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Title: Modelo computacional para reconhecimento de objetos em ambiente subaquático baseado em aprendizagem de máquina
Other Titles: Computational model for object recognition in an underwater environment based on machine learning
Authors: Silveira, Igor Vilas-Bôas
metadata.dc.contributor.advisor: Monteiro, Roberto Luiz Souza
metadata.dc.contributor.advisor-co: Pinheiro, Oberdan Rocha
metadata.dc.contributor.referees: Franklin, Taniel Silva
Domingues, Guilherme de Melo Baptista
Keywords: Fundo do mar;Exploração;Reconhecimento de objetos;Aprendizagem de máquina
Issue Date: 21-Nov-2023
Publisher: Centro Universitário SENAI CIMATEC
Citation: SILVEIRA, Igor Vilas-Bôas. Modelo computacional para reconhecimento de objetos em ambiente subaquático baseado em aprendizagem de máquina. Orientador: Roberto Luiz Souza Monteiro. 2023. 76 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial) – Centro Universitário SENAI CIMATEC, Salvador, 2023.
metadata.dc.description.resumo: Desde a antiguidade, o homem tem explorado a superfície das águas do planeta realizando trocas comerciais, intercambiando valores e costumes, e permeando prosperidade. Ao expandir suas fronteiras para o além-mar, o homem experimentou uma interconexão global, onde uma malha invisível de inter-relações complexas conecta pessoas de todo mundo. A despeito da intimidade criada com as navegações dos oceanos, pouco se sabe ainda sobre o fundo do mar. Dificuldades impostas pela mãe natureza para se adentrar em águas profundas aliadas às limitações do homem têm corroborado para manter o ambiente subaquático pouco explorado. Entretanto, um momento ímpar para a exploração do fundo do mar se inicia, um vez que diversas tecnologias em pleno desenvolvimento convergem para a superação dos problemas de acesso ao ambiente subaquático, assim como da captura e processamento de informação desse ambiente. A interpretação das informações capturadas abaixo d’água engloba a questão da detecção e reconhecimento de objetos que é a questão central deste trabalho. A aprendizagem de máquina, nos últimos anos, tem trazido uma nova perspectiva nos métodos de reconhecimento de objetos. Recentemente, diversos trabalhos de aprendizagem de máquina e aprendizagem profunda têm sido publicados com resultados muito relevantes. Para este trabalho, uma rede de perceptrons multi camadas (MLP) foi desenvolvida para detecção de objetos abaixo d’água a partir de uma combinação de três datasets pré-existentes, resultando em um conjunto de dados com três classes distintas que englobam objetos naturais ( tubarões e tratarugas) e objetos artificiais (tubos de tamanhos diversos). As simulações da MLP apresentaram como resultados um número de 888 instâncias classificadas corretamente, contra apenas 12 incorretas, alcançando uma acurácia de 98, 7%. Os resultados alcançados nesse trabalho de investigação evidenciam que o modelo computacional proposto é viável para reconhecimento de objetos em ambiente subaquático baseado em aprendizagem de máquina.
Abstract: Since ancient times, man has explored the surface of the planet's waters commercial exchanges, exchanging values ​​and customs, and permeating prosperity. By expanding its borders overseas, man experienced global interconnection, where an invisible mesh of complex interrelationships connects people from all over the world. A Despite the intimacy created with ocean navigation, little is still known about the bottom of the sea. Difficulties imposed by mother nature to enter the waters combined with human limitations have contributed to keeping the underwater environment little explored. However, a unique moment for exploring the bottom of the sea begins, as several technologies in full development converge to overcome problems of access to the underwater environment, as well as the capture and processing of information from this environment. Interpretation of information captured underwater encompasses the issue of detection and recognition of objects that is the central question of this work. Machine learning, in recent years, has brought a new perspective on object recognition methods. Recently, Several machine learning and deep learning studies have been published with very relevant results. For this work, a perceptron network multi layer (MLP) was developed for detecting underwater objects from of a combination of three pre-existing datasets, resulting in a dataset with three distinct classes that include natural objects (sharks and sea turtles) and artificial objects (tubes of different sizes). The MLP simulations presented as results in a number of 888 correctly classified instances, against only 12 incorrect ones, achieving an accuracy of 98.7%. The results achieved in this work investigation shows that the proposed computational model is viable for recognizing objects in an underwater environment based on machine learning.
URI: http://repositoriosenaiba.fieb.org.br/handle/fieb/1870
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado (PPG MCTI)

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