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http://ri.ufmt.br/handle/1/6528
Tipo documento: | Dissertação |
Título: | Uso de machine learning para predição da resistência a compressão do concreto |
Autor(es): | Loureiro, Arthur Afonso Bitencourt |
Orientador(a): | Stefani, Ricardo |
Membro da Banca: | Stefani, Ricardo |
Membro da Banca: | Silva, Rogério Barbosa da |
Membro da Banca: | Pereira, Monikuelly Mourato |
Membro da Banca: | Borges, Jonatas Emmanuel |
Resumo : | Devido às do concreto como resistência a compressão, durabilidade e versatilidade, ele se tornou amplamente utilizado na indústria da construção civil. Recentemente, técnicas de machine learning têm se destacado na predição da resistência à compressão do concreto, oferecendo vantagens como a consideração de várias variáveis e a identificação de padrões complexos nos dados. Este trabalho visa analisar técnicas de machine learning como modelo de análise de variáveis preditivas e sua influência na resistência à compressão do concreto. Utilizando um conjunto de dados com 1234 valores de resistência à compressão, foram analisadas 8 e 6 variáveis preditivas, selecionadas com base em sua relevância no SelectKBest. Foram conduzidos estudos de correlação linear por meio de regressão linear simples e estudos de correlação não linear utilizando Support Vector Regression, Gradient Boosting e Redes Neurais Artificiais. Os resultados obtidos foram os seguintes: Support Vector Regression com coeficiente de determinação de 0,85 e erro médio quadrático de 30,9051 MPa; Gradient Boosting com coeficiente de determinação 0,90 e erro médio quadrático de 25,5979 MPa; Redes Neurais Artificiais com coeficiente de determinação 0,87 e erro médio quadrático de 5,781 MPa. A comparação entre métodos de machine learning, como Support Vector Regression, Gradient Boosting e RNA, revelou distinções entre os modelos. O Gradient Boosting obteve um coeficiente de determinação superior, evidenciando sua capacidade de explicar a variabilidade nos dados. Por outro lado, a Rede Neural Artificial apresentou o menor erro médio quadrático, indicando precisão nas previsões. A escolha entre essas abordagens implica considerações sobre o equilíbrio entre explicabilidade e precisão no qual a Rede Neural Artificial atingiu o desempenho mais satisfatório entre os modelos analisados. |
Resumo em lingua estrangeira: | Due to its properties such as compression strength, durability, and versatility, concrete has become widely used in the construction industry. Recently, machine learning techniques have stood out in predicting concrete compression strength, offering advantages such as considering multiple variables and identifying complex patterns in data. This work aims to analyze machine learning techniques as a model for analyzing predictive variables and their influence on concrete compression strength. Using a dataset with 1234 compression strength values, 8 and 6 predictive variables were analyzed, selected based on their relevance in SelectKBest. Linear correlation studies were conducted using simple linear regression and non-linear correlation studies using Support Vector Regression, Gradient Boosting, and Artificial Neural Networks. The results obtained were as follows: Support Vector Regression with a coefficient of determination of 0.85 and mean squared error of 30.9051 MPa; Gradient Boosting with a coefficient of determination of 0.90 and mean squared error of 25.5979 MPa; Artificial Neural Networks with a coefficient of determination of 0.87 and mean squared error of 5.781 MPa. The comparison between machine learning methods such as Support Vector Regression, Gradient Boosting, and ANN revealed distinctions between the models. Gradient Boosting achieved a higher coefficient of determination, demonstrating its ability to explain variability in the data. On the other hand, Artificial Neural Networks presented the lowest mean squared error, indicating accuracy in predictions. The choice between these approaches implies considerations regarding the balance between explainability and accuracy, in which Artificial Neural Networks achieved the most satisfactory performance among the models analyzed. |
Palavra-chave: | Aprendizado de máquina Support vector regression Gradient boosting Redes neurais artificiais |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Machine learning Support vector regression Gradient boosting Artificial neural networks |
CNPq: | CNPQ::OUTROS::CIENCIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUA - Araguaia |
Departamento: | Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET) – Araguaia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais |
Referência: | LOUREIRO, Arthur Afonso Bitencourt. Uso de machine learning para predição da resistência a compressão do concreto. 2024. 82 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Barra do Garças, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/6528 |
Data defesa documento: | 5-Apr-2024 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUA - ICET - PPGMat - Dissertações de mestrado |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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