Elastografia em imagens de ultrassom utilizando elementos de contorno.

Este trabalho apresenta uma nova metodologia para elastografia virtual em imagens simuladas de ultrassom utilizando métodos numéricos e métodos de visão computacional. O objetivo é estimar o módulo de elasticidade de diferentes tecidos tendo como entrada duas imagens da mesma seção transversal obtidas em instantes de tempo e pressões aplicadas diferentes. Esta metodologia consiste em calcular um campo de deslocamento das imagens com um método de fluxo óptico e aplicar um método iterativo para estimar os módulos de elasticidade (análise inversa) utilizando métodos numéricos. Para o cálculo dos deslocamentos, duas formulações são utilizadas para fluxo óptico: Lucas-Kanade e Brox. A análise inversa é realizada utilizando duas técnicas numéricas distintas: o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método dos Elementos de Contorno (MEC), sendo ambos implementados em Unidades de Processamento Gráfico de uso geral, GpGPUs ( \"General Purpose Graphics Units\" ). Considerando uma quantidade qualquer de materiais a serem determinados, para a implementação do Método dos Elementos de Contorno é empregada a técnica de sub-regiões para acoplar as matrizes de diferentes estruturas identificadas na imagem. O processo de otimização utilizado para determinar as constantes elásticas é realizado de forma semi-analítica utilizando cálculo por variáveis complexas. A metodologia é testada em três etapas distintas, com simulações sem ruído, simulações com adição de ruído branco gaussiano e phantoms matemáticos utilizando rastreamento de ruído speckle. Os resultados das simulações apontam o uso do MEF como mais preciso, porém computacionalmente mais caro, enquanto o MEC apresenta erros toleráveis e maior velocidade no tempo de processamento.

Mathematical modeling of drying process of unripe banana slices

Unripe banana flour (UBF) production employs bananas not submitted to maturation process, is an interesting alternative to minimize the fruit loss reduction related to inappropriate handling or fast ripening. The UBF is considered as a functional ingredient improving glycemic and plasma insulin levels in blood, have also shown efficacy on the control of satiety, insulin resistance. The aim of this work was to study the drying process of unripe banana slabs (Musa cavendishii, Nanicão) developing a transient drying model through mathematical modeling with simultaneous moisture and heat transfer. The raw material characterization was performed and afterwards the drying process was conducted at 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, the product temperature was recorded using thermocouples, the air velocity inside the chamber was 4 m·s-1. With the experimental data was possible to validate the diffusion model based on the Fick\'s second law and Fourier. For this purpose, the sorption isotherms were measured and fitted to the GAB model estimating the equilibrium moisture content (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] at 60 ºC and 10 % of relative humidity (RH), the thermophysical properties (k, Cp, ?) were also measured to be used in the model. Five cases were contemplated: i) Constant thermophysical properties; ii) Variable properties; iii) Mass (hm), heat transfer (h) coefficient and effective diffusivity (De) estimation 134 W·m-2·K-1, 4.91x10-5 m-2·s-1 and 3.278?10-10 m·s-2 at 60 ºC, respectively; iv) Variable De, it presented a third order polynomial behavior as function of moisture content; v) The shrinkage had an effect on the mathematical model, especially in the 3 first hours of process, the thickness experienced a contraction of about (30.34 ± 1.29) % out of the initial thickness, finding two decreasing drying rate periods (DDR I and DDR II), 3.28x10-10 m·s-2 and 1.77x10-10 m·s-2, respectively. COMSOL Multiphysics simulations were possible to perform through the heat and mass transfer coefficient estimated by the mathematical modeling.

Metodologia para reconhecimento de perfil cognitivo: uma abordagem computacional pautada pela teoria das inteligências múltiplas.

A área da Tecnologia da Informação no Brasil sofre um problema latente com a falta de planejamento e atrasos constantes em projetos, determinando para os profissionais vinculados a ela um ambiente altamente desmotivador para a condução de seus trabalhos. Supõe-se que o que possa corroborar para tal problema seja a formação educacional deficitária dos indivíduos que atuam neste segmento, principalmente aqueles relacionados a cargos executivos e que estejam exercendo atividades de gestão. De acordo com teóricos como Edgard Morin (2004), em se tratando de educação fundamental, média ou superior os aspectos educacionais podem ser considerados deficitários justamente porque, ao segmentar o conhecimento, eles promovem uma alienação do indivíduo, eliminando sua capacidade criativa e reflexiva. Seria interessante, portanto, que ao avaliar a capacidade cognitiva de uma pessoa, a inteligência a ser mensurada não seja abordada através de um único espectro de conhecimento, mas através de muitos deles. A teoria das Inteligências Múltiplas, desenvolvida por Howard Gardner vem de encontro a essa necessidade, pois de acordo com o autor, a inteligência de um indivíduo deve ser mensurada através de uma gama de nove espectros: Linguística, Musical, Lógico-Matemática, Espacial, Corporal Cinestésica, Interpessoal, Intrapessoal, Naturalista e Existencial. Isto posto, este trabalho aborda uma metodologia computacional para classificação e descoberta de padrões em indivíduos, sejam esses alunos ou profissionais graduados, de uma determinada área. Além da metodologia, foi proposto um estudo de caso, considerando cursos superiores relacionados à área de Computação no Brasil.

Processos e significados da experiência de pais, mães ou cuidador primário de crianças abusadas sexualmente

Introdução - O abuso sexual de crianças constitui um problema de saúde pública, com aproximadamente 73 milhões de casos de meninos e 150 milhões de meninas registrados anualmente no mundo. O abuso sexual gera consequências negativas e condutas de risco que contribuem com algumas das principais causas de morte, doença e deficiência nas vítimas do abuso. Pais ou cuidadores primários são fundamentais no processo de orientação e de cuidado das crianças abusadas, no sentido de prevenir as consequências cognitivas, comportamentais e emocionais evidenciadas no futuro dessas crianças. Entretanto, as habilidades das famílias de cuidadores para lidar com a problemática ainda são insuficientes. Objetivo - Descrever os processos e significados da experiência vivida pelos pais ou cuidadores primários de crianças abusadas sexualmente. Método - Os dados empíricos foram tratados utilizando-se o Discurso do Sujeito Coletivo (DSC), fundamentado na Teoria das Representações Sociais, que viabiliza a emergência das representações sociais por meio da construção dos discursos coletivos obtidos de depoimentos de um grupo específico. Foram avaliados 60 pais ou cuidadores primários não estupradores, que responderam à cinco situações-problema, cada uma com questões correspondentes, residentes nos municípios de Cajicá e Tabio de Bogotá, Colômbia. O processamento e a análise dos dados foram realizados no sofware Qualiquantisoft, associado à metodologia do DSC. Resultados - Na primeira situação-problema, que aborda o porquê do silêncio do filho sobre o abuso, os entrevistados enfatizaram que é fundamental o relacionamento pais e filhos (45,7 por cento , n = 43), bem como melhorar o papel de pais por meio da escuta, do diálogo e do confiar, dedicando mais tempo às crianças; também acham que o silêncio se deve ao medo por parte das crianças e a ameaças e intimidação por parte do abusador, Na situação-problema 2, relativa à identificação do abuso sexual como problema real, o significado atribuído configura cadeias que se repetem por transmissão intergeracional (26,9 por cento , n = 21). Na situação-problema 3, o que fazer no futuro, 53,3 por cento dos entrevistados (n = 32) acham que a criança está comprometida comportamentalmente e enfatizam a homossexualidade com perda da identidade como consequência da violência sexual. Na situação-problema 4, que enfatiza o papel da rede social quanto ao cuidado da criança, os entrevistados acreditam que a solução é dar proteção (29,1 por cento ; n = 32), com ações que visem a afastar a criança do ambiente agressor, dar orientação, apoio e segurança à criança e à família. A quinta situação-problema que diz respeito ao cuidado das crianças abusadas; 34,26 por cento dos entrevistados (n = 37) enfatizam o apoio e a ajuda com a interveniência da rede de apoio social e afetivo. Conclusão - Para os pais ou cuidadores primários de crianças abusadas sexualmente, os significados se expressam como afetivo, coragem, superação, não ter medo e saber reconhecer as falhas dos pais. Em função dos resultados, que identificam posturas tradicionais dos respondentes, recomenda-se programas inovadores com um alto componente educativo, onde se contextualize o abuso sexual por meio de situações reais em escolas, delegacias, nas famílias e na comunidade, com interveniência das redes de apoio social; enfatiza-se igualmente a necessidade de formação mais humanizada dos profissionais de apoio social.

Desenvolvimento de estratégias de otimização contínua e discreta para problemas de fluxo de potência ótimo

O objetivo do presente trabalho é a investigação e o desenvolvimento de estratégias de otimização contínua e discreta para problemas de Fluxo de Potência Ótimo (FPO), onde existe a necessidade de se considerar as variáveis de controle associadas aos taps de transformadores em-fase e chaveamentos de bancos de capacitores e reatores shunt como variáveis discretas e existe a necessidade da limitação, e/ou até mesmo a minimização do número de ações de controle. Neste trabalho, o problema de FPO será abordado por meio de três estratégias. Na primeira proposta, o problema de FPO é modelado como um problema de Programação Não Linear com Variáveis Contínuas e Discretas (PNLCD) para a minimização de perdas ativas na transmissão; são propostas três abordagens utilizando funções de discretização para o tratamento das variáveis discretas. Na segunda proposta, considera-se que o problema de FPO, com os taps de transformadores discretos e bancos de capacitores e reatores shunts fixos, possui uma limitação no número de ações de controles; variáveis binárias associadas ao número de ações de controles são tratadas por uma função quadrática. Na terceira proposta, o problema de FPO é modelado como um problema de Otimização Multiobjetivo. O método da soma ponderada e o método ε-restrito são utilizados para modificar os problemas multiobjetivos propostos em problemas mono-objetivos. As variáveis binárias associadas às ações de controles são tratadas por duas funções, uma sigmoidal e uma polinomial. Para verificar a eficácia e a robustez dos modelos e algoritmos desenvolvidos serão realizados testes com os sistemas elétricos IEEE de 14, 30, 57, 118 e 300 barras. Todos os algoritmos e modelos foram implementados em General Algebraic Modeling System (GAMS) e os solvers CONOPT, IPOPT, KNITRO e DICOPT foram utilizados na resolução dos problemas. Os resultados obtidos confirmam que as estratégias de discretização são eficientes e as propostas de modelagem para variáveis binárias permitem encontrar soluções factíveis para os problemas envolvendo as ações de controles enquanto os solvers DICOPT e KNITRO utilizados para modelar variáveis binárias não encontram soluções.

Segmentação de imagens pela transformada imagem-floresta com faixa de restrição geodésica

Vários métodos tradicionais de segmentação de imagens, como a transformada de watershed de marcado- res e métodos de conexidade fuzzy (Relative Fuzzy Connectedness- RFC, Iterative Relative Fuzzy Connected- ness - IRFC), podem ser implementados de modo eficiente utilizando o método em grafos da Transformada Imagem-Floresta (Image Foresting Transform - IFT). No entanto, a carência de termos de regularização de fronteira em sua formulação fazem com que a borda do objeto segmentado possa ser altamente irregular. Um modo de contornar isto é por meio do uso de restrições de forma do objeto, que favoreçam formas mais regulares, como na recente restrição de convexidade geodésica em estrela (Geodesic Star Convexity - GSC). Neste trabalho, apresentamos uma nova restrição de forma, chamada de Faixa de Restrição Geodésica (Geodesic Band Constraint - GBC), que pode ser incorporada eficientemente em uma sub-classe do fra- mework de corte em grafos generalizado (Generalized Graph Cut - GGC), que inclui métodos pela IFT. É apresentada uma prova da otimalidade do novo algoritmo em termos de um mínimo global de uma função de energia sujeita às novas restrições de borda. A faixa de restrição geodésica nos ajuda a regularizar a borda dos objetos, consequentemente melhorando a segmentação de objetos com formas mais regulares, mantendo o baixo custo computacional da IFT. A GBC pode também ser usada conjuntamente com um mapa de custos pré estabelecido, baseado em um modelo de forma, de modo a direcionar a segmentação a seguir uma dada forma desejada, com grau de liberdade de escala e demais deformações controladas por um parâmetro único. Essa nova restrição também pode ser combinada com a GSC e com as restrições de polaridade de borda sem custo adicional. O método é demonstrado em imagens naturais, sintéticas e médicas, sendo estas provenientes de tomografias computadorizadas e de ressonância magnética.

Gráfico de controle para monitoramento da razão da demanda e mão de obra em retaguarda de serviços no setor bancário.

O monitoramento da razão Z de duas variáveis através de gráfico de controle tem sido um tema recentemente explorado na literatura. Para analisar mais o assunto, o estudo avalia a eficiência e viabilidade de aplicação dessa ferramenta como suporte na tomada de decisão para gerenciamento de capacidade de mão de obra de retaguarda (doravante mencionado como Backoffice) de serviço de empresa do setor bancário. Tradicionalmente, gráficos de controle tem sido utilizados para monitorar o processo produtivo de manufaturas, mas recentemente tem sido adotado para monitoramento de alguns serviços. Apesar de ainda seguir muitos conceitos pioneiros na manufatura, a atividade do setor de serviços apresenta suas particularidades como, por exemplo, a impossibilidade de gerar estoque. Assim, a necessidade de adequar seus recursos à demanda torna-se essencial, sendo fundamental a gestão de controles e sua urgência para que possa reagir rapidamente em caso de variação de demanda e adequar sua capacidade. Em um cenário de restrição de recursos, planejar é crucial para evitar desperdícios e garantir eficiência. O objetivo deste estudo é apresentar o gráfico de controle como ferramenta para monitorar a razão de duas variáveis aleatórias: a demanda e a mão de obra em Backoffice de serviço em um banco. Nesse trabalho, gráfico de controle de Shewhart tradicional e gráfico de controle de Shewhart com regras suplementares são analisados e os resultados obtidos confirmam a possibilidade de utilização da ferramenta de gráficos de controle para o gerenciamento e adequação de mão de obra para atender a demanda. O monitoramento da razão (demanda/ mão de obra) ajudará o gestor a alocar adequadamente o time (mão de obra) de acordo com a demanda e a capacidade produtiva. Como contribuição, o estudo avalia o comportamento da razão Z = X/Y em situação de alta variabilidade da variável X e baixa variabilidade da variável Y .

Aplicação de métodos computacionais multidisciplinares de engenharia para otimização de carteiras de investimentos.

Este trabalho apresenta uma nova metodologia para otimizar carteiras de ativos financeiros. A metodologia proposta, baseada em interpoladores universais tais quais as Redes Neurais Artificiais e a Krigagem, permite aproximar a superfície de risco e consequentemente a solução do problema de otimização associado a ela de forma generalizada e aplicável a qualquer medida de risco disponível na literatura. Além disto, a metodologia sugerida permite que sejam relaxadas hipóteses restritivas inerentes às metodologias existentes, simplificando o problema de otimização e permitindo que sejam estimados os erros na aproximação da superfície de risco. Ilustrativamente, aplica-se a metodologia proposta ao problema de composição de carteiras com a Variância (controle), o Valor-em-Risco (VaR) e o Valor-em-Risco Condicional (CVaR) como funções objetivo. Os resultados são comparados àqueles obtidos pelos modelos de Markowitz e Rockafellar, respectivamente.