Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2010
Autor(a) principal: Alves, Roberto Teixeira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1057
Resumo: This thesis proposes a new approach based on Artificial Immune System (AIS) for hierarchical multi-label classification, where the classifiers produced by the system are represented in the form of IF-THEN classification rules. Hierarchical multi-label classification is a challenging problem, because an example is associated with one or more classes organized into a hierarchy and the class hierarchy must be considered in the construction of the classifiers. The proposed method addresses the construction of local hierarchical classifiers (where each classifier processes only examples of classes in a local region of the hierarchy) and global hierarchical classifiers (where a single classifier processes examples of all classes at the same time). The application domain used to validate the proposed methods was the prediction of the biological function of proteins, using terms of the Gene Ontology as classes to be predicted by the AIS. The performance of the algorithm was evaluated in computational experiments with 10 datasets of proteins. The evaluation criteria in these experiments were the predictive accuracy (accuracy rate and the area under the precision-recall curve) and the simplicity of the discovered knowledge (measured by the number of rules and total number of conditions in the discovered rules). The computational experiments allowed the identification of parameter settings and procedures that significantly influence the performance of the proposed method. The experiments comparing the proposed method with other methods have shown that in some datasets the proposed method outperformed other methods, whilst in other datasets it was not possible to outperform other methods proposed in the literature.
id UTFPR-12_ee94008f7da3b140b4b9fcb58346e41a
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1057
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínasBioinformáticaSistema imunológico - Simulação por computadorMineração de dados (Computação)Engenharia elétricaBioinformaticsImmune system - Computer simulationData miningElectric engineeringThis thesis proposes a new approach based on Artificial Immune System (AIS) for hierarchical multi-label classification, where the classifiers produced by the system are represented in the form of IF-THEN classification rules. Hierarchical multi-label classification is a challenging problem, because an example is associated with one or more classes organized into a hierarchy and the class hierarchy must be considered in the construction of the classifiers. The proposed method addresses the construction of local hierarchical classifiers (where each classifier processes only examples of classes in a local region of the hierarchy) and global hierarchical classifiers (where a single classifier processes examples of all classes at the same time). The application domain used to validate the proposed methods was the prediction of the biological function of proteins, using terms of the Gene Ontology as classes to be predicted by the AIS. The performance of the algorithm was evaluated in computational experiments with 10 datasets of proteins. The evaluation criteria in these experiments were the predictive accuracy (accuracy rate and the area under the precision-recall curve) and the simplicity of the discovered knowledge (measured by the number of rules and total number of conditions in the discovered rules). The computational experiments allowed the identification of parameter settings and procedures that significantly influence the performance of the proposed method. The experiments comparing the proposed method with other methods have shown that in some datasets the proposed method outperformed other methods, whilst in other datasets it was not possible to outperform other methods proposed in the literature.CAPESEsta tese propõe um novo algoritmo baseado em Sistemas Imunológicos Artificiais (SIA) para classificação hierárquica e multi-label, onde os classificadores gerados são representados na forma de regras SE-ENTÃO. A classificação hierárquica e multi-label é considerada desafiadora uma vez que um exemplo está associado a uma ou mais classes organizadas hierarquicamente, sendo que esta organização estrutural de classes deve ser considerada na construção dos classificadores. A técnica proposta aborda a construção de classificadores hierárquicos locais (onde cada classificador processa apenas exemplos de classes em uma região local da hierarquia) e globais (onde um único classificador processa exemplos de todas as classes ao mesmo tempo). A área de aplicação utilizada para validação desta tese foi a predição de função biológica de proteínas usando termos da ontologia gênica como classes a serem preditas pelo SIA. O desempenho do algoritmo é avaliado experimentalmente para 10 bases de proteínas. Os critérios de avaliação do algoritmo nos experimentos computacionais são a precisão preditiva (taxa de acerto e área da curva precision-recall) e a simplicidade do conhecimento descoberto (medida pelo número de regras e número total de condições nas regras descobertas). Os experimentos computacionais permitem identificar parâmetros e procedimentos que influenciam no desempenho da técnica proposta. Os testes comparativos com outras abordagens mostram que sobre alguns conjuntos de experimentos a abordagem proposta se mostrou superior, enquanto em outros conjuntos não foi possível superar a técnica da literatura usada para comparação.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialDelgado, Myriam Regattieri De Biase da SilvaFreitas, Alex AlvesAlves, Roberto Teixeira2015-02-09T18:46:47Z2015-02-09T18:46:47Z2010-02-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfALVES, Roberto Teixeira. Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas. 2010. 219 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2010.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1057porreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-12-16T20:18:57Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1057Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2021-12-16T20:18:57Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas
title Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas
spellingShingle Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas
Alves, Roberto Teixeira
Bioinformática
Sistema imunológico - Simulação por computador
Mineração de dados (Computação)
Engenharia elétrica
Bioinformatics
Immune system - Computer simulation
Data mining
Electric engineering
title_short Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas
title_full Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas
title_fullStr Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas
title_full_unstemmed Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas
title_sort Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas
author Alves, Roberto Teixeira
author_facet Alves, Roberto Teixeira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Delgado, Myriam Regattieri De Biase da Silva
Freitas, Alex Alves
dc.contributor.author.fl_str_mv Alves, Roberto Teixeira
dc.subject.por.fl_str_mv Bioinformática
Sistema imunológico - Simulação por computador
Mineração de dados (Computação)
Engenharia elétrica
Bioinformatics
Immune system - Computer simulation
Data mining
Electric engineering
topic Bioinformática
Sistema imunológico - Simulação por computador
Mineração de dados (Computação)
Engenharia elétrica
Bioinformatics
Immune system - Computer simulation
Data mining
Electric engineering
description This thesis proposes a new approach based on Artificial Immune System (AIS) for hierarchical multi-label classification, where the classifiers produced by the system are represented in the form of IF-THEN classification rules. Hierarchical multi-label classification is a challenging problem, because an example is associated with one or more classes organized into a hierarchy and the class hierarchy must be considered in the construction of the classifiers. The proposed method addresses the construction of local hierarchical classifiers (where each classifier processes only examples of classes in a local region of the hierarchy) and global hierarchical classifiers (where a single classifier processes examples of all classes at the same time). The application domain used to validate the proposed methods was the prediction of the biological function of proteins, using terms of the Gene Ontology as classes to be predicted by the AIS. The performance of the algorithm was evaluated in computational experiments with 10 datasets of proteins. The evaluation criteria in these experiments were the predictive accuracy (accuracy rate and the area under the precision-recall curve) and the simplicity of the discovered knowledge (measured by the number of rules and total number of conditions in the discovered rules). The computational experiments allowed the identification of parameter settings and procedures that significantly influence the performance of the proposed method. The experiments comparing the proposed method with other methods have shown that in some datasets the proposed method outperformed other methods, whilst in other datasets it was not possible to outperform other methods proposed in the literature.
publishDate 2010
dc.date.none.fl_str_mv 2010-02-26
2015-02-09T18:46:47Z
2015-02-09T18:46:47Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv ALVES, Roberto Teixeira. Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas. 2010. 219 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2010.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1057
identifier_str_mv ALVES, Roberto Teixeira. Um sistema imunológico artificial para classificação hierárquica e multi-label de funções de proteínas. 2010. 219 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2010.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1057
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498331026915328