Noções de Informática — Inteligência Artificial e Automação: Algoritmos de Clustering
Gabarito: letra C. A alternativa C descreve corretamente o DBSCAN como um algoritmo baseado em densidade, que identifica clusters de formas arbitrárias, detecta ruídos e não exige o número de clusters pré-definido. As demais alternativas contêm incorreções: A confunde funções de custo; B ignora a sensibilidade do k-means a outliers; D erra ao dizer que o SOM não precisa de vizinhança; E inverte a capacidade de cada algoritmo.
A questão testa o conhecimento das propriedades operacionais dos principais algoritmos de agrupamento não supervisionado: k-means (particionamento), DBSCAN (densidade) e SOM (redes neurais competitivas).
Alternativa A — ❌ Incorreta
Afirma que DBSCAN e SOM operam sob a mesma função de custo baseada na minimização da soma dos erros quadráticos (SSE). O DBSCAN não utiliza SSE; ele agrupa pontos com base na densidade local (parâmetros eps e minPts). O SOM, embora minimize uma função de erro (distorção), não é baseado em SSE puro, e sim em um processo de atualização de pesos com preservação topológica. Portanto, a afirmação é falsa.
Alternativa B — ❌ Incorreta
Afirma que o k-means minimiza a variância intracluster e é inerentemente robusto a outliers devido ao uso da média aritmética. De fato, o k-means minimiza a soma dos quadrados intracluster (SSE), que corresponde à variância. Porém, o uso da média aritmética torna o algoritmo sensível a outliers, pois a média é influenciada por valores extremos. Algoritmos como k-medoids (PAM) são mais robustos. Logo, a afirmação é incorreta.
Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO
A alternativa descreve corretamente o DBSCAN: fundamenta-se na densidade local de pontos (conceito de core points, border points e noise); permite identificar agrupamentos de formas arbitrárias (não apenas convexas); segrega ruído (pontos que não pertencem a nenhum cluster); e prescinde da especificação prévia do número de clusters, ao contrário do k-means. Essas características são consistentes com a literatura e com o material de apoio. Portanto, item correto.
Alternativa D — ❌ Incorreta
Afirma que o SOM garante a preservação da topologia global sem necessidade de definir uma vizinhança entre os neurônios. O SOM utiliza uma vizinhança (geralmente gaussiana ou retangular) para atualizar os neurônios adjacentes ao vencedor. A preservação topológica depende justamente da definição da vizinhança. Além disso, o SOM reduz dimensionalidade (mapeia dados para uma grade 2D), mas não "garante" a preservação global da topologia de forma absoluta. A afirmativa é falsa.
Alternativa E — ❌ Incorreta
Afirma que o k-means apresenta desempenho superior ao DBSCAN na detecção de agrupamentos não convexos ou com densidades distintas. Na verdade, o k-means é limitado a clusters convexos (esféricos) e de tamanhos/densidades similares, pois usa a distância Euclidiana e a média. O DBSCAN é superior para clusters de formas arbitrárias e densidades variadas. A afirmação inverte o quadro. Incorreta.
Gabarito: letra C.