An optical flow-based sensing system for reactive mobile robot navigation

This work discusses the use of optical flow to generate the sensorial information a mobile robot needs to react to the presence of obstacles when navigating in a non-structured environment. A sensing system based on optical flow and time-to-collision calculation is here proposed and experimented, which accomplishes two important paradigms. The first one is that all computations are performed onboard the robot, in spite of the limited computational capability available. The second one is that the algorithms for optical flow and time-to-collision calculations are fast enough to give the mobile robot the capability of reacting to any environmental change in real-time. Results of real experiments in which the sensing system here proposed is used as the only source of sensorial data to guide a mobile robot to avoid obstacles while wandering around are presented, and the analysis of such results allows validating the proposed sensing system.

Meninos não choram? um estudo sobre fracasso escolar e jovens masculinidades no ensino médio

A temática do fracasso escolar tem sido muito discutida atualmente. As taxas de evasão e de reprovação escolar são significativas, em especial quando é considerado o sexo masculino. Investigar informações sobre o fracasso escolar, seja enquanto repetência ou enquanto abandono, possibilitou um olhar mais sensível a esse problema em nossa sociedade e possibilitou a reflexão sobre o quanto há para ser feito em relação ao ensino médio, pois, na medida em que se propõe a universalização do ensino fundamental, pouco tem se feito para garantir a continuação dos estudos a fim de que os alunos concluam a educação básica. Assim, partindo de estudos e dados estatísticos que indicavam que os meninos tendem a fracassarem na escola, consideramos que seria possível supor que os significados atribuídos por esses jovens a evasão possam estar relacionados ao seu tornar-se homem. Desta forma a questão central de nossa investigação foi: Em que medida o processo de constituição da masculinidade de jovens homens influenciam ou interferem no fracasso escolar? Questionávamos como jovens do sexo masculino, que já abandonaram a escola durante a etapa do Ensino Médio, significam a sua ou suas história (s) de abandono escolar e em que medida os significados atribuídos por esses jovens à evasão escolar são relacionados ao processo de constituição de suas masculinidades. Adotamos as categorias Gênero e Juventude para compor a investigação sobre o fracasso de jovens do sexo masculino que evadiram e regressaram a escola. O objetivo de nosso estudo foi analisar a relação que jovens homens traçam entre a constituição de suas masculinidades e o fracasso escolar. Utilizamos entrevistas com 12 jovens do sexo masculino, 7 que haviam evadido e retornaram a escola e 5 que estão evadidos. E realizamos um grupo focal com o grupo que regressou. A partir das informações obtidas nas entrevistas e no grupo focal, podemos inferir que a questão da masculinidade influencia a evasão escolar destes meninos, uma vez que se relaciona, dentre outros com o aspecto da independência, da responsabilidade e da resistência ao modelo adotado pela escola atual, na qual se espera que os sujeitos sejam vistos apenas como aluno, sendo esquecido o fato de serem jovens.

Modelagem da dispersão de odores em ambientes urbanos

O presente trabalho investigou o problema da modelagem da dispersão de compostos odorantes em presença de obstáculos (cúbicos e com forma complexa) sob condição de estabilidade atmosférica neutra. Foi empregada modelagem numérica baseada nas equações de transporte (CFD1) bem como em modelos algébricos baseados na pluma Gausseana (AERMOD2, CALPUFF3 e FPM4). Para a validação dos resultados dos modelos e a avaliação do seu desempenho foram empregados dados de experimentos em túnel de vento e em campo. A fim de incluir os efeitos da turbulência atmosférica na dispersão, dois diferentes modelos de sub-malha associados à Simulação das Grandes Escalas (LES5) foram investigados (Smagorinsky dinâmico e WALE6) e, para a inclusão dos efeitos de obstáculos na dispersão nos modelos Gausseanos, foi empregado o modelo PRIME7. O uso do PRIME também foi proposto para o FPM como uma inovação. De forma geral, os resultados indicam que o uso de CFD/LES é uma ferramenta útil para a investigação da dispersão e o impacto de compostos odorantes em presença de obstáculos e também para desenvolvimento dos modelos Gausseanos. Os resultados também indicam que o modelo FPM proposto, com a inclusão dos efeitos do obstáculo baseado no PRIME também é uma ferramenta muito útil em modelagem da dispersão de odores devido à sua simplicidade e fácil configuração quando comparado a modelos mais complexos como CFD e mesmo os modelos regulatórios AERMOD e CALPUFF. A grande vantagem do FPM é a possibilidade de estimar-se o fator de intermitência e a relação pico-média (P/M), parâmetros úteis para a avaliação do impacto de odores. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que a determinação dos parâmetros de dispersão para os segmentos de pluma, bem como os parâmetros de tempo longo nas proximidades da fonte e do obstáculo no modelo FPM pode ser melhorada e simulações CFD podem ser usadas como uma ferramenta de desenvolvimento para este propósito. Palavras chave: controle de odor, dispersão, fluidodinâmica computacional, modelagem matemática, modelagem gaussiana de pluma flutuante, simulação de grandes vórtices (LES).

Modelo de escoamento multifásico para estudo da interação onda/sedimento

Modelos de escoamento multifásico são amplamente usados em diversas áreas de pesquisa ambiental, como leitos fluidizados, dispersão de gás em líquidos e vários outros processos que englobam mais de uma propriedade físico-química do meio. Dessa forma, um modelo multifásico foi desenvolvido e adaptado para o estudo do transporte de sedimentos de fundo devido à ação de ondas de gravidade. Neste trabalho, foi elaborado o acoplamento multifásico de um modelo euleriano não-linear de ondas do tipo Boussinesq, baseado na formulação numérica encontrada em Wei et al. (1995), com um modelo lagrangiano de partículas, fundamentado pelo princípio Newtoniano do movimento com o esquema de colisões do tipo esferas rígidas. O modelo de ondas foi testado quanto à sua fonte geradora, representada por uma função gaussiana, pá-pistão e pá-batedor, e quanto à sua interação com a profundidade, através da não-linearidade e de propriedades dispersivas. Nos testes realizados da fonte geradora, foi observado que a fonte gaussiana, conforme Wei et al. (1999), apresentou melhor consistência e estabilidade na geração das ondas, quando comparada à teoria linear para um kh   . A não-linearidade do modelo de ondas de 2ª ordem para a dispersão apresentou resultados satisfatórios quando confrontados com o experimento de ondas sobre um obstáculo trapezoidal, onde a deformação da onda sobre a estrutura submersa está em concordância com os dados experimentais encontrados na literatura. A partir daí, o modelo granular também foi testado em dois experimentos. O primeiro simula uma quebra de barragem em um tanque contendo água e o segundo, a quebra de barragem é simulada com um obstáculo rígido adicionado ao centro do tanque. Nesses experimentos, o algoritmo de colisão foi eficaz no tratamento da interação entre partícula-partícula e partícula-parede, permitindo a evidência de processos físicos que são complicados de serem simulados por modelos de malhas regulares. Para o acoplamento do modelo de ondas e de sedimentos, o algoritmo foi testado com base de dados da literatura quanto à morfologia do leito. Os resultados foram confrontados com dados analíticos e de modelos numéricos, e se mostraram satisfatórios com relação aos pontos de erosão, de sedimentação e na alteração da forma da barra arenosa