Tese

Reconstruction of sparse network dynamics from data (2024)

• Authors:
  • Santos, Edmilson Roque dos
  • Pereira, Tiago (Orientador)
• Autor USP: SANTOS, EDMILSON ROQUE DOS - ICMC
• Unidade: ICMC
• Sigla do Departamento: SME
• DOI: 10.11606/T.55.2024.tde-21032024-191639
• Subjects: REDES COMPLEXAS; TEORIA ERGÓDICA; SISTEMAS DINÂMICOS; ANÁLISE DE SÉRIES TEMPORAIS
• Keywords: Dinâmica de redes; Dynamical systems; Ergodic theory; Métodos de recuperação esparsa; Network dynamics; Redes esparsas; Sparse networks; Sparse recovery methods
• Agências de fomento:
  • Financiamento CAPES
  • Financiamento FAPESP
  • Financiamento FAPESP CEMEAI
  • Financiamento Serrapilheira Institute
  • Financiamento Newton Advanced Fellow of the Royal Society
• Language: Inglês
• Abstract: As dinâmicas de redes complexas são comuns em diversos sistemas naturais, abrangendo desde a física até a neurociência. Essas redes apresentam estruturas de interação esparsas, onde apenas uma fração de todas as conexões possíveis existe. Essa estrutura de interação fornece valiosas perspectivas sobre a dinâmica das redes. Por exemplo, interrupções nas redes neuronais frequentemente resultam de problemas relacionados à conectividade. No entanto, em configurações experimentais, geralmente temos acesso a dados de séries temporais multivariadas em vez da própria rede. Nosso objetivo principal é desenvolver métodos para prever e antecipar possíveis novos comportamentos dentro do sistema. Esta tese é dedicada à reconstrução de equações de movimento que descrevem a dinâmica de redes esparsas a partir de dados. Combinamos teoria de sistemas dinâmicos e teoria ergódica com métodos de recuperação esparsa para garantir uma reconstrução exata e única. Para começar, introduzimos um método chamado Ergodic Basis Pursuit (EBP). Este método minimiza os dados de medição necessários, garantindo uma reconstrução precisa, enquanto identifica robustamente a estrutura de interação a partir de dados experimentais, revelando assim a estrutura original da rede. Posteriormente, demonstramos a aplicabilidade deste método redes com clusters. Aproveitando as informações de clusters da rede, o EBP adota uma abordagem de reconstrução dividir-e-conquistar. A reconstrução da rede é dividida em subproblemas,cada um restrito a um cluster específico e resolvido independentemente. As soluções são então combinadas para revelar a estrutura completa da rede. Por fim, empregamos métodos de recuperação esparsa para reconstruir equações de movimento a partir da dinâmica de redes com bursting.
• Imprenta:
  • Publisher place: São Carlos
  • Date published: 2024
• Data da defesa: 23.01.2024


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Status:

Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)

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• ABNT

  SANTOS, Edmilson Roque dos. Reconstruction of sparse network dynamics from data. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-21032024-191639/. Acesso em: 10 maio 2026.

• APA

  Santos, E. R. dos. (2024). Reconstruction of sparse network dynamics from data (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-21032024-191639/

• NLM

  Santos ER dos. Reconstruction of sparse network dynamics from data [Internet]. 2024 ;[citado 2026 maio 10 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-21032024-191639/

• Vancouver

  Santos ER dos. Reconstruction of sparse network dynamics from data [Internet]. 2024 ;[citado 2026 maio 10 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-21032024-191639/

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