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Dimensão e simetria em redes complexas: uma abordagem multiescala (2015)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: SILVA, FILIPI NASCIMENTO - IFSC
  • USP Schools: IFSC
  • Sigla do Departamento: FCM
  • Subjects: REDES COMPLEXAS; DIMENSÃO; SIMETRIA; VISUALIZAÇÃO
  • Keywords: Complex networks; Dimension; Física interdisciplinar; Interdisciplinary physics; Symmetry; Visualization
  • Language: Português
  • Abstract: Uma nova perspectiva da ciência tem sido adotada com sucesso por diversos pesquisadores ao redor do mundo, resultando em avanços tecnológicos nas mais variadas áreas do conhecimento. A nova abordagem científica é amplamente interdisciplinar e envolve métodos para a análise, armazenamento e visualização eficiente de grandes quantidades de informação, assim como formas de entender e quantificar a própria estrutura das ciências. Entretanto, os novos problemas tratados por esta abordagem também são mais complexos e tendem a apresentar uma intrincada união entre conceitos e suas relações. Redes complexas representam naturalmente sistemas desta natureza, sendo amplamente adotadas por pesquisadores de diversas áreas científicas. Este trabalho tem como objetivo estudar e desenvolver técnicas multiescala para caracterizar a estrutura de redes complexas através de vários aspectos ligados à complexidade, como a dimensão, a regularidade e a organização de sistemas em subestruturas. Para isso, são sugeridas novas métricas baseadas no conceito de níveis e padrões concêntricos, que permitem estender, de forma natural, medidas tradicionais de redes complexas ao contexto multiescala. Desta forma, é introduzida uma nova medida de dimensão multiescala, que permite a quantificação da dimensão, tanto ao redor de vértices quanto em escalas globais de uma rede. A regularidade de redes é abordada através da ideia de simetria, redefinida em termos da simetria concêntrica, que permitiu, na prática, aquantificação e comparação da simetria entre diferentes redes. Outro conceito explorado é a caracterização do papel desempenhado por vértices dentro de comunidades, que estão diretamente relacionados às subsestruturas de sistemas. Para isso, definimos uma nova medida multiescala de pertinência baseada na diversidade das comunidades presentes na vizinhança de um vértice. Também foram utilizadas e desenvolvidas técnicas e ferramentas para visualização de redes complexas, que se mostraram fundamentais durante todos os estágios deste trabalho, em especial na criação de mapeamentos científicos. A união das metodologias enriqueceu a caracterização de redes complexas, permitindo a criação de um mapa da complexidade desses sistemas. Verificou-se que a complexidade de sistemas, em geral, está associada à dimensão e simetria. Sistemas com baixa simetria e alta dimensionalidade tendem a ser aqueles de maior complexidade compartilhando a mesma região que redes de conhecimento de da infraestrutura da Internet. Sob esses aspectos, também é estudado como redes são influenciadas pelas restrições geográficas ou de planejamento. As metodologias introduzidas neste trabalho culminaram em diversas aplicações em vários segmentos como: classificação de genes em redes de transcriptoma humano, detecção de crises no mercado financeiro, visualização e sumarização automática de dados científicos, assim como a quantificação da interdisciplinaridade de revistas científicas. No geral, os desenvolvimentospresentes aqui mostram o potencial da abordagem multiescala na análise de sistemas complexos através da representação por redes
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 15.10.2015
  • Acesso online ao documento

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    IFSC82002422Te2422
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    • ABNT

      SILVA, Filipi Nascimento; COSTA, Luciano da Fontoura. Dimensão e simetria em redes complexas: uma abordagem multiescala. 2015.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-17122015-145908/ >.
    • APA

      Silva, F. N., & Costa, L. da F. (2015). Dimensão e simetria em redes complexas: uma abordagem multiescala. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-17122015-145908/
    • NLM

      Silva FN, Costa L da F. Dimensão e simetria em redes complexas: uma abordagem multiescala [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-17122015-145908/
    • Vancouver

      Silva FN, Costa L da F. Dimensão e simetria em redes complexas: uma abordagem multiescala [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-17122015-145908/

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