocástico de difusão de estímulos numa rede complexa. Com isso, foi possível conhecer a importância relativa de cada componente imunológica. Por fim, fica evidenciado que o conceito chave de emergência permite a concepção de novas formas de análise, fundamentalmente no uso de redes complexas como modelos que albergam a complexidade inerente na concepção de sistemas reais.

In this work, we analyze search dynamics and the statistical properties of an organism in search of a target of interest. In general terms, there are many interesting aspects of studies of this nature. For example, in the biological context, organisms in Nature constantly interact one with another, both of the same as well as of different species. The general objectives of random searches are diverse, ranging from searches for food, reproductive partners, etc. of living organisms to socio-economically relevant processes, such as searches for missing children, fugitive terrorists, or searches for petroleum. In our specific model, we consider the searcher and the target moving randomly in a one dimensional lattice of size with periodic boundary conditions. The type of diffusion in the system is determined by the choice of the probability distribution function for the steps sizes for the individual walkers. We assume a power law distribution, characteristic of Levy processes, . Considering an initial energy for the searcher, an energetic expenditure for the walk and an energetic gain g for each target found, we discuss relevant physical quantities, such as energy fluctuations, the fraction of survival searchers and the cumulative energy for N time steps, as a function of the parameters, e.g., the lattice size . We find that searches with ballistic diffusion are more efficient than Brownian ones, allowing the survival of the searcher in situations of ultra-low target density. This extreme behavior guarantees the differential survival of such searchers. We also find strong evidence of a continuous phase transition, in which one phase has survival and the other phase has extinction. We calculate the critical densities which depend on the parameters of diffusion adopted by the organisms. We also obtain the critical exponents for the transition. Our results suggest a universality of the critical exponents, which independent of the type of diffusion of the organisms.
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Neste trabalho, analisamos a dinâmica de busca e propriedades estatísticas de um organismo buscador ( searcher ) à procura de um alvo de interesse ( target ). De forma geral, muitos são os aspectos de interesse nesse tipo de estudo. Por exemplo, se pensarmos no contexto biológico, temos que na natureza constantemente organismos interagem uns com os outros, tanto dentro da mesma como entre diferentes espécies. Os objetivos gerais da busca aleatória são os mais variados, indo desde busca de alimentos, parceiro para reprodução etc, em seres vivos, até processos de interesse socio-econômicos, como busca por crianças desaparecidas, terroristas fugitivos ou então busca por petróleo. Em nosso modelo específico, consideramos o buscador e o alvo caminhando aleatoriamente numa rede unidimensional de tamanho e com condições periódicas de contorno. O tipo de difusão no sistema é determinado pela escolha da função de distribuição de probabilidade para os passos individuais dos indivíduos. Assumimos uma distribuição tipo lei de potência, característica de processos de Lévy . Considerando uma energia inicial do buscador , um gasto energético de caminhada e um ganho de energia g cada vez que o buscador encontra o alvo, discutimos algumas quantidades físicas relevantes, como flutuação energética, fração de buscadores sobreviventes e energia acumulada para N passos realizados - tempo de busca - como função de diferentes parâmetros, por exemplo, o comprimento de rede . Constatamos que o processo de busca com difusão balística é mais eficiente do que a Browniana, ocasionando a sobrevivência do organismo buscador em situações de densidade de alvos muito baixas. Este comportamento extremo garante a relativa sobrevivência do buscador. Também verificamos fortes evidências de uma transição contínua, para a qual numa dada fase temos sobrevivênvia e em outra temos extinção. Calculamos as densidades críticas que dependem dos parâmetros de difusão adotados pelos organismos. Também obtemos os expoentes críticos relacionados a tal transição. Nossos resultados sugerem uma universalidade dos expoentes críticos, que independente do tipo de difusão seguida pelos organismos.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-02-20T17:37:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao TIAGO FRANCA BARRETO versao final revisada com ficha.pdf: 1881406 bytes, checksum: 12e01eebda9019e211cef41ad935a421 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-02-20T17:37:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao TIAGO FRANCA BARRETO versao final revisada com ficha.pdf: 1881406 bytes, checksum: 12e01eebda9019e211cef41ad935a421 (MD5) Previous issue date: 2017-01-31
Esta tese tem como objetivo a investigação teórica das propriedades estatísticas de um caminhante aleatório cuja distribuição de passos é dada pela distribuição a-estável de Lévy. Este tipo de distribuição possui um comportamento assintótico do tipo lei de potência, P(i) ~ í~v', £^$> 1, que gera uma divergência de momentos, a depender do expoente p = oc + 1 da distribuição, e introduz superdifusão no sistema. Inicialmente, revisitamos a solução da equação de difusão escrita em termos de derivadas fracionárias, visto que a equação de difusão convencional não consegue modelar sistemas subdifusivos ou superdifusivos. Obtemos a probabilidade P(x,t) de encontrar o caminhante em uma posição x no tempo t em termos das funções de Fox. Em seguida, mostramos como a solução para o espaço finito, com barreiras absorventes, muitas vezes obtida pelo Método das Imagens, viola o teorema de Sparre-Andersen. Abordamos então o problema de difusão anômala em espaços finitos via equações mestras, método anteriormente utilizado para o caso semi-infinito. Calculamos a taxa de sobrevivência do caminhante de Lévy e mostramos a mudança do comportamento da taxa de sobrevivência em seu limite de tempos longos. Finalmente, observamos que para duas barreiras ela apresenta um decaimento exponencial, enquanto que no limite de uma barreira obtemos a dependência do tipo lei de potência, como estabelecido pelo teorema de Sparre-Andersen.
This thesis has as objective the theoretical investigation of the statistical properties of a random walker whose step distribution is given by the Lévy a-stable distribution. This type of distribution has an asymptotic power law behavior, P(£) ~ í~v', £^$> 1, which generates a divergence of moments depending on the exponent p = oc + 1 of the distribution, and introduces superdiffusion into the system. Initially, we revisit the solu-tion of the diffusion equation in terms of fractional derivatives, since the conventional diffusion equation cannot model subdiffusive or superdiffusive systems. We obtain the probability P(x,t) of finding the walker in a position x in time t in terms of Fox’s functions. We also show how the solution in finite space with absorbent barriers, often obtained by Image’s Method, violates Sparre-Andersen’s theorem. We then address the problem of anomalous diffusion in a finite space via the master equation, a method previously used for the semi-infinite case. We calculate the survival rate of the Lévy walker and show the change in the behavior of the survival rate in the long time limit. Finally we observe that for two barriers it presents an exponential decay, whereas in the limit case of a single barrier we obtain the power-law dependence, as established by Sparre-Andersen’s theorem.

Considere um meio desordenado constituído por $N$ pontos cujas coordenadas são geradas aleatoriamente de maneira uniforme e independente nas arestas unitárias de um hipercubo $d$-dimensional. As probabilidades de vizinhança entre os pares de pontos deste meio são expressas através da fórmula de Cox. Um caminhante parte de um dado ponto deste meio desordenado e se movimenta obedecendo à regra determinista de ir para o ponto mais próximo que não tenha sido visitado nos últimos $\\mu$ passos. Este processo foi denominado de caminhada determinista do turista. Cada trajetória gerada por esta dinâmica possui uma parte inicial não-periódica de $t$ passos (transiente) e uma parte final periódica de $p$ passos (atrator). Neste trabalho, obtemos analiticamente algumas distribuições estatísticas para a caminhada determinista do turista com memória $\\mu$ arbitrária em sistemas unidimensionais e com memória $\\mu=2$ no modelo Random Link (que corresponde ao limite $d ightarrow 1$). Estes resultados nos permitiram compreender o papel da memória no comportamento exploratório do turista e explicar a equivalência não-trivial entre o modelo Random Link e o modelo Random Map (que é um caso limite das redes de Kauffman). Enfatizamos que o número de pontos explorados pelo turista é a grandeza fundamental nos problemas considerados. As distribuições analíticas obtidas foram validadas através de experimentos numéricos. Também obtivemos uma dedução alternativa para a fórmula de Cox, apresentando os resultados finais em termos de distribuições estatísticas elementares.
Consider a medium characterized by $N$ points whose coordinates are randomly and independently generated by a uniform distribution along the unitary edges of a $d$-dimensional hypercube. The neighborhood probabilities between any pair of points in this medium are given by the Cox formula. A walker leaves from each point of this disordered medium and moves according to the deterministic rule to go the nearest point which has not been visited in the preceding $\\mu$ steps. This process has been called the deterministic tourist walk. Each trajectory generated by this dynamics has an initial non-periodic part of $t$ steps (transient) and a final periodic part of $p$ steps (attractor). In this work, we obtain analytically some statistical distributions for the deterministic tourist walk with arbitrary memory $\\mu$ in one-dimensional systems and with memory $\\mu=2$ in the random link model (which corresponds to $d ightarrow 1$ limit). These results enable us to understand the main role played by the memory on the tourist\'s exploratory behavior and explain the non-trivial equivalence between the random link model and the random map model (which is a limiting case of the Kauffman model). We stress that the number of explored points is the fundamental quantity in the considered problems. The obtained distributions have been validated by numerical experiments. We also obtain an alternative derivation for the Cox formula, writing the final results in terms of known statistical distributions.

Nos países em desenvolvimento, o roubo de eletricidade é um tipo comum de perdas não técnicas (NTL, isto é, perdas associadas à eletricidade consumida mas não faturada por algum tipo de anomalia), afetando financeiramente não apenas os operadores do sistema de distribuição (DSO), mas também clientes. Da mesma forma que as fraudes em outros contextos, há evidências de que o roubo de eletricidade é altamente influenciado por interações sociais. Aqui nós propomos um modelo de rede multiplexado e heterogêneo para avaliar como as interações sociais e profissionais influenciam no roubo de eletricidade. Particularmente, empregando uma variação do algoritmo de caminhada aleatória com reinicialização, conseguimos obter uma nova pontuação de exposição para discriminar entre fraudadores e clientes regulares.