Sincronização de fase em sistemas caóticos e sua aplicabilidade ao reconhecimento de padrões

• Autor(a) principal: Rosangela Follmann Bageston
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2011/04.18.03.14

Um importante fenômeno encontrado na natureza é o da sincronização. Ele ocorre quando sistemas acoplados têm suas dinâmicas alteradas de forma a convergirem para um ritmo comum. Este comportamento se revela de diversas formas. Em especial, quando os sistemas que se acoplam não são completamente idênticos e a força de acoplamento entre eles não é tão intensa, surge a denominada sincronização de fase, na qual a diferença de fase entre os sistemas se mantém limitada, enquanto suas amplitudes se apresentam não correlacionadas. Recentemente descobriu-se que o fenômeno da sincronização de fase é onipresente na natureza, manifestando-se mesmo entre sistemas caóticos, com fase coerentes ou não-coerentes. O presente trabalho desdobrou-se em duas frentes. Na primeira, desenvolveu-se uma metodologia que permite identificar a sincronização de fase em sistemas caóticos e séries temporais. Este método consiste em obter a fase de sistemas caóticos através de uma análise espectral baseada em mínimos quadrados. A metodologia se apresentou bastante flexível para ser aplicada mesmo a sistemas com características de fase não coerente. Essa técnica foi validada através da comparação dos resultados com os obtidos com outros métodos existentes na literatura. Essa nova metodologia se mostrou robusta a níveis moderados de ruído, podendo também ser empregada na análise de dados experimentais para identificar a sincronização de fase. Na segunda parte deste trabalho, o conceito de sincronização de fase que está presente mesmo em grandes conjuntos de osciladores caóticos, como o caso do cérebro humano, foi explorado em uma configuração de rede neural artificial, constituída de um grande conjunto de osciladores interligados. Esta rede atua como uma memória associativa e as informações são armazenadas na diferença de fase entre os osciladores do conjunto. Além disso, um experimento envolvendo identificação de padrões binários aplicado a um grupo de indivíduos apresentou um limiar similar ao da rede de osciladores para recuperação das informações.