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dc.contributor.advisor1Fonseca, Leonardo Goliatt da-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9030707448549156pt_BR
dc.contributor.referee1Lemonge, Afonso Celso de Castro-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6681044486435612pt_BR
dc.contributor.referee2Campos, Luciana Conceição Dias-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/pt_BR
dc.contributor.referee3Saporetti, Camila Martins-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4862105931908699pt_BR
dc.contributor.referee4Silva, Gustavo Rocha da-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/pt_BR
dc.creatorFonseca, Tales Lima-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2806860023990548pt_BR
dc.date.accessioned2024-02-02T13:49:18Z-
dc.date.available2024-02-02-
dc.date.available2024-02-02T13:49:18Z-
dc.date.issued2023-11-24-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16591-
dc.description.abstractIn recent years, artificial neural networks have emerged as one of the most powerful tools in the field of artificial intelligence, offering innovative solutions across a variety of applications. However, the development of these networks often faces significant challenges related to computational efficiency and environmental impact. This research aims to investigate these challenges, particularly in the process of creating artificial neural networks, and propose a solution to enhance their efficiency in terms of predictive quality, hardware constraints, and environmental impact reduction. Building on the hypothesis that adaptive activation functions are capable of creating more complex neurons in the architecture, thereby reducing the need for deep learning approaches that result in heavier and more complex models, the primary focus of this study is to propose the development of an evolutionary strategy for creating artificial neural networks using adaptive activation functions. The objective is to find models with higher predictive power and the least possible complexity. This endeavor seeks to contribute to the reduction of carbon dioxide emissions and other gases associated with climate change resulting from the execution of these models. Four sets of numerical experiments were conducted to evaluate the hypothesis and the proposed solution. The first two experiments compared the efficiency of adaptive activation functions against traditional activation functions in classification and regression problems. The third experiment combined evolutionary approaches with adaptive activation functions to find the best model in terms of metrics and complexity in Autoencoder problems. Finally, in the fourth experiment, the application of evolutionary approaches combined with adaptive activation functions was extended, this time focusing on optimizing the model in terms of metrics and complexity in a real context of brain tumor detection. All obtained results demonstrated a gain when using Adaptive Activation Functions in architecture construction, along with an environmental impact comparable to traditional strategies. These findings represent a significant advancement in the pursuit of more effective and environmentally conscious artificial neural networks, aligning Evolutionary Optimization with environmental responsibility, especially in reducing Carbon Footprint.pt_BR
dc.description.resumoNos últimos anos, as redes neurais artificiais têm se destacado como uma das ferramentas mais poderosas no campo da inteligência artificial, oferecendo soluções inovadoras em uma variedade de aplicações. No entanto, o desenvolvimento dessas redes muitas vezes enfrenta desafios significativos relacionados à eficiência computacional e ao impacto ambiental. Esta pesquisa tem como objetivo investigar esses desafios, em particular no processo de criação de redes neurais artificiais, e propor uma solução para melhorar sua eficiência em termos de qualidade preditiva, restrições de hardware e redução dos impactos ambientais. Partindo da hipótese de que as funções de ativação adaptativas são capazes de criar neurônios mais complexos na arquitetura, reduzindo a necessidade de abordagens de aprendizado profundo que resultam em modelos mais pesados e complexos. O foco principal deste estudo é propor o desenvolvimento de uma estratégia evolutiva para a criação de redes neurais artificiais que utilizem funções de ativação adaptativas, com o objetivo de encontrar modelos com maior poder preditivo e com a menor complexidade possível. Isso visa contribuir para a redução das emissões de dióxido de carbono e outros gases associados às mudanças climáticas, decorrentes da execução desses modelos. Foram realizados quatro conjuntos de experimentos numéricos para avaliar a hipótese e a proposta. Os dois primeiros experimentos compararam a eficiência das funções de ativação adaptativas em relação às funções de ativação tradicionais em problemas de classificação e regressão. O terceiro experimento combinou abordagens evolutivas com funções de ativação adaptativas para encontrar o melhor modelo em termos de métrica e complexidade em problemas de Autoencoder. Por fim, no quarto experimento, estendeu-se a aplicação das abordagens evolutivas combinadas com funções de ativação adaptativas, desta vez voltadas para otimizar o modelo em termos de métrica e complexidade em um contexto real de detecção de tumores cerebrais. Todos os resultados obtidos apresentaram um ganho ao se utilizar as Funções de Ativação Adaptativas na construção das arquiteturas, além de um impacto ambiental comparável com estratégias tradicionais. Esses resultados representam um avanço significativo na busca por redes neurais artificiais mais eficazes e ecologicamente conscientes, alinhando Otimização Evolutiva com a responsabilidade ambiental, especialmente na redução da Pegada de Carbono.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICE – Instituto de Ciências Exataspt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Modelagem Computacionalpt_BR
dc.publisher.initialsUFJFpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-ShareAlike 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/*
dc.subjectRedes Neurais Artificiaispt_BR
dc.subjectFunção de ativação adaptativapt_BR
dc.subjectOtimização evolutivapt_BR
dc.subjectPegada de carbonopt_BR
dc.subjectArtificial neural networkspt_BR
dc.subjectAdaptive activation functionpt_BR
dc.subjectEvolutionary optimizationpt_BR
dc.subjectCarbon footprintpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.titleRedes neurais artificiais adaptativas: abordagem evolutiva para melhoria de performance e eficiênciapt_BR
dc.typeTesept_BR
Appears in Collections:Doutorado em Modelagem Computacional (Teses)



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