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.

Ensino primário e matemática dos imigrantes e descendentes germânicos em Santa Leopoldina (1857-1907)

O objetivo da pesquisa é descrever o cenário da imigração germânica no século XIX, tratando também, de trilhar o caminho da educação por meio de educadores e das comunidades na Colônia de Santa Leopoldina, criada em 1857, na Província do Espírito Santo, considerando 50 anos a partir do início da imigração (1857-1907). A pesquisa histórica ancorou-se em consultas a documentos oficiais do Império, documentos e relatórios oficiais dos Presidentes da Província do Espírito Santo, jornais de circulação da época, fotografias, mapas geográficos, mapas estatísticos, livros didáticos antigos e livros de autores que abordaram o processo imigratório do Espírito Santo. O diálogo com Marc Bloch ajudou a entender essa multiplicidade de documentos, na complexa relação entre o passado e o presente da educação do Espírito Santo. O trabalho apresenta uma trajetória do imigrante germânico vindo da Europa até a ex-colônia e como a administração da província tratou a imigração e a educação. O ensino primário iniciou-se a partir de iniciativas públicas e particulares. Foram identificados as primeiras escolas e os nomes de muitos professores que atuaram no período estudado. Os livros utilizados nas escolas das comunidades teuto-brasileiras eram oriundos da Alemanha e posteriormente foram produzidos no sul do Brasil. Entre os livros escritos em alemão encontrados destacam-se o livro texto de alfabetização „Lese – Schule I für Deutsche Kinder in Brasilien‟, editado na Alemanha no final do século XIX, de autoria do diretor de uma escola particular em Santa Leopoldina, Albert Richard Dietze, e o primeiro volume do livro de matemática „Rechenbuch für Deutsch-Brasilianische Volksschulen‟, de Ferdinand Hackbart, Konrad Glaus e Hermann Lange. Foi feita uma análise sob os aspectos físicos e formais, o processo de ensino e os conteúdos do livro de matemática. A análise evidenciou que a proposta de ensino apoia-se no “cálculo mental” e o escrito, com a repetição dos conteúdos, envolvendo o treino intensivo. Os conceitos de matemática são apresentados partindo de problemas com situações concretas do aluno para a aquisição de competências necessárias para inserir o aluno em sua comunidade. Levando-se em conta que o livro foi editado em 1906, conclui-se que se trata de uma obra relevante com uma proposta de ensino que se manteve presente nos livros didáticos de matemática até os dias atuais.

Estratégias de cálculo mental de alunos da 5ª série/6º ano do ensino fundamental

Esta pesquisa de mestrado teve como principal objetivo investigar estratégias de cálculo mental, utilizadas por alunos de uma 5ª série/6º ano do ensino fundamental ao resolver cálculos de adição e subtração. Para atingir este objetivo procuramos responder aos questionamentos: Quais estratégias de cálculo mental, alunos da 5ª série/6º ano empregam na resolução de cálculos de adição e subtração? Que relações existem entre o tipo de cálculo envolvido e a estratégia adotada para resolvê-lo? Para respondermos a essas questões, seguimos uma metodologia de natureza qualitativa, configurada como estudo de caso do tipo etnográfico. O trabalho de campo foi desenvolvido em uma turma de 5ª série/6º ano do ensino fundamental de uma escola pública da rede estadual de ensino do município de Serra. A pesquisa aconteceu de maio a dezembro de 2013. Oito alunos resolveram uma atividade diagnóstica composta de quatro sequências de cálculos mentais, a saber, fatos fundamentais do número 5, do número 10, do número 20 e do número 100, dentre adições e subtrações próximas a esses resultados. Todos alunos participaram da etapa de entrevistas. Dos oito alunos, foram escolhidos dados de três que participaram de outras etapas da pesquisa. Os registros realizados pelos alunos na etapa de observação da turma, na etapa diagnóstica e na etapa de intervenção didática, as anotações no caderno de campo e algumas gravações em áudio serviram como fontes de coleta de dados. Utilizamos as estratégias identificadas por Beishuizen (1997), Klein e Beishuizen (1998), Thompson (1999, 2000) e Lucangeli et al. (2003), como categorias de análise. Através da análise de dados, constatamos que as escolhas das estratégias de cálculo mental pelos alunos variaram de acordo com o tipo de sequência de cálculos, a operação aritmética (adição ou subtração) e o estado emocional deles durante a atividade. Foi possível identificar o uso de duas estratégias combinadas, o algoritmo mental e estratégias de contagens nos dedos para grande parte dos cálculos. O uso do algoritmo mental mostrou-se um procedimento de grande sobrecarga mental e, em alguns cálculos de adição sem reserva, serviu apenas como apoio à visualização numérica, sendo executado pelo aluno da esquerda para a direita, semelhantemente à estratégia de decomposição numérica. Os dados deste estudo apontam para: (i) a necessidade de se trabalhar fatos numéricos fundamentais de adição e subtração via cálculo mental de maneira sistemática em sala de aula; (ii) a necessidade de se ensinar estratégias autênticas de cálculo mental para que os alunos não se tornem dependentes de estratégias como contagens e algoritmo mental, que são mais difíceis de serem executadas com êxito; (iii) a importância de entrevistar, individualmente, os alunos a fim de compreender e avaliar o desenvolvimento destes em tarefas de cálculo mental.

Avaliação assistida informatizada : indicadores do potencial cognitivo de crianças com deficiência

A identificação e a avaliação de crianças com desenvolvimento atípico configuram um processo muito importante para subsidiar as estratégias de ensino voltadas para a promoção do potencial de aprendizagem. O interesse em relação ao prognóstico de crianças com deficiência tem impulsionado o desenvolvimento de novas tecnologias e pesquisas relacionadas à avaliação, prevenção e intervenção. Nesse contexto, torna-se relevante verificar com instrumentos adequados indicadores linguísticos, cognitivos e comportamentais, para assim traçar metas a partir daquilo que as crianças podem aprender. Dessa forma, esta pesquisa teve por objetivo verificar se a avaliação assistida informatizada se apresenta como uma modalidade de diagnóstico mais prescritivo do desenvolvimento cognitivo, quando comparada à avaliação psicométrica, na aplicação em crianças com deficiência. Na modalidade assistida há ajuda do examinador para conduzir a criança a um melhor nível de desempenho cognitivo. Participaram 11 crianças que frequentam uma instituição de atendimento clínico, em saúde, para crianças com deficiência, na Grande Vitória. Na avaliação psicométrica foram utilizados a Escala de Maturidade Mental Colúmbia computadorizada – Colúmbiacomp e o Teste de Vocabulário por Imagens Peabody - TVIPcomp. Na avaliação assistida informatizada foram aplicadas três provas voltadas para as habilidades de classificação e raciocínio analógico: Exclusão de Objetos, Exclusão de Figuras Geométricas e Jogo de Analogia de Figuras, no ambiente informatizado SINDAPSI. Protocolos de registro de fatores afetivo-motivacionais e de operações cognitivas foram utilizados durante as tarefas assistidas. Na avaliação do comportamento, o Child Behavior Checklist – CBCL foi respondido pelas mães. Dados documentais e dos instrumentos foram submetidos à análise estatística descritiva para verificar o desempenho das crianças nas duas formas de avaliação informatizada (psicométrica e assistida). Nos testes psicométricos, 64% das crianças alcançaram índice “abaixo da média” no TVIPcomp, e 55% “médio-inferior” no Colúmbiacomp. Em relação ao perfil de desempenho cognitivo, na Prova de Exclusão de Objetos computadorizada 55% das crianças foram avaliadas como “não-mantenedoras”. Na Prova de Exclusão de Figuras Geométricas computadorizada 55% da amostra foi classificada no perfil “alto-escore”, e no Jogo de Analogias de Figuras computadorizado 45% apresentou o perfil “ganhador”. A amostra demonstrou níveis de dificuldade na realização dos testes,tanto na modalidade psicométrica quanto assistida. Contudo, o desempenho nos testes assistidos foi relativamente melhor, evidenciando que o grupo se beneficiou da mediação,implementada na fase de assistência, para melhorar as habilidades cognitivas. Além disso, a apresentação informatizada dos testes apresentou-se como fator motivador para a realização e persistência nas tarefas.

Comparação de desempenho entre a formulação direta do Método dos Elementos de Contorno com Funções Radiais e o Método dos Elementos Finitos em problemas de Poisson e Helmholtz

O presente trabalho objetiva avaliar o desempenho do MECID (Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta) para resolver o termo integral referente à inércia na Equação de Helmholtz e, deste modo, permitir a modelagem do Problema de Autovalor assim como calcular as frequências naturais, comparando-o com os resultados obtidos pelo MEF (Método dos Elementos Finitos), gerado pela Formulação Clássica de Galerkin. Em primeira instância, serão abordados alguns problemas governados pela equação de Poisson, possibilitando iniciar a comparação de desempenho entre os métodos numéricos aqui abordados. Os problemas resolvidos se aplicam em diferentes e importantes áreas da engenharia, como na transmissão de calor, no eletromagnetismo e em problemas elásticos particulares. Em termos numéricos, sabe-se das dificuldades existentes na aproximação precisa de distribuições mais complexas de cargas, fontes ou sorvedouros no interior do domínio para qualquer técnica de contorno. No entanto, este trabalho mostra que, apesar de tais dificuldades, o desempenho do Método dos Elementos de Contorno é superior, tanto no cálculo da variável básica, quanto na sua derivada. Para tanto, são resolvidos problemas bidimensionais referentes a membranas elásticas, esforços em barras devido ao peso próprio e problemas de determinação de frequências naturais em problemas acústicos em domínios fechados, dentre outros apresentados, utilizando malhas com diferentes graus de refinamento, além de elementos lineares com funções de bases radiais para o MECID e funções base de interpolação polinomial de grau (um) para o MEF. São geradas curvas de desempenho através do cálculo do erro médio percentual para cada malha, demonstrando a convergência e a precisão de cada método. Os resultados também são comparados com as soluções analíticas, quando disponíveis, para cada exemplo resolvido neste trabalho.

Abordagens metodológicas para avaliar risco de extinção de espécies de Brachyteles (Primates : Atelidae)

A distribuição geográfica de um táxon é limitada por aspectos ecológicos e históricos. Muitas atividades humanas têm causado modificações na cobertura vegetal, o que leva à fragmentação e perda do habitat. Isso tem levado à extinção local de populações de várias espécies, alterando sua distribuição geográfica. Entre elas estão as duas espécies do gênero Brachyteles (os muriquis), que são primatas endêmicos de um dos biomas mais afetados por esses processos, a Mata Atlântica. A União Internacional para a Conservação da Natureza (UICN) é uma organização que busca conservar a biodiversidade. Entre outros critérios, utiliza o conhecimento sobre as distribuições geográficas restritas das espécies para classificá-las em categorias de ameaça de extinção, nas chamadas listas vermelhas. Para isso, utiliza parâmetros espaciais, cujos resultados indicam o risco de extinção de determinado táxon em relação à sua distribuição geográfica. Muitas vezes os cálculos desses parâmetros são realizados de maneira subjetiva, de maneira que é importante a busca de métodos que tornem as classificações mais objetivas, precisas e replicáveis. Nesse contexto, o presente trabalho testou diferentes métodos de cálculos de três parâmetros relacionados à distribuição geográfica de B. hypoxanthus e B. arachnoides. Tratam-se de espécies ameaçadas de extinção, com localidades de ocorrência bem conhecidas, que foram profundamente afetadas pela degradação da Mata Atlântica. Assim, podem ser consideradas bons modelos para essas análises. Foi construído um banco de dados de localidades de ocorrência atuais das duas espécies. Por meio de abordagens de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), foram estimadas a Extensão de Ocorrência (EOO) através de Mínimo Polígono Convexo e α-hull e Área de Ocupação (AOO) e Subpopulações por meio de métodos de grids, buffers circulares e α-hull, em diferentes escalas espaciais. Os resultados dos cálculos desses parâmetros foram comparados para identificar as abordagens e escalas mais adequadas para a avaliação de risco de extinção. Esses resultados indicam que as listas de localidades e os mapas de distribuição disponibilizados pela UICN precisam ser atualizados. Além disso, sugerem que α-hull é uma abordagem vantajosa para EOO e o método de buffers é mais adequado para os parâmetros de AOO e Subpopulações, quando utiliza escalas espaciais menores. Também foi utilizada a ferramenta GeoCAT, para as duas espécies. Essa ferramenta, por realizar análises de EOO e AOO instantâneas e por seus resultados serem semelhantes aos de outras análises, serve como uma abordagem preliminar de risco de extinção baseado no critério de distribuição geográfica.

Determinação do momento crítico de flambagem lateral com distorção em vigas mistas contínuas de aço e concreto com perfis de alma senoidal

As vigas mistas de aço e concreto estão sendo largamente utilizadas em construções de edifícios e pontes. Ao se combinar o aço com o concreto obtêm-se estruturas mais econômicas, uma vez que se tira proveito das melhores características de cada material. Nas regiões de momento negativo de uma viga mista contínua, a mesa inferior e parte da alma estão comprimidas, se a alma do perfil não tiver rigidez suficiente para evitar a flexão lateral, ela distorcerá gerando um deslocamento lateral e um giro na mesa comprimida, caracterizando um modo de flambagem denominado flambagem lateral com distorção (FLD). O procedimento de verificação à FLD da EN 1994-1-1:2004 originou o método de cálculo da ABNT NBR 8800:2008, entretanto a EN 1994-1-1:2004 não fornece expressão para o cálculo do momento crítico elástico, enquanto a ABNT NBR 8800:2008 prescreve uma formulação proposta por Roik, Hanswille e Kina (1990) desenvolvida para vigas mistas com perfis de alma plana. Embora as normas prescrevam um método de verificação à FLD para vigas mistas com perfis de alma plana, poucos estudos têm sido feitos sobre esse estado-limite. Além disso, tanto a ABNT NBR 8800:2008 quanto as normas internacionais não abordam perfis de alma senoidal. Neste trabalho, foram implementadas análises de flambagem elástica, com auxílio do software ANSYS 14.0 (2011), em modelos de elementos finitos que retratem o comportamento à FLD de vigas mistas de aço e concreto com perfis de alma plana e senoidal. Os modelos numéricos foram constituídos pelo perfil de aço, por uma mola rotacional que restringe parcialmente o giro da mesa superior e uma restrição ao deslocamento lateral, ao longo de todo o comprimento da viga. Os resultados numéricos são comparados com os obtidos pelas formulações de Roik, Hanswille e Kina (1990) e de Hanswille (2002), adaptadas para levar em consideração a corrugação da alma do perfil de aço. Para avaliação das formulações supracitadas e da consistência da modelagem numérica adotada, o momento crítico elástico foi determinado para vigas mistas com perfis de aço de alma plana. Como resultado, um método para o cálculo do momento crítico elástico de vigas mistas de alma senoidal é proposto.

Estudo da evolução da paisagem da área do município de Linhares (ES) nos anos de 1985 e de 2013/2014, por meio das métricas

Trata a presente pesquisa sobre o estudo da evolução da área da paisagem que compõe o município de Linhares (ES), nos anos de 1985 e 2013/2014, que constitui o maior município do Estado do Espírito Santo. Foi realizada, por meio de processamento digital de imagens de satélites LANDSAT 5 e 8, a classificação de uso e ocupação da terra da área em estudo. Além disso usou-se as imagens do satélite RapdEye para acurácia da classificação digital das imagens. A partir dos resultados levantados de uso e ocupação foram definidas as matrizes da paisagem para 1985 e 2013/2014, bem como avaliadas as manchas que compõem a matriz. Foram aplicadas as métricas da paisagem utilizando a ferramenta de estatística Fragstats, possibilitando o cálculo dos Índices de Paisagem afim de avaliar a evolução qualitativa e quantitativa da paisagem do município de Linhares.

A informalidade do mercado de trabalho : um desafio institucional permanente para a economia brasileira

A economia informal compõe o mundo do trabalho de todas as sociedades capitalistas, em menor ou em maior grau. No Brasil, historicamente observa-se que esse fenômeno tem sido sempre muito abrangente, sobretudo motivado pelo e resultante do contexto socioeconômico, jurídico e político. Devido às idiossincrasias nacionais, desde o surgimento do mercado de trabalho no país, esta situação persiste em diversos panoramas e com vários matizes, obstaculizando uma melhor performance global da economia brasileira e negando oportunidades de desenvolvimento individual e social ao longo do tempo. Sendo assim, e através do prisma da Economia Social e do Trabalho, o objetivo desta dissertação é analisar os principais fatores conjunturais e estruturais da informalidade observada no mercado nacional de trabalho no interregno 1980-2012, apresentando a dimensão desse problema e expondo suas raízes econômicas e institucionais, a fim de contribuir com novos elementos para o debate da informalidade em nível nacional. A hipótese central dessa pesquisa é de que o elevado GI no Brasil persiste essencialmente – mesmo que com diferentes especificidades históricas – ao nível das mentalidades dos diversos agentes, isto é, antes de ter-se um mercado nacional de trabalho com um alto GI, tem-se uma sociedade brasileira altamente informal. A instituição “trabalho informal” persiste como um hábito incrustado mesmo diante de mudanças de ordem socioeconômica, o que impede que grande parcela da população brasileira tenha acesso ao trabalho formalizado e decente (a là OIT). É mister que haja maior efetividade das leis e aprimoramentos institucionais acompanhados de coordenação e “vontade política”, alicerçados pela tomada de consciência crescente da sociedade civil no que se refere à importância da formalização e aos males da informalidade tanto para seus cidadãos quanto para a nação. Sugere-se como uma possível alternativa para diminuir o GI de forma mais consistente a consideração, para além dos aspectos econômicos e jurídicos, do arcabouço cultural, histórico, comportamental e dos hábitos sociais incrustados que os condicionam e os orientam. Isto porque são estes os eixos que norteiam o processo de desenvolvimento individual e social. Nesse sentido, o estudo (de caráter descritivo e analítico) é fundamentado pelas teorias sistêmicas e multidisciplinares desenvolvidas por Karl Paul Polanyi e Amartya Kumar Sen, interpretadas como artífices de uma vida digna, além de apregoarem o “reincrustamento” da economia na sociedade e, por analogia, o “desincrustamento” da informalidade institucionalmente enraizada na sociedade brasileira. Isso se dará à medida que forem expandidas as liberdades instrumentais e substantivas, em uma espécie de “causação circular cumulativa” aplicada à questão da informalidade, tendo como “efeito colateral altamente desejável” o desenvolvimento socioeconômico. As principais contribuições deste estudo emergiram justamente das concepções teóricas dos dois autores, combinadas aos nexos de convergência estabelecidos entre a economia brasileira, seus desdobramentos institucionais e a informalidade no mercado nacional de trabalho no período estudado.

Dimensionamento à punção em apoios internos de lajes protendidas sem aderência

Esta dissertação trata da punção em lajes protendidas com cordoalhas não aderentes, para pilares internos, calculadas através das normas ABNT NBR 6118:2007, ABNT NBR 6118:2014, EN 1992-1-1:2004 e ACI 318-11. Ao longo do trabalho, são apresentados dimensionamentos à punção através desses códigos a fim de se obter uma análise comparativa dos resultados. Além disso, são expostas três situações de provas de carga não destrutivas para punção, realizadas em lajes reais. Os casos, verificados a partir da comparação entre as quatro normas, servem de base para avaliações sobre o nível de segurança estrutural entre os dimensionamentos. Após as análises teóricas, conclui-se que, no geral, o EC2:2004 e a NBR 6118:2014 são os códigos que geram os resultados menos conservadores no cálculo das armaduras de punção. Já o ACI 318-11 e a NBR 6118:2007 obtêm os resultados mais conservadores para esse dimensionamento. Quando considerados os carregamentos máximos sem utilização de armadura de punção, a norma americana se destaca, obtendo valores comparáveis aos do EC2:2004 e da NBR 6118:2014. A NBR 6118:2007 resulta em dimensionamentos sempre mais conservadores.