[pt] ENGENHARIA DE RECURSOS PARA LIDAR COM DADOS RUIDOSOS NA IDENTIFICAÇÃO ESPARSA SOB AS PERSPECTIVAS DE CLASSIFICAÇÃO E REGRESSÃO

[en] FEATURE ENGINEERING TO DEAL WITH NOISY DATA IN SPARSE IDENTIFICATION THROUGH CLASSIFICATION AND REGRESSION PERSPECTIVES

[pt] THAYNA DA SILVA FRANCA

[pt] ROBUSTEZ AO RUIDO

[pt] PESQUISA EM GRADE

[pt] ENGENHARIA DE RECURSOS

[pt] CORRUPCAO RUIDOSA

[pt] IDENTIFICACAO ESPARSA

[en] NOISE ROBUSTNESS

[en] GRID SEARCH

[en] FEATURE ENGINEERING

[en] NOISY CORRUPTION

[en] SPARSE IDENTIFICATION

[pt] Os sistemas dinâmicos desempenham um papel crucial no que diz respeito à compreensão de fenômenos inerentes a diversos campos da ciência. Desde a última década, todo aporte tecnológico alcançado ao longo de anos de investigação deram origem a uma estratégia orientada a dados, permitindo a inferência de modelos capazes de representar sistemas dinâmicos. Além disso, independentemente dos tipos de sensores adotados a fim de realizar o procedimento de aquisição de dados, é natural verificar a existência de uma certa corrupção ruidosa nos referidos dados. Genericamente, a tarefa de identificação é diretamente afetada pelo cenário ruidoso previamente descrito, implicando na falsa descoberta de um modelo generalizável. Em outras palavras, a corrupção ao ruído pode ser responsável pela geração de uma representação matemática infiel de um determinado sistema. Nesta tese, no que diz respeito à tarefa de identificação, é demonstrado como a robustez ao ruído pode ser melhorada a partir da hibridização de técnicas de aprendizado de máquina, como aumento de dados, regressão esparsa, seleção de características, extração de características, critério de informação, pesquisa em grade e validação cruzada. Especificamente, sob as perspectivas de classificação e regressão, o sucesso da estratégia proposta é apresentado a partir de exemplos numéricos, como o crescimento logístico, oscilador Duffing, modelo FitzHugh-Nagumo, atrator de Lorenz e uma modelagem Suscetível-Infeccioso-Recuperado (SIR) do Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2).

[en] The dynamical systems play a fundamental role related to the understanding of the phenomena inherent to several fields of science. Since the last decade, all technological advances achieved throughout years of research have given rise to a data oriented strategy, enabling the inference of dynamical systems. Moreover, regardless the sensor types adopted to perform the data acquisition procedure, it is natural to verify the existence of a certain noise corruption in such data. Generically, the identification task is directly affected by the noisy scenario previously described, which entails in the false discovery of a generalizable model. In other words, the noise corruption might be responsible to give rise to a worthless mathematical representation of a given system. In this thesis, with respect to the identification assignment, it is demonstrated how the robustness to noise may be improved from the hybridization of machine learning techniques, such as data augmentation, sparse regression, feature selection, feature extraction, information criteria, grid search and cross validation. Specifically, through classification and regression perspectives, the success of the proposed strategy is presented from numerical examples, such as the logistic growth, Duffing oscillator, FitzHugh–Nagumo model, Lorenz attractor and a Susceptible-Infectious-Recovered (SIR) modeling of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2).

ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA

HELON VICENTE HULTMANN AYALA

ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA

IVAN FABIO MOTA DE MENEZES

LEANDRO DOS SANTOS COELHO

IGOR BRAGA DE PAULA

HELON VICENTE HULTMANN AYALA

GIDEON VILLAR LEANDRO

2021-07-15

2021-05-13

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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