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CATÁLOGO DE PESQUISA Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação

2013


Catálogo de Pesquisa Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação Universidade de São Paulo 2013


Diretor Prof. Dr. José Carlos Maldonado Vice-Diretor Prof. Dr. Alexandre Nolasco de Carvalho Presidente da Comissão de Pesquisa Profa. Dra. Roseli Aparecida Francelin Romero Presidente da Comissão de Relações Internacionais Prof. Dr. Paulo Afonso Faria da Veiga

PRODUÇÃO Assessoria de Comunicação: Neylor de Lima Fabiano Arte e Diagramação: Lucas Guedes Impressão: Gráfica Suprema

Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação Universidade de São Paulo Avenida Trabalhador São-carlense, 400 São Carlos - SP - CEP: 13566-590 www.icmc.usp.br 2013 - Todos os direitos reservados ©


Apresentação Nilton Júnior - ArtyPhotos

O Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), da Universidade de São Paulo (USP), foi criado em 1971 e atua tanto no desenvolvimento de pesquisas científicas como na formação de recursos humanos em Computação, Estatística, Matemática Aplicada, Otimização e em suas áreas relacionadas. O Instituto está localizado na cidade de São Carlos, a 230 Km da capital do Estado de São Paulo, que possui duas importantes universidades públicas, dois centros de pesquisa da Embrapa, dois parques tecnológicos e diversas indústrias multinacionais. A cidade está associada com a inovação e com o desenvolvimento de alta tecnologia, incubadoras e empresas de base tecnológica. O ICMC é constituído por quatro departamentos com mais de 150 docentes, todos com títulos de Doutor. O corpo técnico e administrativo possui por volta de 120 funcionários qualificados. O Instituto tem instalações bem equipadas, salas de aula multimídia, dois auditórios e uma biblioteca de alta qualidade, com 140 mil livros e 23 mil periódicos. Seu parque computacional inclui dois mil computadores e vários clusters. Sendo reconhecido como um centro de excelência nacional e internacional na formação de pesquisadores e profissionais em suas áreas de atuação, o ICMC oferece oito cursos de graduação, comtemplando aproximadamente, 1,2 mil estudantes: Ciências de Computação (Bacharelado); Ciências Exatas (Licenciatura, em parceria com o Instituto de Física de São Carlos e o Instituto de Química de São Carlos); Engenharia de Computação (Bacharelado, em parceria com a Escola de Engenharia de São Carlos); Estatística (Bacharelado); Matemática (Bacharelado e Licenciatura); Matemática Aplicada e Computação Científica (Bacharelado); e Sistemas de Informação (Bacharelado). O Instituto também é responsável por disciplinas de formação básica para os cursos de Arquitetura, Engenharias, Física e Química, coordenados por outras unidades do campus. Os programas de pós-graduação envolvem por volta de 400 alunos e estão entre os melhores do país, tendo formado um número expressivo de Mestres e Doutores que hoje integram as mais prestigiadas unidades de ensino e pesquisa em todo o Brasil. São três programas de nível de Mestrado e Doutorado, sendo dois destes avaliados pela CAPES com conceito 6: o de Ciências de Computação e Matemática Computacional, e o de Matemática. Foram criados, recentemente, os programas de pós-graduação em Estatística (em parceria com a Universidade Federal de São Carlos) e o ProfMat, que é um mestrado profissionalizante voltado para professores da rede pública de ensino.

Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


As atividades de ensino e pesquisa do ICMC são reconhecidas internacionalmente, com aproximadamente 450 publicações anuais em periódicos especializados. Os docentes, pós-doutorados e alunos participam frequentemente de importantes eventos científicos, projetos de cooperação e convênios com instituições estrangeiras. Os resultados das pesquisas realizadas no ICMC têm sido premiados, frequentemente, em eventos nacionais e internacionais e divulgados em jornais e na TV. Além disso, o ICMC promove e sedia muitos eventos internacionais. Os grupos de pesquisa recebem apoio constante das agências de fomento (FAPESP, CNPq, CAPES, FINEP). Destaca-se o envolvimento e coordenação de muitos professores em redes temáticas de pesquisa e em outros projetos de grande porte. Também notória é a contribuição do ICMC para a inovação tecnológica, através da colaboração com a indústria, centros de pesquisa e agências do governo, o que gera muitos produtos tecnológicos de alto impacto econômico e social. Um exemplo é a participação dos pesquisadores nos seguintes Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs) e Núcleos de Núcleos de Apoio à Pesquisa (NAPs): - Aprendizado de Máquina em Análise de Dados (NAP-AMDA), sediado no ICMC; - Centro de Matemática e Estatística Aplicada à Indústria (NAP-CeMEAI), sediado no ICMC; - Centro de Robótica de São Carlos (NAP-CRob/SC); - Convergência Digital (INCoD); - Matemática (INCT-MAT); - Medicina Assistida por Computação Científica (INCT-MACC); - Sistemas Embarcados Críticos (INCT-SEC), sediado no ICMC; - Software Livre (NAP-SoL), sediado no ICMC. Além de suas atividades de ensino e pesquisa, o ICMC busca parceria com os governos municipal, estadual e federal, e também com associações privadas e ONGs para promover ações com repercussão geral para a sociedade.

Nilton Júnior - ArtyPhotos

Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Índice • Computação Bases de Dados e Imagens ___________________________________________________________01 Computação Bioinspirada ____________________________________________________________03 Engenharia de Software _____________________________________________________________05 Inteligência Computacional ___________________________________________________________07 Linguística Computacional ___________________________________________________________09 Robótica Móvel ____________________________________________________________________11 Sistemas Distribuídos e Programação Concorrente _________________________________________13 Sistemas Embarcados e Evolutivos _____________________________________________________15 Sistemas Web e Multimidia Interativos __________________________________________________17 Visualização, Imagens e Computação Gráfica _____________________________________________19 • Matemática, Matemática Aplicada e Estatística Álgebra __________________________________________________________________________21 Análise Aplicada e Geométrica ________________________________________________________23 Análise Funcional Aplicada ___________________________________________________________25 Educação Matemática _______________________________________________________________27 Equações Diferenciais Funcionais ______________________________________________________29 Equações Diferenciais Parciais Lineares _________________________________________________31 Estatística ________________________________________________________________________33 Geometria Diferencial _______________________________________________________________35 Mecânica dos Fluidos Computacional ___________________________________________________37 Modelagem de Risco ________________________________________________________________39 Otimização _______________________________________________________________________41 Processamento Visual e Geométrico ____________________________________________________43 Singularidades _____________________________________________________________________45 Sistemas Complexos, Partículas e Controle _______________________________________________47 Sistemas Dinâmicos e Teoria Ergódica __________________________________________________49 Sistemas Dinâmicos Não Lineares ______________________________________________________51 Topologia ________________________________________________________________________53 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Bases de Dados e Imagens Laboratório do Grupo de Base de Dados e Imagens Departamento de Ciências de Computação www.gbdi.icmc.usp.br

Apresentação O Grupo de Bases de Dados e de Imagens (GBdI) do ICMC/USP atua no desenvolvimento de técnicas e ferramentas para armazenar, indexar, recuperar e analisar dados complexos em bases de dados. Dentre os muitos tipos de dados complexos que hoje são armazenados em Sistemas de Gerencimento de Bases de Dados, o GBdI está interessado particularmente em imagens, e tem linhas de pesquisa específicas para o tratamento de imagens de exames médicos. Em sua área de atuação, o GBdI desenvolve técnicas para: Extração e comparação de características de imagens; Seleção de características; Indexação de dados complexos; Previsão de seletividade e modelos de custo de acesso; Consultas por similaridade; Mineração de dados e análise de dados complexos; Visualização de informações em coleções de dados complexos.

Linhas de pesquisa

01

• Sistemas de gerenciamento de bancos de dados e de imagens • Arquivamento e recuperação de imagens baseado em conteúdo • Técnicas de indexação e otimização para buscas por similaridade • Suporte a consultas por similaridade em SQL • Consultas por similaridade em bases de dados de imagens médicas • Sistemas de arquivamento e distribuição de imagens • Informática em saúde • Mineração de dados complexos • Técnicas de visualização para mineração de dados • Integração de dados complexos • Procedência de dados • Data warehouse • Gerenciamento de dados na nuvem

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Integrantes

Agma Juci Machado Traina

Caetano Traina Jr.

Cristina Dutra de Aguiar Ciferri

Elaine Parros M. de Sousa

José Fernando Rodrigues Jr

Principais projetos • Agrodatamine: Development of Algorithms and Methods of Data Mining to Support Researches on Climate Changes Regarding Agrometeorology • Regional Program STIC-Amsud - MIRVisIM-Mining, Indexing, Retrieval and Visualization of Medical Images data sets • MICAD- Mineração de Imagens Médicas por Conteúdo apoiando CAD: Aplicações em um Hospital Escola • MIRVisIM - Mineração, Indexação, Recuperação e Visualização de Dados em Sistemas de Arquivamento de Imagens Médicas • MetricsSPlat - The Metric Space Platform • Desenvolvimento de Técnicas para Personalização de Acesso em Bibliotecas Digitais de Grande Porte • PrInt-on-the-Cloud: Procedência de Dados em Processos de Integração Aplicada à Computação em Nuvem • Processamento de consultas OLAP com predicados de similaridade entre imagens e predicados espaciais em ambientes de data warehousing não-convencionais

02 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Computação Bioinspirada Laboratório de Computação Bioinspirada Laboratório de Aprendizado de Robôs Laboratório de Sistemas Complexos Adaptativos Departamento de Ciências de Computação www.icmc.usp.br/~biocom lar.icmc.usp.br

Apresentação O grupo foi criado em 2002. Computação bioinspirada é uma importante área de pesquisa da Ciência de Computação que estuda e desenvolve técnicas computacionais inspiradas pela biologia, e usa essas técnicas para resolver problemas práticos. Algumas características proeminentes do grupo são: - Os membros do grupo têm participação ativa nos principais fóruns de discussão, nacionais e internacionais, relacionadas ao tema; - O grupo tem um significativo índice de publicações nas principais revistas e anais de congresso da área. O grupo participa de muitos projetos financiados por agências, tais como: CAPES, FAPES, CNPq e FINEP; - Os membros do grupo tem supervisionado vários Mestrados e Doutorados; - O grupo trabalha com ensino, pesquisa e atividades de extensão e consultoria. O grupo de pesquisa BioCom se concentra na investigação de aprendizado de máquina e técnicas de otimização, geralmente inspiradas por princípios biológicos, os quais podem ser utilizados para resolver problemas complexos através do uso de sistemas inteligentes. Exemplos dessas técnicas são as redes neurais, algoritmos genéticos, inteligência coletiva, técnicas de inteligência híbrida e aprendizagem por reforço. Exemplos de aplicações são a mineração de dados, bioinformática, finanças, controle, robótica, modelagem e predição de séries temporais, modelagem de fluxos de dados, redes complexas e análise de agrupamentos.

Linhas de pesquisa

03

• Redes neurais artificiais • Agrupamento de dados • Aprendizado de máquina • Bioinformática e informática biomédica • Bancos de dados biológicos • Computação evolutiva • Data streams • Meta-aprendizado • Mineração de dados

• Data warehousing • Redes complexas • Robótica social • Robótica cooperativa • Interaçao homem-robô • Sistemas dinâmicos aplicados • Sistemas inteligentes híbridos • Neurodinâmica computacional • Modelagem e predição de séries temporais

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Integrantes

André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho

Cristina Dutra de Aguiar Ciferri

Ricardo José Gabrielli Barreto Campello

Dilvan de Abreu Moreira

Rodrigo Fernandes de Mello

Eduardo Raul Hruschka

Roseli Aparecida Francelin Romero

João Luis Garcia Rosa

Zhao Liang

Principais projetos • Analysis of the Influences involved in Centralized and Distributed Decision Making when addressing Process Scheduling (2011 – 2013, FAPESP) • Automatic detection, tracking and analysis of leukocytes by using intravital video (2010 – 2012, CNPq) • Hybrid Algorithms for Unsupervised Machine Learning (2010-2014) • Neural Signal Transmission in Complex Networks (2010 – 2014, Edital nº 09/2010 - PDI - CNPq) • Complex Network Based Semi-Supervised Learning Applied to Invariant Pattern Recognition (2010 – 2012, CNPq) • Paralelization of Potential Fields Applied to Autonomous Mobile Robots (2010-2014, FAPESP) • Learning Methods for Human Robot Interaction (2010-2013, FAPESP) • Modelos Computacionais do Cérebro Baseados em Populações Neurodinâmicas no Nível Mesoscópico (2013-2014, FAPESP) • Núcleo de Apoio à Pesquisa em Aprendizado de Máquina e Análise de Dados (2012-2015, PRP-USP) • Núcleo de Apoio à Pesquisa - Centro de Robótica de São Carlos (2011-2016, PRP-USP) • Desafios em Mineração de Dados (2012-2015, CNPq) • Processamento de Consultas OLAP com Predicados de Similaridade Entre Imagens e Predicados Espaciais em Ambientes de Data Warehousing Não-Convencionais (2012-2014, FAPESP)

04 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Engenharia de Software Laboratório de Engenharia de Software (LabES) Laboratório de Computação Aplicada à Educação e Tecnologia Social Avançada (CAEd) Departamento de Sistemas de Computação www.labes.icmc.usp.br www.sites.google.com/site/labcaed

Apresentação O Grupo de Engenharia de Software, criado em 1993, tem como principal objetivo apoiar o ensino, a pesquisa e a disseminação do conhecimento na área de Engenharia de Software. Atualmente, o grupo conta com 11 professores (dois titulares, três livre-docentes e seis doutores), responsáveis pela orientação de alunos de pós-graduação (mestrado e doutorado) e graduação (iniciação científica e projeto de graduação). As pesquisas conduzidas concentram-se, basicamente, no estabelecimento de processos, métodos e ferramentas para o projeto e desenvolvimento de software. Mais recentemente, também foi incluído entre os interesses de pesquisa do grupo o uso de técnicas computacionais, particularmente aspectos de engenharia de software, no desenvolvimento de recursos educacionais. Os membros do Grupo de Engenharia de Software têm publicado seus trabalhos nos principais periódicos e eventos da área, tanto em nível nacional quanto internacional. O grupo também agrega importantes projetos de pesquisa, financiados por diversas agências de fomento, nos cenários nacional e internacional. Além disso, o grupo fomenta atividades de cultura e extensão de serviços à comunidade, promovendo a transferência das tecnologias e pesquisas realizadas pelos seus membros.

Linhas de pesquisa

05

• Aprendizagem móvel • Arquitetura de software e arquitetura de referência • Desenvolvimento baseado em componentes • Desenvolvimento de sistemas web • Desenvolvimento orientado a aspectos • Desenvolvimento orientado a serviços • Design rationale de documentos de software • Experimentação em engenharia de software • Ferramentas e ambientes de engenharia de software • Frameworks e padrões de software • Geradores de aplicações • Arquiteturas para desenvolvimento de software educacional

• Desenvolvimento, avaliação e análise de jogos educacionais • Ensino a distância • Gestão de processos de negócio • Linha de produto de software • Melhoria de processo de software • Desenvolvimento de software livre e de código aberto • Qualidade de software • Reúso de software • Sistemas em tempo real / reativos • Linhas de produto para desenvolvimento de software educacional • Mineração de dados educacionais • Modelagem e desenvolvimento de conteúdos educacionais

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• Ontologias educacionais e aplicações • Projeto e avaliação de interfaces para software educacional • Recursos educacionais abertos • Redes sociais na educação • Sistemas colaborativos • Sistemas de recomendação e personalização de conteúdos • Sistemas embarcados críticos • Sistemas de informações geográficas

• Teste baseado em modelos • Sistemas multiagentes aplicados à educação • Sistemas tutores inteligentes • Teste de programas concorrentes • Verificação, validação e teste de software • Visualização de informação • Web semântica e web semântica social na educação

Integrantes

Adenilso da Silva Simão

Elisa Yumi Nakagawa

Paulo Cesar Masiero

Ellen Francine Barbosa

Renata Pontin de Mattos Fortes

João Porto de Albuquerque

Rosana Teresinha Vaccare Braga

José Carlos Maldonado

Seiji Isotani

Marcio Eduardo Delamaro

Simone do Rocio Senger de Souza

Principais projetos • INCT-SEC – Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos (CNPq/FAPESP) • Qualipso – Quality Platform for Open Source Software (Comunidade Europeia) CCSL - Centro de Competência em Software Livre • NAP-SoL - Núcleo de Apoio à Pesquisa em Software Livre (Pró-Reitoria de Pesquisa/USP) • Empirical Software Engineering for Critical Embedded Systems (CAPES/Nuffic) • Integrando e Aprimorando Atividades de Pesquisa, Ensino/Treinamento e Transferência Tecnológica em Teste e Validação de Software (CAPES/Procad) • Desenvolvimento de Linhas de Produto usando Aspectos (CAPES/Procad) • Projeto Memória Virtual (FAPESP)

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06


Inteligência Computacional Laboratório de Inteligência Computacional Departamento de Ciências de Computação www.labic.icmc.usp.br

Apresentação O grupo de pesquisa em Inteligência Computacional desenvolve pesquisa em técnicas e aplicações de Inteligência Computacional (Artificial). Os problemas tratados pelos pesquisadores do grupo geralmente requerem alguma forma de aquisição automática de conhecimento a partir do domínio de aplicação e, portanto, não podem ser solucionados por técnicas computacionais convencionais. Em particular, o grupo tem se concentrado nas áreas de pesquisa de Descoberta de Conhecimento de Bancos de Dados (Mineração de Dados), de Documentos Textuais (Mineração de Textos), e de Dados Temporais e Sequenciais (Mineração de Dados Temporais e Sequenciais), Aprendizado de Máquina (fuzzy e crisp), Aprendizado a partir de Grafos e Algoritmos Genéticos. Essas pesquisas têm sido aplicadas a um grande número de domínios de aplicação incluindo Medicina, Bioinformática, Entomologia, Engenharia, Agronegócio, Educação e Finanças.

Linhas de pesquisa • Aprendizado de máquina • Descoberta de conhecimento e mineração de dados e textos • Aquisição de conhecimento • Sistemas baseados em conhecimento • Sistemas híbridos inteligentes

07 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Alneu de Andrade Lopes

Gustavo Enrique de Almeida Prado Alves Batista

Maria Carolina Monard

Solange Oliveira Rezende

Principais projetos • Métodos de Agrupamento Hierárquico para Organização Automática de Resultados de Motores de Busca (Projeto Regular FAPESP - 2011/19850-9), coordenado por Solange Rezende. • Complexity-invariance for Classification, Clustering and Motif Discovery in Time Series (Projeto Regular FAPESP), coordenado por Gustavo Batista. • Sistema Tutorial Interativo e On-line para Treinamento do Processo de Importação de Bens e Materiais para Pesquisa (Projeto de Encomenda do CNPq - 550958/201-8), coordenado por Solange Rezende. • Exploração de Regras de Associação (Projeto Regular FAPESP - 2010/07879-0), 2010/2012, coordenado por Veronica Oliveira de Carvalho (UNESP, Rio Claro), parceiros: UNESP_Rio Claro e LABIC-ICMC • TIENA - Tecnologias Inovadoras em Mineração de textos para espacialização de noticias agrícolas-piloto cana de açucar (Projeto Embrapa), 2010/2012, coordenado por Maria Fernanda Moura (Embrapa, Campinas), parceiros: Embrapa/CNPTIA-Campinas, Universidade do Porto – Portugal e LABIC-ICMC • Tratamento de Problemas Críticos e Aplicações Inovadoras de Visualização em Larga Escala (Projeto CNPq-Universal), coordenado por Rosane Minghim, parceiros: LCAD-ICMC e UNICAMP • Desafios em visualização Exploratória de Dados Multidimensionais: Novos Paradigmas, Escalabilidade e Aplicações (Projeto FAPESP - Temático), coordenado por Luis Gustavo Nonato, parceiros: LCAD-ICMC e UNICAMP • Wireless Bug-Sensor: Wireless Sensors to Enable Precision Agriculture and Increase Food Yields in Developing Countries, coordenado por Eamonn John Keogh (University of California - Riverside), parceiros: University of California - Riverside • Participação do Núcleo de Apoio à Pesquisa em Aprendizado de Máquina em Análise de Dados (AMDA)

08 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Linguística Computacional Núcleo Interinstitucional de Linguística Computacional Departamento de Ciências de Computação www.nilc.icmc.usp.br

Apresentação O NILC é um grupo de pesquisa e desenvolvimento de recursos, ferramentas e sistemas computacionais de processamento de línguas naturais, especialmente o português. O NILC conta hoje com uma equipe multidisciplinar, de linguistas e cientistas da computação, que talvez seja a maior já formada para o processamento de linguagem natural (PLN) para o português. Destaca-se, neste contexto, a formação de recursos humanos com habilidades interdisciplinares em linguística e informática, de especial relevância para a presente era da informação. Os projetos desenvolvidos no NILC incluem desde estudos fundamentais sobre o tratamento computacional de línguas naturais e construção de recursos, ferramentas e aplicações, até parcerias com o setor produtivo para a transferência de tecnologia. Por exemplo, no projeto pioneiro do NILC, o projeto ReGra, foi desenvolvido um revisor gramatical para o português brasileiro, incorporado ao editor de texto Word da Microsoft, que lhe garante distribuição mundial. O ReGra obteve dois prêmios de Inovação Tecnológica, o Peão da Tecnologia de 1998, outorgado pela Fundação Parque de Alta Tecnologia de São Carlos, e o Prêmio Nacional de Inovação Tecnológica da Alcatel, em 1999. Os trabalhos desenvolvidos no NILC para o processamento computacional do português e em ferramentas de auxílio à escrita e à leitura garantiram sua consolidação, principalmente no cenário nacional. O NILC é um dos poucos grupos, senão o único, que trabalha com sumarização de textos para o português, desenvolvendo métodos e sistemas do estado da arte. O NILC tem atuação internacional marcante, com a participação em um consórcio de pesquisadores de vários países no projeto de tradução automática Universal Networking Language (UNL), concebido pela Universidade das Nações Unidas. O grupo tem parceiros de pesquisa em Portugal, Inglaterra, Espanha e França. Com Portugal, em particular, tem uma colaboração de longa data. As áreas de atuação do NILC incluem: tradução automática, sumarização automática, simplificação de textos, ferramentas de auxílio à leitura e escrita, construção de dicionários e corpora eletrônicos, ferramentas de processamento da língua de níveis linguísticos variados, linguística de corpus, terminologia computacional, e aplicações de técnicas de aprendizado de máquina para PLN, dentre várias outras.

Linhas de pesquisa • Construção de recursos linguísticos e computacionais, como corpora e léxicos, para língua geral e especializados. • Desenvolvimento de ferramentas para processamento da língua, como etiquetadores morfossintáticos, analisadores sintáticos, anotadores de papéis semânticos, analisadores discursivos, sistemas de resolução anafórica, extratores de informação e alinhadores textuais. • Desenvolvimento de aplicações, como sistemas de auxílio à escrita e à leitura, tradução automática, sumarização de textos, simplificação textual. • Investigações em avaliação automatizada, linguística de corpus, terminologia computacional, aplicações de redes complexas, aprendizado de máquina para PLN e mineração de textos.

09 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

João Luís Garcia Rosa

Maria das Graças Volpe Nunes

Sandra Maria Aluísio

Thiago Alexandre Salgueiro Pardo

Principais projetos • Construção de recursos e ferramentas para o processamento da língua portuguesa: Construção de recursos linguístico-computacionais e ferramentas de análise textual para a língua portuguesa, como córpus anotados em níveis variados de conhecimento, léxicos e dicionários, analisadores morfológicos e sintáticos, analisadores semânticos e discursivos, dentre vários outros. • Sumarização automática: Investigação de estratégias de sumarização multidocumento, que corresponde à produção de sumários/resumos a partir de coleções de textos (provenientes da web, principalmente). Objetiva-se desenvolver e modelar o processo automático de sumarização, explorar tarefas correlatas e caracterizar o processo humano de produção de sumários. • Ferramentas de auxílio à escrita e à leitura: Investigação e desenvolvimento de softwares e tecnologias de auxílio à estruturação e escrita de textos acadêmicos e de simplificação e elaboração textual, para auxiliar na produção de bons textos e para facilitar a inclusão digital e o acesso à informação dos analfabetos funcionais e, potencialmente, de pessoas com outras deficiências cognitivas, como afasia e dislexia.

10 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Robótica Móvel Laboratório de Robótica Móvel Departamento de Sistemas de Computação www.lrm.icmc.usp.br

Apresentação O Grupo de Robótica Móvel desenvolve pesquisa em diversas áreas relacionadas à robótica. Dentre elas destacam-se: visão computacional, sistemas inteligentes, computação evolutiva, aprendizado de máquina, sistemas computacionais reconfiguráveis, robôs e veículos autônomos. Atualmente, grande parte da pesquisa desenvolvida no laboratório está relacionada ao desenvolvimento de robôs e veículos inteligentes para ambientes internos e externos (urbanos, e agrícolas). O grupo vem trabalhado em algoritmos e ferramentas para navegação autônoma, localização, mapeamento, tomada de decisão e processamento de informações sensoriais. O laboratório onde são desenvolvidos os projetos de pesquisa conta com diversos tipos de sensores e sistemas robóticos sofisticados como: câmeras estéreo, câmeras esféricas, câmeras térmicas, sensores laser (LIDAR) com múltiplos feixes, unidades inerciais, unidades GPS, robôs de pequeno e médio portes e veículos de teste.

Linhas de pesquisa • Robótica móvel • Navegação autônoma • Veículos inteligentes • Sistemas multirrobóticos

Integrantes

Denis Fernando Wolf

Fernando Santos Osório

Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo Branco

11 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Principais projetos • Projeto CARINA: O projeto CaRINA (Carro Robótico Inteligente para Navegação Autônoma) visa o desenvolvimento de um veículo autônomo inteligente capaz de navegar em ambientes urbanos sem a necessidade de um condutor humano. Dentre os objetivos do projeto destacam-se: a diminuição do número de acidentes em ruas e rodovias e o aumento da eficiência do trânsito em geral. Outro objetivo desse projeto é o desenvolvimento de um sistema de auxílio ao motorista, notificando o motorista de uma situação de risco durante a condução do veículo, bem como o controle do veículo quando o perigo é eminente. Diversos algoritmos e técnicas para o controle de veículos inteligentes vêm sendo desenvolvidas e avaliadas nas duas plataformas de teste disponíveis no laboratório. O CaRINA 1 é um veículo elétrico adaptado para o controle computacional de velocidade e esterçamento, e instrumentado com sensores para localização e percepção. O CaRINA 2 é um Fiat Palio Adventure equipado com transmissão automatizada, direção hidráulica, sensor de estacionamento e sensor crepuscular. Ele conta com controle computacional de esterçamento, aceleração e freio, possibilitando o controle completo por computador. • Projeto NAV-AG: O projeto NAV-AG (Navegação na Agricultura) tem como objetivo o desenvolvimento de algoritmos inteligentes para aplicações na área agrícola. Uma das principais linhas de pesquisa nesse projeto é a navegação autônoma de máquinas agrícolas em linhas de plantio, que operem sem a necessidade de um condutor humano. Alguns dos sistemas utilizados com esse propósito são baseados em processamento de imagens estéreo e de imagens térmicas, além de outros sensores. São também utilizadas técnicas de aprendizado de máquina para a identificação de obstáculos e de depressões que possam comprometer a navegação das máquinas. • Projeto SEC-BOT: O projeto SEC-BOT foca no desenvolvimento de equipes de robôs de serviço para operar em ambientes internos. Dentre as inúmeras aplicações desse tipo de tecnologia, destacam-se: o monitoramento de fábricas e edifícios comerciais e a busca e salvamento de pessoas em situações de risco como incêndios e terremotos. O laboratório conta com diversos tipos de robôs móveis para os testes dos algoritmos desenvolvidos. Além do processamento das informações obtidas por sensores térmicos e câmeras de vídeo, são também criadas estratégias de coordenação entre os robôs para que as tarefas sejam executadas de maneira eficiente.

12 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Sistemas Distribuídos e Programação Concorrente Laboratório de Sistemas Distribuídos e Programação Concorrente (LASDPC) Laboratório Intermídia Laboratório de Sistemas Embarcados Críticos (LSEC) Departamento de Sistemas de Computação www.lasdpc.icmc.usp.br www.intermidia.icmc.usp.br www.lsec.icmc.usp.br

Apresentação O Grupo de Sistemas Distribuídos e Programação Concorrente (GSDPC), criado em 1990, tem como tema geral de pesquisa os problemas e soluções tecnológicas para construção de sistemas computacionais formados pela interação de diversos subsistemas através de uma rede. São exemplos de sistemas distribuídos serviços Web, computação em nuvem, jogos eletrônicos online, redes peer-to-peer e arquiteturas para processamento paralelo. O grupo tem produzido resultados na forma de novas técnicas e metodologias, publicações científicas em veículos qualificados de divulgação e coordenação de projetos científicos financiados pelas diversas agências de fomento à pesquisa. Os membros do SDPC têm organizado eventos científicos e orientado trabalhos de graduação e pós-graduação, sendo responsável pela formação de Mestres e Doutores, tanto para academia quanto para a indústria.

Linhas de pesquisa • Avaliação de desempenho: Simulação / Simulação distribuída Prototipação Benchmark • Computação distribuída: Arquiteturas orientadas a serviços Validação & verificação de aplicações distribuídas e paralelas Computação de alto desempenho

Computação em grade Computação em nuvem Computação verde • Ferramentas e metodologias de ensino da computação • Redes de computadores: Gerenciamento de mobilidade Redes sem-fio Segurança em redes de computadores

13 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Protocolos Segurança em redes de computadores; Redes de sensores; Protocolos • Redes de sensores: Middlewares para sensores e telefones celulares Redes de sensores sem fio

• Sistemas adaptativos e de tempo-real • Sistemas embarcados críticos: Veículos aéreos não tripulados; Sistemas operacionais; Processamento de imagens; • Sistemas operacionais

Integrantes

Edson dos Santos Moreira

Francisco José Monaco

Marcos José Santana

Jó Ueyama

Paulo Sérgio Lopes de Souza

Júlio Cézar Estrella

Regina Helena Carlucci Santana

Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo Branco

Sarita Mazzini Bruschi

Principais projetos • Ontologia e Web Semântica • Computação em Nuvem • Computação Verde • Composição de Serviços com QoS • QoS em Computação em Nuvem • Teste de Aplicações Distribuídas e Paralelas • Comunicação sem-fio segura e Gerenciamento de Mobilidade para Redes Veiculares

14 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Sistemas Embarcados e Evolutivos Laboratório de Computação Reconfigurável Departamento de Sistemas de Computação lcr.icmc.usp.br www.icmc.usp.br/~seerweb

Apresentação Este grupo atua no desenvolvimento de soluções computacionais avançadas envolvendo hardware embarcado, robótica e sistemas evolutivos com diferentes graus de autonomia: sistemas móveis, reconfiguráveis, adaptativos e evolutivos. Investigam-se soluções para uma grande diversidade de áreas tais como: ensino, bioinformática, computação reconfigurável, monitoramento agrícola e ambiental, suporte a operações militares e policiais, roteamento, veículos de direção autônoma, robôs domésticos de baixo custo, planejamento de produção, reconfiguração de sistemas e geração de chips especializados. As pesquisas mais recentes do grupo SEER são em Robótica Inteligente, Projeto de Aeronaves não Tripuladas, Computação Evolutiva, Comitês de Redes Neurais para Mineração de Dados, Projeto de Redes Complexas, Sistemas Dinâmicos, Sistemas Fuzzy, Sistemas Embarcados, Eletrônica Reconfigurável.

Linhas de pesquisa • Sistemas embarcados: Estudo, projeto, implementação e análise de sistemas embarcados baseados em circuitos reprogramáveis (FPGA), microcontroladores e via computação reconfigurável, visando desempenho, flexibilidade de projeto e consumo otimizado de energia. A área de aplicação dos sistemas embarcados será utiliza-se de robótica móvel embarcada e a computação reconfigurável utiliza circuitos reprogramáveis do tipo FPGA (Field Programmable Gate Array). • Computação evolutiva: Os métodos desta área são vistos como metaheurísticas ou algoritmos de aprendizado. Na prática são técnicas robustas e capazes de encontrar soluções adequadas para problemas muito difíceis do mundo real.

15 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Alexandre Cláudio Botazzo Delbem

Cláudio Fabiano Motta Toledo

Eduardo do Valle Simões

Eduardo Marques

Jorge Luiz e Silva

Mario Alexandre Gazziro

Onofre Trindade Júnior

Vanderlei Bonato

Principais projetos • ARARA: Aeronaves de Reconhecimento Assistidas Remotamente e Autônomas • ChipCflow: Máquinas a Fluxo de Dados Dinâmico • Eficiência em Soluções no Mundo Real: Larga-escala, Multi-critérios, Tempo-real • Robótica para o Ensino Fundamental e Médio • Algoritmos Inteligentes para Robôs Móveis • Mapeamento e localização simultâneos para robôs móveis • Desenvolvimento de algoritmos de estimação e aprendizado para sistemas embarcados em robôs móveis • Robô para Avaliação de Oleodutos • Ambiente para Co-Projeto de Hardware/Software em Plataformas de FPGAs com Aplicação em Robótica Móvel • Interface Neural Implantável.

16 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Sistemas Web e Multimidia Interativos Laboratório Intermídia Departamento de Ciências de Computação intermidia.icmc.usp.br

Apresentação O grupo de pesquisa em Sistemas Web e Multimídia Interativos foi criado com o objetivo de desenvolver pesquisa avançada em sistemas interativos convergentes cobrindo áreas da Ciência da Computação como: Interação Usuário-Computador, Engenharia Web, Computação Ubíqua, Codificação e Recuperação Multimídia, Transmissão de Dados Multimídia e Televisão Digital Interativa. O grupo conta atualmente com 6 pesquisadores, todos doutores, responsáveis tanto pela condução de projetos de pesquisa financiados, quanto pela formação de recursos humanos qualificados via orientações de alunos de pós graduação (mestrado e doutorado) e de iniciação científica.

Linhas de pesquisa • Computação ubíqua • Computação ciente de contexto • Interação usuário-computador • Multimídia • Web semântica • Redes de computadores • Sistemas interativos web • TV digital interativa • Redes sociais online

17 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Dilvan de Abreu Moreira

Edson dos Santos Moreira

Marcelo Garcia Manzato

Maria da Graça Campos Pimentel

Renata Pontin de Mattos Fortes

Rudinei Goularte

Principais projetos Já finalizados: • [MCT/CTIC] GingaFrEvo & GingaRAP: Evolução do Middleware Ginga para Múltiplas Plataformas (Componentização) & Ferramentas para Desenvolvimento e Distribuições de Aplicações Declarativa • [CAPES RH-TVD] i2TVD: Serviços e Aplicações Inovadoras para TV Digital Interativa • [FAPESP (SticAmSud)] Semantic-based Support for Collaborative Design Activity • [FAPESP] TIDIA-Ae (fases 1+2) Aprendizado Eletronico sobre Plataforma de Redes de Alta Velocidade • [FAPESP] TIDIA-Kyatera Plataforma de Redes de Alta Velocidade • [FINEP] SAFE Software Engineering For Everyone • [HP] Hewlett-Packard Project Applied Mobile Technology Solutions in Learning Environments • [FAPESP] Projeto InCA-SERVE • [CNPq-NSF] Projeto de Cooperação Internacional InCA-SERVE • [CNPq] HyperProp: Sistema Aberto de Hipermídia e Aplicações • [CNPq] SMmD: Tatamento e Hiperligações Hytime usando Java Atuais: • (2009-2012) [CNPq] Captoria: captura da interação usuário-midia para autoria multimídia • (2009-2012) [CAPES Procad-NF] xTVD: Explorando Novas Fronteiras na TV Digital Interativa • (2007-2011) [FINEP] Avaliacao do Middleware Ginga • (2010-2012) [FAPESP - 2010/05626-7] Acessibilidade na Evolução de Aplicações Web Interativas: diretrizes e ferramentas • (2011-2013) [FAPESP - 2011/00422-7] A Generic Method for Stereoscopic Video Coding • (2011-2012) [MCT/CTIC] Art TVDI: Arcabouço Tecnológico para Desenvolvimento Ágil e Reutilização de Aplicações para TVDI com suporte a Serviços Web • (2011-2013) [FAPESP-2011/17366-2] Métodos Avançados de Seleção de Conteúdo Multimídia

18 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Visualização, Imagens e Computação Gráfica Laboratório de Visualização, Imagens e Computação Gráfica Departamento de Ciências de Computação vicg.icmc.usp.br

Apresentação Os pesquisadores do grupo de Visualização, Imagens e Computação Gráfica (VICG) desenvolvem projetos em computação visual, com foco em Visualização de Dados apoiada por computador, Processamento Geométrico, Processamento de Imagens e Reconhecimento de Padrões. As técnicas e algoritmos desenvolvidos tem forte embasamento matemático, com potencial de aplicação em inúmeros problemas práticos que demandam a análise de dados complexos imersos em espaços de alta dimensionalidade apoiada por representações visuais interativas. Esse cenário abrange desde dados de natureza abstrata, como coleções de textos ou imagens, a resultados de simulações computacionais de processos físicos, como escoamentos de fluidos ou procedimentos médicos. Os tópicos de pesquisa incluem a busca por algoritmos mais efetivos para extração de informações a partir de imagens, a integração entre técnicas de visualização e de mineração de dados, o tratamento de dados massivos e variantes no tempo, e o uso de representações sonoras para ampliar a capacidade de interpretação dos usuários. As bases teóricas e algoritméticas para o nosso trabalho são oriundas de áreas como Geometria Computacional, Topologia Computacional, Mineiração de Dados, Análise Numérica, Otimização e Estatística.

Linhas de pesquisa • Geometria computacional e processamento geométrico • Processamento de imagens e reconhecimento de padrões • Visualização e mineração visual de dados • Validação e avaliação de técnicas de visualização • Aplicações de visualização em análise de dados: coleções de imagens, coleções de documentos, coleções de músicas, redes sociais, medições de biossensores, volumes gerados por simulações computacionais e conjuntos de dados multidimensionais em geral.

19 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Afonso Paiva Neto

Fernando Vieira Paulovich

João do Espirito Santo Batista Neto

Luis Gustavo Nonato

Maria Cristina Ferreira de Oliveira

Moacir Pereira Ponti Junior

Rosane Minghim

Principais projetos Os projetos de pesquisa do VICG abordam o desenvolvimento e validação de técnicas e estratégias de visualização de dados complexos e volumosos oriundos de diversos domínios de aplicação, tratando problemas críticos como escalabilidade, paradigmas visuais e validação. Os projetos abordam diversos temas nas áreas de Visualização, Analítica Visual, Imagens e Processamento Gráfico. Em Processamento de Imagens os projetos abordam problemas em reconhecimento de padrões, visão computacional e classificação de imagens. Em Visualização, nossas pesquisas tratam questões relacionadas à geração de representações gráficas tanto de dados abstratos como de dados espaciais, bem como questões mais amplas associadas à análise visual de dados multidimensionais complexos. Nossas contribuições incluem técnicas de projeção multidimensional, redução de dimensionalidade e árvores de similaridade. Também temos abordado a aplicação avaliação e validação de métodos de visualização em problemas envolvendo dados de biosensores, coleções de textos e imagens, séries temporais, redes sociais, grafos e dados volumétricos escalares e tensoriais, entre outros. • Desafios em visualização exploratória de dados multidimensionais: novos paradigmas, escalabilidade e aplicações. Projeto temático FAPESP 2011/22749-8 (colaboração com UNICAMP). • Integra o Núcleo de Pesquisa em eScience da Universidade de São Paulo (NAP-eScience). • Integra a rede de pesquisa (NANOBIOTEC-Brasil, CAPES) Nbionet: filmes nanoestruturados com materiais de interesse biológico: ênfase em modelos de membrana e biossensores. (www.ifsc.br/nbionet). • Visualização exploratória de dados volumétricos multidimensionais. CAPES/DAAD PROBRAL (colaboração com Jacobs University, Bremen, Alemanha). • Visualização de informação baseada em formas e imagens. CAPES/NUFICC (colaboração com Universidade de Groeningen, Holanda).

20 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Álgebra Laboratório de Matemática Departamento de Matemática www.icmc.usp.br/~etengan/algebra/

Apresentação Álgebra é uma das maiores áreas da Matemática: dizer "quero estudar Álgebra" é quase o mesmo que dizer "quero estudar Matemática". Dentro deste grande cosmos, algumas subáreas ligadas aos interesses específicos dos algebristas no ICMC/USP incluem tópicos como Álgebra não comutativa (Álgebra de Weyl, Grupo de Brauer), Geometria algébrica e aritmética (Curvas sobre Corpos Finitos), Física matemática (Espaços de Calogero-Moser) e Álgebra Comutativa (Multiplicidades).

Linhas de pesquisa • A álgebra de Weyl e seus ideais • Grupo de Brauer • Curvas sobre corpos finitos • Espaços de Calogero-Moser • Multiplicidades (Equisingularidade)

21 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Daniel Levcovitz

Eduardo Tengan

Herivelto Borges

Igor Mencattini

Ires Dias

Victor Hugo Jorge Pérez

Principais Publicações • Levcovitz, D. ; Saia, M. ; Pérez, V. H. J. Invariants, equisingularity and Euler obstruction of map germs from Cn to Cn. Journal fürdie Reine und Angewandte Mathematik. Crelle Journal, Berlin, New York, v. 587, p. 145-167, 2005. • Brussel, E. ; McKinnie, K. ; TENGAN, E. . Indecomposable and noncrossed product division algebras over function fields of smooth p-adic curves. Advances in Mathematics (New York. 1965), v. 226, p. 4316-4337, 2011. • Mencattini, I. ; Bartocci, C. ; Pedroni, M. ; Ortenzi, G. ; Falqui, G. . On the geometric origin of the bi-Hamiltonian structure of the Calogero-Moser system. International Mathematics Research Notices, v. 1, p. 279-296, 2010. • Dias, I. ; Paques, Antonio ; Bagio, D. . On self-dual normal bases. Indagationes Mathematicae, v. 17, n.1, p. 1-11, 2006. • Borges Filho, H. M. . On multi-Frobenius non-classical plane curves. Archiv der Mathematik (Printed ed.), v. 93, p. 541-553, 2009.

22 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Análise Aplicada e Geométrica Laboratório de Matemática Departamento de Matemática Aplicada e Estatística

Apresentação O grupo mantém atividades de pesquisa em diversos temas da Análise Aplicada e Geométrica. Entre elas, destacamos as pesquisas em Equações Diferenciais Ordinárias, Funcionais e Parciais; Equações Diferenciais e Sistemas Dinâmicos Não-Lineares (com ênfase em métodos numéricos rigorosos - provas assistidas pelo computador); Física-Matemática (com ênfase na Teoria Quântica dos Campos e Mecânica Estatística Clássica); Teoria das Singularidades (com ênfase na Geometria e na Classificação das Singularidades de Aplicações).

Linhas de pesquisa • Equações diferenciais e sistemas dinâmicos não-lineares (com ênfase em métodos numéricos rigorosos - provas assistidas pelo computador) • Física-matemática (com ênfase na Teoria quântica dos campos e mecânica estatística clássica) • Teoria das singularidades (com ênfase na Geometria e na Classificação das singularidades de aplicações)

23 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Everaldo de Mello Bonotto

Marcio Fuzeto Gameiro

Miguel Vinicius Santini Frasson

Paulo Afonso Faria da Veiga

Ton Marar

Principais projetos • Espectro de geradores de semi-grupos. • Espectro de Particulas para modelos de cromodinâmica quântica na rede. • Comportamento assintótico de soluções de EDPs estocásticas. • Análise topológica computacional de sistemas dinâmicos usando o índice de Conley. • Métodos numéricos rigorosos para EDOs e EDPs. • Aspectos topológicos das singularidades de aplicações diferenciáveis.

24 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Análise Funcional Aplicada Laboratório de Matemática Departamento de Matemática www.icmc.usp.br/~aproximacao

Apresentação Entende-se por Análise Funcional Aplicada a parte da Análise Matemática que trata, direta ou indiretamente, de problemas que se enquadram em um ou mais dos seguintes tópicos: teoria da aproximação, análise na esfera, teoria dos núcleos positivos definidos e afins, operadores integrais, teoria de Mercer. O grupo do ICMC que atua nesta área, preocupa-se com a sustentação teórica dos problemas, sem analisar aspectos computacionais ou numéricos dos mesmos, a menos que isto seja estritamente necessário. As pesquisas são direcionadas para problemas com algum potencial para aplicações na própria matemática ou em outras áreas.

Linhas de pesquisa • Teoria da aproximação • Análise na esfera • Teoria dos núcleos positivos definidos e afins • Operadores integrais • Teoria de Mercer

25 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Ana Paula Peron

Valdir Antonio Menegatto

Principais publicações • Castro, M. H.; Menegatto, V. A., Eigenvalue decay of positive integral operators on the sphere. Math. Comput., 81 (2012), no. 280, 2303-2317. • Ferreira, J. C.; Menegatto, V. A., Reproducing properties of differentiable Mercer-like kernels, Math. Nachr, 285 (2012), 959-973. • Jordão, T; Menegatto, V. A. - Reproducing properties of differentiable Mercer-like kernels on the sphere, Numer. Funct. Anal. Optim., 33 (2012), no.10, 1221-1243 • Castro, M. H., Menegatto, V. A, Peron, Ana P., Integral operators generated by Mercer-like kernels on topological spaces, Colloq. Math, 126 (2012), 125-138. • Chen, Debao; Menegatto, Valdir A.; Sun, Xingping - A necessary and sufficient condition for strictly positive definite functions on spheres. Proc. Amer. Math. Soc. 131 (2003), no. 9, 2733–2740.

26 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Educação Matemática Laboratório de Ensino de Matemática Laboratório de Educação Matemática Departamento de Matemática

Apresentação O grupo tem por objetivos investigar questões concernentes ao ensino-aprendizagem de Matemática e à formação de professores. Seus resultados de pesquisa têm sido divulgados em diversos encontros científicos da área de Educação Matemática (ENEM, SIPEM, CIAEM, CIBEM, ICME) e em revistas especializadas. As aplicações da pesquisa têm sido efetuadas em Projetos de Extensão junto à Rede Oficial de Ensino ou em processos de educação não formal, no Estado de São Paulo, ou por meio da coordenação do setor de matemática do CDCC (Centro de Desenvolvimento Cultural e Científico), da Universidade de São Paulo (situado em São Carlos-SP), e da coordenação dos Laboratórios de Ensino de Matemática (LEM) e de Educação Matemática (LEMa) do ICMC-USP. O grupo também atua em um pólo de formação de professores dentro do PIBID- Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência, da USP, financiado pela CAPES. Maiores informações podem ser obtidas no diretório do CNPq- Grupo de Pesquisa: Educação Matemática.

Linhas de pesquisa • Aspectos cognitivos e linguísticos em educação matemática • Concepções do saber matemático e suas relações com o ensino e aprendizagem da matemática • Etnomatemática • Filosofia da educação matemática • Formação de professores de matemática • História e filosofia da matemática • Metodologia de ensino de matemática • Tecnologias de informação aplicadas à educação matemática

27 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Edna Maura Zuffi

Esther Pacheco de Almeida Prado

Miriam Cardoso Utsumi

Renata Cristina Geromel Meneghetti

Principais projetos • Apoio à docência como componente articulador da teoria e prática na formação inicial do professor – PIBID-CAPES/USP • Ensino de Matemática para alunos com necessidades especiais • Saberes e Práticas Curriculares: um estudo sobre a influência do uso de aulas experimentais mediadas por tecnologia na aprendizagem dos alunos - CNPq • Utilização de recursos tecnológicos no processo de ensino e aprendizagem de matemática • Educação Matemática e Economia Solidária

28 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Equações Diferenciais Funcionais Laboratório de Equações Diferenciais Funcionais Departamento de Matemática www.icmc.usp.br/~sdnl/EDF.html

Apresentação Uma das razões do nosso interesse em Equações Diferenciais Funcionais (EDFs) é porque elas se constituem em exemplos de sistemas dinâmicos de dimensão infinita que apresentam dinâmicas de muita complexidade. Uma classe particular de EDFs de nosso interesse trata das Equações Diferenciais Funcionais com Retardamento que modelam fenômenos que envolvem um lapso de tempo entre causa e efeito. Do ponto de vista das aplicações, o interesse das EDFs está em que, para muitos fenômenos naturais, notadamente biológicos, existe a necessidade de serem considerados períodos de incubação ou de gestação correspondendo a um retardamento temporal entre causa e efeito. Desta forma, para estes fenômenos, modelos descritos por equações com retardamento temporal são mais realistas. Um de nossos propósitos é o estudo das EDFs sujeitas a condições de impulso, os sistemas impulsivos. Em especial, mas não exclusivamente, os Sistemas Impulsivos Autônomos, quando a equação diferencial envolvida é autônoma e os instantes de impulso não são dados a priori, mas ocorrem quando o estado atinge certos valores definidos por alguma condição geométrica no espaço de fase. Assim o sistema todo é autônomo e define um sistema dinâmico descontínuo.

Linhas de pesquisa • Equações diferenciais funcionais com retardamento • Equações diferenciais funcionais do tipo neutro • Equações diferenciais funcionais em medida • Equações diferenciais sujeitas a condições de impulso.

29 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Everaldo de Mello Bonotto

Luiz Augusto da Costa Ladeira

Márcia Cristina Anderson Braz Federson

Miguel Vinicius Santini Frasson

Plácido Zoega Táboas

Sandra Maria Semensato de Godoy

Sueli Mieko Tanaka Aki

Principais publicaçöes • Azevedo, Katia A. G.; LADEIRA, Luiz A. C. - Hopf bifurcation for a class of partial differential equation with delay. Funkcial. Ekvac. 47 (2004), no. 3, 395–422. • Afonso, S. M.; BONOTTO, E. M.; FEDERSON, M.; Schwabik, Š. Discontinuous local semiflows for Kurzweil equations leading to LaSalle's invariance principle for differential systems with impulses at variable times. J. Differential Equations 250 (2011), no. 7, 2969–3001. • TÁBOAS, Plácido - Periodic solutions of a planar delay equation. Proc. Roy. Soc. Edinburgh Sect. A 116 (1990), no. 1-2, 85–101. • TANAKA AKI, Sueli M.; de GODOY, Sandra M. S. - Permanence of stability for a class of system of differential equations with two delays. Nonlinear Anal. Real World Appl. 10 (2009), no. 1, 172–184. • FRASSON, Miguel V. S.; Verduyn Lunel, Sjoerd M. Large time behaviour of linear functional differential equations. Integral Equations Operator Theory 47 (2003), no. 1, 91–121.

30 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Equações Diferenciais Parciais Lineares Laboratório de Matemática Departamento de Matemática

Apresentação As atividades de pesquisa desenvolvidas pelo grupo estão voltadas principalmente à compreensão de problemas relacionados a equações ou sistemas de equações diferenciais parciais lineares em variedades. Os sistemas estudados são provenientes de estruturas localmente integráveis. Os problemas estudados envolvem questões relativas à existência (global) assim como à regularidade de todas as soluções de tais equações ou sistemas.

Linhas de pesquisa • Resolubilidade global • Resolubilidade semiglobal • Resolubilidade local • Hipoeliticidade global.

Integrantes

Adalberto Panobianco Bergamasco

Éder Ritis Aragão Costa

Evandro Raimundo da Silva

Paulo Leandro Dattori da Silva

Sérgio Luís Zani

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Principais publicações • Bergamasco, A. P.; Dattori da Silva, P. L., Solvability in the large for a class of vector fields on the torus, J. Math. Pures Appl. (9) 86 (2006), no. 5, 427–447. • Bergamasco, A. P.; Mendoza, G.; Zani, S. L., On global hypoellipticity, Comm. Partial Differential Equations, 37 (2012), no. 9, 1517–1527. • Bergamasco, A. P.; Zani, S. L., Global analytic regularity for structures of co-rank one. Comm. Partial Differential Equations, 33 (2008), no. 4-6, 933–941. • Dattori da Silva, P. L.; Meziani, A., Properties of solutions of a class of planar elliptic operators with degeneracies, Proc. Amer. Math. Soc. 139 (2011), no. 11, 3937–3949. • Hounie, J.; da Silva, E. R., A similarity principle for locally solvable vector fields, J. Math. Pures Appl. (9) 81 (2002), no. 8, 715–746. • E.R. Aragão-Costa. ; Carvalho, A. N. ; Caraballo, T. ; J.A. Langa . Continuity of Lyapunov functions and energy level for a generalized gradient system. Topological Methods in Nonlinear Analysis, v. 39, p. 57-82, 2012.

32 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Estatística Laboratório de Estatística Departamento de Matemática Aplicada e Estatística www.icmc.usp.br/~labestat

Apresentação O Grupo de Estatística (GEs) do Departamento de Matemática Aplicada e Estatística do ICMC é composto por professores que atuam em ensino e pesquisa em várias áreas da Estatística. As pesquisas desenvolvidas pelos professores do grupo visam sempre aplicações mas sem perder de vista o desenvolvimento teórico da área. Os professores do GEs atuam no ensino de graduação Bacharelado em Estatística do ICMC e no Programa de Pós-graduação em Estatística (Mestrado/ Doutorado) mantido em associação ampla com o Departamento de Estatística da Universidade Federal de São Carlos.

Linhas de pesquisa • Análise de sobrevivência e confiabilidade • Gestão da qualidade • Métodos bayesianos • Modelos lineares e não lineares • Probabilidade, processos estocásticos • Modelos com erros nas variáveis • Séries temporais • Modelagem de risco • Teoria de resposta ao item

33 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Adriano Kamimura Suzuki

Mariana Cúri

Cibele Maria Russo Noveli

Marinho Gomes de Andrade Filho

Dorival Leão Pinto Junior

Mário de Castro Andrade Filho

Francisco Louzada Neto

Pablo Martín Rodriguez

Jorge Luis Bazán Guzmán

Reiko Aoki

Juliana Cobre

Ricardo Sandes Ehlers

Vicente Garibay Cancho

Principais Projetos • Métodos de classificação e predição bayesiana para dados de sobrevivência de longa duração usando modelagem de partição • Modelos GARCH multivariados com distribuições assimétricas • Modelos de regressão não lineares elípticos com efeitos mistos • Inferência bayesiana em modelos estruturais heteroscendânticos • Inferência bayesiana em modelos de análise sobrevivência multivariadas

34 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Geometria Diferencial Laboratório de Topologia Departamento de Matemática www.icmc.usp.br/~geometria

Apresentação A Geometria Diferencial é uma área da matemática que utiliza as técnicas de cálculo diferencial e integral para estudar problemas de Geometria. A partir do final do século 19, a Geometria Diferencial tem focado suas atenções ao estudo das estruturas geométricas em variedades diferenciáveis. Hoje existem várias áreas importantes da Geometria Diferencial, dentre elas podemos destacar: a Geometria Riemanniana e pseudo-Riemanniana, Geometria Simplética, Geometria complexa e Kahleriana, Topologia Diferencial e Grupos de Lie. A Geometria Diferencial está intimamente relacionada à diversas áreas da Matemática.

Linhas de pesquisa • Geometria das superfícies mínimas e de curvatura média constante em espaços homogêneos tridimensionais • Quantização e simplectomorfismos em espaços simétricos • Geometria simplética • Física-matemática • Quantum álgebra • Teoria de subvariedades • Análise geométrica • Grupos de Lie • Geometria complexa

35 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Carlos Henrique Grossi Ferreira

Fernando Manfio

Igor Mencattini

Irene Ignazia Onnis

Pedro Paulo de Magalhães Rios

Principais projetos • Anan’in, Sasha; Grossi, Carlos H.; Gusevskii, Nikolay. Complex hyperbolic structures on disc bundles over surfaces. Int. Math. Res. Not. IMRN 2011, no. 19, 4295–4375 • Mencattini, Igor; Kreimer, Dirk. The structure of the ladder insertion-elimination Lie algebra. Communications in Mathematical Physics, v. 259, p. 413-432, 2005. • Anan'in, Sasha; Grossi, Carlos H. Coordinate-Free Classic Geometries. Moscow Mathematical Journal (Online), v. 11, p. 633-655, 2011 • Lodovici, Sinuê Dayan Barbero; Manfio, Fernando. Isometric immersions into a homogeneous Lorentzian Heisenberg group and rigidity. Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 147 (2009), no. 1, 185–204. • Manfio, Fernando. Symplectic forms are intrinsically harmonic. Mat. Contemp. 30 (2006), 125–13 • Mencattini, Igor; Kreimer, Dirk. Insertion and elimination Lie algebra: the ladder case. Lett. Math. Phys. 67 (2004), no. 1, 61–74. • Montaldo, Stefano; Onnis, Irene I., Invariant CMC surfaces in H2×R. Glasg. Math. J. 46 (2004), no. 2, 311–321. • Montaldo, Stefano, Onnis, Irene I., Invariant surfaces of a three-dimensional manifold with constant Gauss curvature. J. Geom. Phys. 55 (2005), no. 4, 440–449. • Rios, P. de M. ; Ozorio de Almeida, A.M. On the propagation of semiclassical Wigner functions. Journal of Physics. A, Mathematical and General, v. 35, p. 2609-2617, 2002. • Rios, P. de M. ; Ozorio de Almeida, A.M. A Variational Principle for Actions on Symmetric Symplectic Spaces. J. Geom. and Phys., v. 51, p. 404-441, 2004.

36 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Mecânica dos Fluidos Computacional Laboratório de Matemática Aplicada e Computação Científica Departamento de Matemática Aplicada e Estatística

Apresentação O grupo de mecânica dos fluidos computacional iniciou-se em 1993 como resultado do trabalho de docentes, do então Departamento de Ciências de Computação e Estatística (SCE), em retorno do doutoramento no exterior. Ao longo dos anos, com o objetivo de expandir a sua atuação, várias parcerias foram estabelecidas: primeiro com o grupo de processamento paralelo, e depois com o grupo de computação gráfica e modelagem geométrica. Em consequência dessas parcerias surgiu o Laboratório de Computação de Alto Desempenho (LCAD), o qual foi criado em 1994, e que esteve ativo até recentemente quando foi desmembrado no Laboratório de Matemática Aplicada e Computação Científica (LMACC) e no laboratório de Visualização, Imagens e Computação Gráfica (VICG). A pesquisa atual do grupo concentra-se no desenvolvimento de métodos numéricos para simulação de escoamentos com superfícies livres móveis, utilizando principalmente técnicas de diferenças finitas e elementos finitos. Os problemas de interesse do grupo subdividem-se em várias áreas de atuação: a) Simulação de escoamentos newtonianos e não newtonianos em geometrias complexas, como por exemplo, escoamentos de cristais líquidos e polímeros e fluidos viscoelásticos em geral, com aplicações em diversos processos industriais; b) Desenvolvimento de códigos de alto desempenho e processamento paralelo para simulação de escoamentos multifásicos aplicados ao processo de refino de petróleo; pesquisa esta financiada pela Petrobrás; c) Modelagem de membranas celulares e simulação do sistema cardiovascular, com aplicações em medicina e biologia; esta linha de pesquisa está vinculada ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia: Medicina Assistida por Computação Científica (INCT-MACC); d) Processamento geométrico, geração, movimento e melhoria de malhas computacionais, com aplicações em aerodinâmica e aeroelasticidade; neste campo de atividade, o grupo colaborou com empresas tais como Petrobrás e Embraer; e) Desenvolvimento de técnicas não lineares de reconstrução e de captura de descontinuidades para sistemas de leis de conservação hiperbólicas e problemas de escoamentos compressíveis e incompressíveis transientes; busca-se fundamentalmente nesta linha de pesquisa o aprimoramento de esquemas convectivos para aplicações em escoamentos em altas velocidades; f) Análise e implementação de modelagens da turbulência nos contextos de médias de Reynolds e grandes escalas; g) Análise da estabilidade de escoamentos laminares e em transição por meio de simulação numérica direta, com aplicações na área de aeroacústica; h) Visualização e exploração interativa de dados massivos via técnicas de projeção. Esta linha conta com a colaboração do grupo de Processamento Visual e Geométrico e do grupo de Visualização e Imagem no contexto do projeto Temático “Desafios em Visualização Exploratória de Dados Multidimensionais: Novos Paradigmas, Escalabilidade e Aplicações" e i) Criação do Centro de Matemática e Estatística Aplicadas à Industria (CeMEAI), cujo objetivo é difundir a utilização de ferramentas matemáticas pelo setor produtivo e prover o treinamento de recursos humanos para atuar junto a este setor. Um projeto CEPID da FAPESP, denominado CEPID-CeMEAI, irá também apoiar as atividades desta proposta de trabalho do grupo.

Linhas de pesquisa • Simulação numérica de escoamentos com superfícies móveis • Reologia computacional • Modelagem e simulação numérica em lubrificação

• Computação científica aplicada em medicina e biologia • Geração de malhas e visualização científica • Escoamentos transicionais laminar-turbulento • Aeroacústica computacional

37 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Afonso Paiva Neto

Antonio Castelo Filho

Fabrício Simeoni de Sousa

Gustavo Carlos Buscaglia

José Alberto Cuminato

Leandro Franco de Souza

Luis Gustavo Nonato

Maria Luisa Bambozzi de Oliveira

Murilo Francisco Tomé

Valdemir Garcia Ferreira (in memoriam)

Principais projetos • Projeto Cooperação Internacional USP-COFECUB - Previsão numérica de materiais viscoelásticos com superfícies livres • Projeto Cooperação Internacional Capes-FCT - Optimização da Produção de Termoplásticos Vulcanizados • INCT - MACC - Medicina Assistida por Computação Científica • Projeto Temático (Fapesp) - Mecânica dos Fluidos não Estacionária: Aplicações em Aeronáutica e Reologia • Projeto Temático (Fapesp) - SNENS III - Solução Numérica das Equações de Navier-Stokes • Projeto de Cooperação com a Indústria (CEPEL) - Confiabilidade de sistemas elétricos • Projeto de Cooperação com a Indústria (Furnas Centrais Elétricas) - Simulação da incorporação da biomassa durante o enchimento de compartimentos de reservatórios • Projeto de Cooperação com a Indústria (Embraer) - Desenvolvimento de Tecnologia CFD para Aeronaves de Alto Desempenho

38 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Modelagem de Risco Laboratório Centro de Estudos do Risco Departamento de Matemática Aplicada e Estatística http://grupocer.org

Apresentação O grupo de Modelagem de Risco pertence ao do Departamento de Matemática Aplicada e Estatística (SME). A análise de risco pode ser entendida como um conjunto de técnicas para estudar e determinar o risco à exposição a um evento, ou a um grupo de eventos de interesse. A análise de risco está presente em várias áreas do conhecimento, dentre as quais pode-se citar, entre outros, análise de sobrevivência, controle estatístico da qualidade, confiabilidade industrial, testes diagnósticos laboratoriais, estudos de impacto ambiental, estudos financeiros de riscos de ativos, estudos de financeiros de inadimplência, abandono e evasão, detecção de fraudes, estudos de precificação de seguros, avaliação de instituições e gestão do relacionamento com o cliente e estudos esportivos. Do ponto de vista técnico, o grupo de Modelagem de Risco é responsável pelo desenvolvimento e aplicação e transferência de tecnologia de novas metodologias estatísticas e computacionais para a solução de problemas reais das áreas médica, industrial e financeira, bem como do setor público. O grupo de Modelagem de Risco conta com o Laboratório Centro de Estudos do Risco (CER), vinculado ao Departamento de Matemática Aplicada e Estatística (SME) e ao Programa Interinstitucional de Pós-graduação em Estatística (Mestrado/ Doutorado) mantido em associação ampla com o Departamento de Estatística da Universidade Federal de São Carlos.

Linhas de pesquisa • Análise de credit scoring, behavior and attrition • Gestão e controle estatístico de qualidade • Modelagem estatística para dados esportivos • Modelagem estatística para dados financeiros • Modelagem estatística para dados médicos e biológicos • Modelagem estatística para grandes bancos de dados • Modelagem para dados de sobrevivência e confiabilidade • Modelagem estatística de dependência • Metodologia estatística de fraude

39 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Adriano Kamimura Suzuki

Francisco Louzada Neto

Juliana Cobre

Marinho Gomes de Andrade Filho

Mário de Castro Andrade Filho

Vicente Garibay Cancho

Principais projetos • SAO: Sistema estatístico de Avaliação online • CEP-online: Sistema de controle estatístico de processo online • i-Sport: sistema estatístico de acompanhamento esportivo e de detecção de talento • Previsão estatística de jogos de futebol • Desenvolvimento de modelos de sobrevivência para câncer de mama • Desenvolvimento de modelos de contagem para dados biológicos • Desenvolvimento de modelos estatísticos para fraude • Desenvolvimento de modelos estatísticos para dados financeiros • Procedimentos de segmentação estatística para grandes bancos de dados

40 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Otimização Laboratório de Otimização Departamento de Matemática Aplicada e Estatística www.otm.icmc.usp.br

Apresentação O Grupo de Otimização do ICMC iniciou suas pesquisas nos anos 1980 com um professor e alunos de mestrado e iniciação científica. Nos últimos dez anos, consolidou-se com a contratação de vários pesquisadores. Hoje o grupo é formado por sete pesquisadores e em torno de 20 alunos (iniciação científica, mestrado e doutorado). As pesquisas são desenvolvidas predominantemente em três importantes áreas de otimização: otimização linear e discreta, otimização não-linear, e controle ótimo. As pesquisas abordam diferentes problemas como, por exemplo, planejamento e controle da produção, problemas de corte de peças, balanceamento de linhas de produção, produção agrícola com critérios ecológicos e sustentáveis, planejamento de sistemas hidrotérmicos e tomografia por emissão. O grupo é responsável pelo Laboratório de Otimização (LOT), espaço fundamental para que os alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado desenvolvam seus projetos, além de ser um espaço de convívio diário entre eles. O LOT tem computadores de bom desempenho, que são atualizados regularmente por meio de projetos de pesquisa financiados por agências de fomento.

Linhas de pesquisa • Problemas de corte e estoque • Problemas de dimensionamento de lotes • Métodos e problemas de programação não linear • Problemas de controle e problemas de filtragem • Balanceamento de linhas de produção • Otimização em problemas inversos

41 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Alysson Machado Costa

Eduardo Fontoura Costa

Elias Salomão Helou Neto

Franklina Maria Bragion de Toledo

Marcos Nereu Arenales

Marina Andretta

Maristela Oliveira dos Santos

Principais projetos O Grupo de Otimização tem realizado pesquisas financiadas por diversas agências nacionais e internacionais, tais como FAPESP, CAPES, CNPq, Comunidade Europeia, FCT (Portugal), DGU (Espanha), entre outras. Estes projetos permitem, principalmente, a manutenção da estrutura do laboratório, viagens de pesquisa, realização de eventos e intercâmbio de docentes e alunos.

placas (estoque)

diversos tipos de itens

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Processamento Visual e Geométrico Laboratório de Visualização, Imagens e Computação Gráfica Laboratório de Matemática Aplicada e Computação Científica Departamento de Matemática Aplicada e Estatística Departamento de Ciências de Computação vgp.icmc.usp.br

Apresentação O grupo de pesquisa em Processamento Visual e Geométrico foi criado em 2010 e, desde então, vem atuando em diversos temas de pesquisa relacionados à Processamento Geométrico, Modelagem Geométrica, Visualização e Análise Visual de Dados, e Análise Numérica/Topológica de Sistemas Dinâmicos. A pesquisa em Modelagem e Processamento Geométrico aborda o estudo de métodos numéricos e algoritmos para manipulação, representação e análise de dados geométricos. Ferramentas típicas em aplicações que incluem: geração de malhas a partir de nuvem de pontos e de imagens, análise espectral de superfícies discretas, variedades computacionais em espaços de alta dimensão, geometria diferencial discreta em nuvem de pontos, suavização e simplificação de superfícies discretas. A pesquisa em Processamento Visual aborda técnicas de visualização de informações e dados científicos, principalmente em problemas envolvendo grande quantidade de dados imersos em espaços de alta dimensão. Essas técnicas têm sido empregadas com sucesso na visualização e análise visual de informação de dados textuais e científicos, exploração de coleções de músicas e imagens, análise e extração de características em campos vetoriais. A pesquisa em Análise Numérica/Topológica de Sistemas Dinâmicos consiste no estudo de sistemas dinâmicos contínuos e discretos por meio de métodos numéricos e topológicos baseados no Índice de Conley e em outras técnicas. O objetivo é fornecer uma descrição da dinâmica de um dado sistema, bem como entender sua dependência em relação à parâmetros (bifurcações). Estes métodos têm sido empregados para provar a existência de vários tipos de dinâmica, inclusive dinâmica caótica.

Linhas de pesquisa • Processamento geométrico • Visualização e análise visual de dados • Modelagem geométrica e geração de malhas • Análise numérica e topológica de sistemas dinâmicos

43 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Afonso Paiva Neto

Antonio Castelo Filho

Luis Gustavo Nonato

Márcio Fuzeto Gameiro

Principais projetos • Projeto temático (FAPESP): Desafios em visualização exploratória de dados multidimensionais: Novos paradigmas, escalabilidade e aplicações: Este projeto visa desenvolver novas técnicas e paradigmas que contribuam para o avanço da área de visualização de dados científicos e abstratos, com ênfase no tratamento de manipulação de dados de alta dimensão, multimodais e variantes no tempo. Os novos paradigmas a serem desenvolvidos deverão fornecer metáforas visuais criadas a partir de técnicas de projeção multidimensional e árvores filogenéticas, buscando facilitar a compreensão, exploração e mineração visual de, entre outros, dados textuais, coleções de imagens ou músicas e dados de sensoriamento em nanoescala. Além de primitivas geométricas como unidade de representação visual, propomos usar estruturas de árvores e combinações de entidades geométricas com entidades abstratas a fim de criar um arcabouço unificado de manipulação e representação visual de dados de alta dimensão. Este projeto também inova na proposta de trazer métodos de visualização e exploração visual para o contexto de dispositivos portáteis. Os desenvolvimentos aqui propostos permitirão manter os grupos de pesquisa envolvidos na vanguarda da pesquisa na área, em nível mundial, formentando a criação de propriedade intelectual nacional e a transferência tecnológica.

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Singularidades Laboratório de Singularidades Departamento de Matemática Departamento de Matemática Aplicada e Estatística sing.icmc.usp.br

Apresentação A teoria de singularidades se aplica a várias áreas das ciências e interage com diversas linhas da matemática, entre as quais geometria algébrica, geometria diferencial e teoria qualitativa de equações diferenciais ordinárias. Tem aplicações em teoria de nós, ótica, robótica e visão computacional. Ao mesmo tempo, estas áreas têm enriquecido a teoria de singularidades com problemas e resultados interessantes e de relevância. Os temas centrais nos quais trabalha o grupo versam sobre o desenvolvimento de princípios efetivos de classificação das singularidades de aplicações diferenciáveis e de conjuntos analíticos reais ou complexos, com especial atenção aos invariantes e às condições de equisingularidade em famílias destes conjuntos. Desde seu início, no fim da década de 1960, o grupo tem uma forte participação na formação de novos pesquisadores/professores e na internacionalização da pesquisa e da pós-graduação em Matemática do ICMC. A partir da década de 1990, se consolidou internacionalmente como um dos mais atuantes em sua área, através de um intenso intercâmbio de pesquisadores e alunos de pós-graduação com diversos centros de pesquisa. Uma tradição nas atividades do grupo é a realização de reuniões científicas, dentre as quais o International Workshop on Real and Complex Singularities, evento internacional reconhecido pela comunidade científica como um dos principais eventos periódicos da área, e o Mini Workshop de Singularidades, Geometria e Equações Diferenciais. Tais reuniões têm uma participação expressiva da comunidade científica nacional e internacional da área e propiciam uma grande interação de pesquisadores, jovens cientistas e alunos de pós-graduação do Brasil e do exterior. Com boa projeção internacional, o grupo é atualmente um polo atrator para visitas científicas, estágios de doutorado e pós-doutorado.

Linhas de pesquisa • Topologia e classificação das singularidades • Multiplicidade, fecho integral e equisingularidade • Singularidades em geometria diferencial e equações implícitas • Aplicações da teoria de singularidades a problemas de bifurcações

45 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Ana Cláudia Nabarro

Farid Tari

Marcelo José Saia

Raimundo Nonato Regilene Delazari dos dos Santos Santos Oliveira

Maria Aparecida Soares Ruas

Roberta Godoi Wik Atique

Miriam Garcia Manoel

Ton Marar

Nivaldo de Góes Grulha Junior

Victor Hugo Jorge Perez

Principais projetos O grupo mantém contato científico com diversos centros internacionais e coordena vários projetos de cooperação nacional e internacional: • Projeto CAPES-PROCAD, de cooperação com UFPB, UEM e UNESP/S.J.Rio Preto; • Projeto FAPESP-Temático; • Projeto CNPq-Universal; • Projeto CNPq-CONACYT, de cooperação com o Instituto de Matemáticas de Cuernavaca, México; • Projeto CAPES-DGU, de cooperação com a Universidad de Valencia, Espanha; • Projeto CAPES-JSPS, de cooperação com o Japão; • Projeto USP-COFECUB, de cooperação com a França.

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Sistemas Complexos, Partículas e Controle Laboratório de Sistemas Complexos, Partículas e Controle Departamento de Matemática Aplicada e Estatística

Apresentação O Grupo de Sistemas Complexos, Partículas e Controle pertence ao Departamento de Matemática Aplicada e Estatística (SME), reunindo pesquisadores que trabalham com a utilização de técnicas analíticas e matemático-computacionais em aplicações originárias de problemas reais. As linhas de pesquisa podem ser agrupadas em quatro frentes. Uma delas envolve a modelagem de Sistemas Complexos, formados por elementos discretos que interagem de forma não-linear, que tem se popularizado bastante desde a última década devido ao estabelecimento da Teoria das Redes Complexas, e por ter um caráter altamente interdisciplinar, pois muitos sistemas naturais e artificiais podem ser modelados como grafos. As pesquisas em desenvolvimento no grupo têm como objetivo modelar a estrutura e função dos mais diversos sistemas complexos, incluindo o cérebro, interações proteicas, redes sociais, o mercado financeiro, a Internet e a World Wide Web. Outra frente de pesquisa envolve a Teoria de Sistemas de Partículas Interagentes, que é um ramo da teoria das probabilidades que está sendo objeto de considerável pesquisa na atualidade. Em linhas gerais, os modelos considerados são processos estocásticos espaciais de importância na modelagem teórica de sistemas interagentes. Em outra frente, tratam-se problemas de Física-Matemática, seguindo o tema anterior e envolvendo um número infinito de graus de liberdade. Em especial, temos dedicado atenção à determinação do espectro de energia-momento (espectro de geradores de semi-grupos) para diversos sistemas de interesse na Física, incluindo a Cromodinâmica Quântica e equações estocásticas do tipo Landau-Ginzburg. A quarta frente envolve Teoria de Controle, que é uma área bastante consolidada mundialmente e com muitas aplicações em diferentes áreas das Engenharias Elétrica, Mecânica, Aeronáutica, em Economia, Química, entre outras. Nesta área, o grupo atualmente trabalha com problemas de minimização de consumo de combustível em veículos, otimização de geração hidrotérmica de energia e controle de plantas daninhas. Os trabalhos do grupo têm sido publicados nas melhores revistas e comunicados em importantes congressos, sendo financiados pelas principais agências de fomento nacionais, e algumas do exterior. Estes projetos incorporam parceiros de diversos centros de pesquisa nacionais e internacionais, bem como de alunos de graduação, p��s-graduação e pós-doutorandos. Alguns dos nossos colaboradores estrangeiros são: Humboldt University of Berlin, Potsdam Institute for Climate Impact Research, University of Applied Sciences Aschaffenburg, Radboud University Nijmegen, Ecole Polytechnique, University of Colorado, Graz University of Technology, Universidade do Porto, Imperial College London, Universidade Católica do Peru.

47 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Linhas de pesquisa • Redes complexas • Estrutura e dinâmica de redes sociais • Modelagem da internet • Classificação automática de obras literárias • Segmentação de imagens usando grafos • Sincronização de osciladores acoplados • Processos dinâmicos em redes espaciais • Modelos de propagação de epidemias e rumores • Probabilidade e sistemas de partículas • Física matemática

• Mecânica estatística clássica e teoria quântica de campos • Equações diferenciais estocásticas • Modelagem de sistemas interagentes • Controle e filtragem de sistemas • Controle aplicado em minimização de combustível em veículos • Controle de gerenciamento hidrotérmico • Estrutura de sistemas dinâmicos • Análise e controle de sistemas chaveados • Estabilidade de controladores para sistemas não-lineares

Integrantes

Eduardo Fontoura Costa

Francisco Aparecido Rodrigues

Pablo Martín Rodríguez

Paulo Afonso Faria da Veiga

Principais projetos • Processos dinâmicos em redes complexas: Fundamentos e aplicações (2011-2016, FAPESP/DFG) • Caracterização, análise, simulação e classificação de redes complexas (2011-2013, FAPESP ) • Estabilidade de filtros de Kalman para sistemas estocásticos (2011-2013, FAPESP) • Controle para otimização de recursos em agricultura (2012-2014, PRP-USP USP/UP) • Modelos estocásticos de difusão de uma informação (2012-2015, CNPq)

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Sistemas Dinâmicos e Teoria Ergódica Laboratório de Sistemas Dinâmicos Departamento de Matemática www.icmc.usp.br/~sisdin

Apresentação A teoria dos Sistemas Dinâmicos tem sua origem no estudo de modelos matemáticos que descrevem a evolução de um sistema físico. Atualmente seu escopo é muito mais amplo, uma vez que conexões com outras áreas da Matemática foram surgindo ao longo de sua história. Tanto seus métodos quanto resultados se relacionam de maneira profunda com áreas como Topologia, Probabilidade, Ações de Grupos, Geometria Hiperbólica e Análise Numérica. O grupo de sistemas dinâmicos e teoria ergódica do ICMC têm um amplo espectro de interesses na área, estudando aspectos topológicos e geométricos de vários tipos de sistemas dinâmicos, como sistemas dinâmicos unidimensionais, difeomorfismos e fluxos com comportamento hiperbólico em variedades e ações de grupos. O grupo consiste em quatro pesquisadores, com cerca de dez estudantes de pós-graduação (Mestrado e Doutorado) e pós-doutorados. Nós convidamos a todos bons estudantes de graduação que tenham interesse nesta fascinante área de pesquisa que se inscrevam em nosso programa de pós-graduação. Se você é um pesquisador em Sistemas Dinâmicos, e tem interesse em fazer um estágio de pós-doutorado no ICMC, entre em contato com um de nossos pesquisadores para maiores informações.

Linhas de pesquisa • Teoria da renormalização • Dinâmica unidimensional • Teoria ergódica • Dinâmica em variedades • Ações de grupos • Sistemas dinâmicos parcialmente hiperbólicos • Regularidade de folheações invariantes e rigidez

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Integrantes

Ali Tahzibi

Carlos Alberto Maquera Apaza

Daniel Smania Brandão

Pedro Paulo de Magalhães Rios

Principais projetos • A rigidez e universalidade de sistemas dinâmicos unidimensionais • Teoria de renormalização em dinâmica unidimensional • Variação das propriedades geométricas (medidas invariantes) ao longo de uma família de sistemas dinâmicos • Problemas de injetividade global de aplicações de Rⁿ • Classificação de ações Anosov de codimensão um • Dinâmica Hamiltoniana clássica e semiclássica em espaços simpléticos simétricos; quantização • Continuidade absoluta de folheação central de sistemas parcialmente hiperbólicos • Ergodicidade estável de sistema iterado de funções e perturbações estocásticas • Variação de expoentes de Lyapunov e Rigidez de difeomorfismos parcialmente hiperbólicos

50 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Sistemas Dinâmicos Não Lineares Laboratório de Sistemas Dinâmicos Não Lineares Departamento de Matemática www.icmc.usp.br/~sdnl

Apresentação Sistemas dinâmicos são modelos matemáticos para muitos problemas na física, biologia, economia, engenharia e assim por diante. Estes sistemas dinâmicos são normalmente associados às equações diferenciais que podem ser equações diferenciais ordinárias, equações diferenciais parciais, equações diferenciais funcionais, equações diferenciais parciais-funcionais e sistemas discretos. Modelos matemáticos são obtidos usando leis empíricas, medições, observações, etc. É frequente o caso em que algumas das influências que o sistema sofre sejam negligenciadas durante a modelagem (por facilidade de análise). Além disso, todos os parâmetros do modelo aproximado são determinados com algum erro. Assim, os modelos práticos são apenas aproximações de um modelo ideal e os erros são inevitáveis. Com isto em mente é de fundamental importância que os modelos desfrutem de uma certa estabilidade com relação a todas as perturbações possíveis. Uma abordagem possível para esta questão é estudar a estabilidade da dinâmica assintótica (atratores) sob perturbações e este é o tema principal de pesquisa do grupo de Sistemas dinâmicos não lineares do ICMC/USP. Em particular, um problema em que o grupo tem trabalhado, para equações diferenciais semilineares, é a tentativa para transferir informação da parte linear da equação para o comportamento assimptótico da equação semilinear. Para ser mais específico, tentamos mostrar que, se a parte linear (ilimitada) da equação comporta-se "continuamente" (por exemplo, o resolvente se comporta de forma contínua) então, a dinâmica não-linear se comporta de forma contínua. Os projetos relacionados a isso são chamados semicontinuity superior e inferior semicontinuity de conjuntos invariantes e linearização suave. O estudo da boa colocação local e global para equações diferenciais parciais semilineares no caso de crescimento crítico é também um tópico de pesquisa importante do grupo e consiste na determinação, para a classe mais ampla possível de não-linearidades e espaços de fase, da existência de uma solução única para cada dado iniciai no espaço de fase que comporta-se continuamente com respeito aos dados iniciais. Esta é talvez a questão mais fundamental em equações diferencias. Outro tópico de pesquisa importante para o grupo é o estudo da existência e estabilidade de soluções especiais (órbitas periódicas, ondas viajantes, órbitas homoclínicas, órbitas heteroclínicas e órbitas mais geralmente limitadas). Nas aplicações de Equações Diferenciais estas soluções desempenham um papel fundamental.

Linhas de pesquisa • Equações de evolução, bifurcação, simetria e sincronização • Equações diferenciais parciais lineares e não lineares • Problemas parabólicos semilineares. • Comportamento assintótico • Existência, unicidade continuidade e continuação de soluções: Caso crítico • Sistemas de equações elípticas com não linearidades de salto

• Problemas quase-lineares • Linearização suave • Teoria do índice de Conley

51 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Alexandre Nolasco de Carvalho

Ederson Moreira dos Santos

Eugenio Tommaso Massa

Hildebrando Munhoz Rodrigues

Janete Crema

Ma To Fu

Maria do Carmo Carbinatto

Sergio Henrique Monari Soares

Wagner Vieira Leite Nunes

Marcio Fuzeto Gameiro

Conquistas recentes Estabilidade dos sistemas gradientes por perturbações. O estudo da estabilidade da caracterização de atratores globais para semigrupos sob perturbações nos leva a procurar um resultado que assegura a estabilidade dos sistemas gradientes sob perturbação. Isso nos levou ao conceito de sistemas de tipo gradientes que possuem as propriedades dinâmicas dos semigrupos gradientes e que são estáveis sob perturbação. Além disso, para sistemas dinâmicos não autónomos introduzimos o conceito de um processo de evolução gradiente-like e provamos que uma perturbação não-autônoma de um semigrupo de tipo gradiente é um processo de evolução de tipo gradiente. Recentemente, também provamos que os conceitos de semigrupos de tipo gradiente e gradiente são equivalentes. Soluções positivas para o p-Laplaciano envolvendo não-linearidades críticas e supercríticas com zeros. Provamos a existência de pelo menos duas soluções positivas para Δp u = λ h(x; u) em um domínio limitado suave com λ grande e não-linearidade com crescimento p-superlinear (mas subcrítico) no infinito, p-linear em zero com h (x; a (x)) = 0 para uma função positiva apropriada a. Nós também obtivemos o mesmo resultado, sem restrição no crescimento de h, mas renunciando à hipótese de que h depende de x ε Ω e exigindo que o domínio seja convexo, a fim de aplicar resultados adequados de monotonicidade provenientes da técnica de planos móveis.

Principais projetos Projeto Temático FAPESP Projeto de Cooperação Internacional CAPES/DGU Projeto de Cooperação Internacional FAPESP/CNRS

52 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Topologia Laboratório de Topologia Departamento de Matemática www.icmc.usp.br/~topologia

Apresentação O Grupo de Topologia do Departamento de Matemática do ICMC-USP é constituído de professores que ensinam matemática para os vários cursos do campus da USP de São Carlos e que pesquisam nas subáreas da Topologia; Análise Geométrica e Topologias Algébrica, Diferencial, Conjuntista e Geométrica. Na subárea de Análise Geométrica estuda-se torção analítica, de Whitehead e de Reidemeister em variedades e em variedades singulares. Na subárea Topologia Algébrica estuda-se teoria de homotopia e homotopia simples; fibrados e teoria de gauge; bordismo, bordismo equivariante e cobordismo de variedades; teoremas do tipo Borsuk-Ulam; teoria de raízes, ponto fixo, coincidência e G-coincidência; Decomposição celular e resoluções de grupos; Homotopia e topologia de espaços de aplicações Na subárea Topologia Conjuntista estuda-se o relacionamento entre as diversas propriedades de recobrimento em topologia geral, novas técnicas para obtenção de topologias mais finas e teoria dos jogos tendo como motivação sua aplicação em problemas dos dois assuntos anteriores. Na subárea Topologia Diferencial estuda-se existência de folheações em variedades; classificação de ações de grupos em variedades e sistemas dinâmicos associados. Na subárea Topologia Geométrica estuda-se topologia das variedades; topologia e geometria das subvariedades em espaços euclidianos e das superfícies em variedades homogêneas; imersões e mergulhos entre variedades; teoria de nós, enlaçamentos e tranças; invariantes algébricos para homotopia e concordância de enlaçamentos.

Linhas de pesquisa • Classificação de ações de grupos em variedades e sistemas dinâmicos associados. • Aplicações de teoria dos jogos em topologia geral. • Bordismo, bordismo equivariante e cobordismo de variedades. • Decomposição celular e resoluções de grupos • Fibrados, fibrados vetoriais e teoria de gauge. • Folheações. • Geometria e topologia das subvariedades em espaços euclidianos e das superfícies em variedades homogêneas. • Homotopia e topologia de espaços de aplicações. • Imersões e mergulhos entre variedades. • Invariantes algébricos para homotopia e concordância de enlaçamentos.

• Propriedades de recobrimentos ; técnicas de afinamentos de topologias; teoria de jogos. • Teoremas do tipo Borsuk-Ulam. • Teoria de homotopia e homotopia simples. • Teoria de nós, enlaçamentos e tranças. • Teoria de ponto fixo , coincidência e G-coincidência. • Topologia das variedades. • Torção analítica, de Whitehead e de Reidemeister em variedades e variedades singulares.

53 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP


Integrantes

Carlos Alberto Maquera Apaza

Carlos Biasi

Denise de Mattos

José Eduardo Prado Pires de Campos

Leandro Fiorini Aurichi

Mauro Flávio Spreafico

Oziride Manzoli Neto

Principais projetos • Classificação de certas ações de grupos em variedades com condições pré-determinadas nos sistemas dinâmicos associados. • Classificação de variedades que suportam certas ações de grupos de Lie. • Estudos de coincidências entre certas aplicações fibradas. • Estudos topológicos da fibra de Milnor real em baixa codimensão. • Grau de aplicações G-equivariantes entre variedades generalizadas. • Homotopia de tranças em superfícies: os teoremas da apresentação e da representação de Artin. • Invariantes topológicos de problemas mini-max com simetria. • Mini-max em teoria equivariante, genus de valor anel sobre G-espaços e Teoremas de Borsuk-Ulam. • Raízes de funções entre complexos CW e variedades. • Sequências de Gysin generalizadas e aplicações. • Torção analítica, de Whitehead e de Reidemeister em variedades e variedades singulares. • Invariantes algébricos para homotopia e concordância de enlaçamentos. • Invariantes algébricas para isotopia, homotopia ou concordância de enlaçamentos.

54 Catálogo de Pesquisa - ICMC/USP



Catálogo de Pesquisa do ICMC - 2013