Síntese evolucionária de circuitos sequenciais inspirada nos princípios da computação quântica.

Esta dissertação investiga a aplicação dos algoritmos evolucionários inspirados na computação quântica na síntese de circuitos sequenciais. Os sistemas digitais sequenciais representam uma classe de circuitos que é capaz de executar operações em uma determinada sequência. Nos circuitos sequenciais, os valores dos sinais de saída dependem não só dos valores dos sinais de entrada como também do estado atual do sistema. Os requisitos cada vez mais exigentes quanto à funcionalidade e ao desempenho dos sistemas digitais exigem projetos cada vez mais eficientes. O projeto destes circuitos, quando executado de forma manual, se tornou demorado e, com isso, a importância das ferramentas para a síntese automática de circuitos cresceu rapidamente. Estas ferramentas conhecidas como ECAD (Electronic Computer-Aided Design) são programas de computador normalmente baseados em heurísticas. Recentemente, os algoritmos evolucionários também começaram a ser utilizados como base para as ferramentas ECAD. Estas aplicações são referenciadas na literatura como eletrônica evolucionária. Os algoritmos mais comumente utilizados na eletrônica evolucionária são os algoritmos genéticos e a programação genética. Este trabalho apresenta um estudo da aplicação dos algoritmos evolucionários inspirados na computação quântica como uma ferramenta para a síntese automática de circuitos sequenciais. Esta classe de algoritmos utiliza os princípios da computação quântica para melhorar o desempenho dos algoritmos evolucionários. Tradicionalmente, o projeto dos circuitos sequenciais é dividido em cinco etapas principais: (i) Especificação da máquina de estados; (ii) Redução de estados; (iii) Atribuição de estados; (iv) Síntese da lógica de controle e (v) Implementação da máquina de estados. O Algoritmo Evolucionário Inspirado na Computação Quântica (AEICQ) proposto neste trabalho é utilizado na etapa de atribuição de estados. A escolha de uma atribuição de estados ótima é tratada na literatura como um problema ainda sem solução. A atribuição de estados escolhida para uma determinada máquina de estados tem um impacto direto na complexidade da sua lógica de controle. Os resultados mostram que as atribuições de estados obtidas pelo AEICQ de fato conduzem à implementação de circuitos de menor complexidade quando comparados com os circuitos gerados a partir de atribuições obtidas por outros métodos. O AEICQ e utilizado também na etapa de síntese da lógica de controle das máquinas de estados. Os circuitos evoluídos pelo AEICQ são otimizados segundo a área ocupada e o atraso de propagação. Estes circuitos são compatíveis com os circuitos obtidos por outros métodos e em alguns casos até mesmo superior em termos de área e de desempenho, sugerindo que existe um potencial de aplicação desta classe de algoritmos no projeto de circuitos eletrônicos.

Controle a estrutura variável para atenuar modos ressonantes em servomecanismos.

Nesta dissertação é mostrada experimentalmente a existência de modos ressonantes em servomotores de corrente contínua sem núcleo de ferro. Até onde se sabe, não já publicações ou documentos técnicos de fabricantes que relatam esse efeito neste tipo de motor. Foi observado também que a frequência da ressonância é variável e que possivelmente depende da temperatura interna do motor. Conforme e mostrado em simulações técnicas tradicionais para o controle de motores podem não ser eficazes para lidar com esses modos ressonantes. Com o objetivo de amortecer a ressonância e obter o controle de velocidade e posição desses motores, são desenvolvidos controladores por modo deslizante baseados em funções de chaveamento obtidas por observadores de alto ganho. Esse controle e robusto a incertezas paramétricas e perturbações. Com o auxílio de simulações são mostrados os pontos fortes e limitações de cada um dos controladores.

Métodos e técnicas de Design Centrado no Usuário: um levantamento a partir da usabilidade de produtos do CTIC/Fiocruz

A relação causal entre métodos de projeto e a usabilidade de produtos de comunicação e informação foi o tema desse estudo que buscou identificar o estado da arte sobre um processo de projeto que resulte em mais usabilidade na web. A partir dessa identificação, avaliou-se as melhorias que poderiam ser adotadas nos processos de desenvolvimento de interfaces utilizados por uma equipe específica da Fundação Oswaldo Cruz (CTIC - Fiocruz). Entendeu-se que um método de projeto deve estar atualizado em relação aos conhecimentos de áreas como a Ergonomia, a Interação Humano-computador e o Design de Interação. Para isso, adotou-se a hipótese de que o processo de projeto deve combinar três aspectos: a) um significativo envolvimento do usuário ao longo do processo; b) o uso de sucessivas iterações para configurar o produto e c) uma combinação mínima de técnicas relacionadas a objetivos específicos de cada fase de uma abordagem de Design Centrado no Usuário. Para contribuir com o desenvolvimento de métodos e técnicas que melhorem a usabilidade, descreveu-se as características dos métodos registrados na literatura e praticados por profissionais externos à Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz). A partir dessas informações, o estudo direcionou-se para o segundo objetivo específico: identificar melhorias nos métodos e técnicas aplicáveis no caso do CTIC Fiocruz. Através da combinação da revisão de literatura e da pesquisa de campo foram produzidas informações sobre tipos de fluxo dos métodos, tipos de envolvimento dos usuários, quantidade e gravidade de problemas de usabilidade observadas pelos profissionais e a validade de base geral de método para diferentes produtos. A primeira rodada de entrevista foi realizada para melhor entender o contexto da hipótese e a relação entre suas variáveis. A segunda rodada identificou as características do processo de projeto utilizado no CTIC. A partir dessas informações, aplicou-se duas técnicas com profissionais externos. Um questionário on-line foi utilizado para levantar informações bem específicas, em sua maioria de características quantitativas. A última técnica aplicada foi um card sorting on-line que apresentou um caso de projeto em que os profissionais indicaram quais técnicas seriam utilizadas diante de dois cenários diferentes: um mais favorável e outro restritivo. A análise demonstrou que a maioria dos profissionais acredita que os problemas de usabilidade são consequência da falta de determinadas abordagens e técnicas. Por isso, esses profissionais combinam fluxos iterativos com um significativo envolvimento do usuário no processo. Foram sugeridas melhorias para o método utilizado no CTIC sintetizadas através de um processo de Design Centrado no Usuário como ponto de partida que aplica o conceito tradicional de usabilidade (performance). Assim que possível, esse processo deve ser aperfeiçoado ao incluir o conceito de experiência do usuário que considera também os aspectos emocionais e hedonômicos na interação.