An Electromagnetic Tracker System for the design of a dental superstructure

Nowadays, different techniques are available for manufacturing full-arch implant-supported prosthesis, many of them based on an impression procedure. Nevertheless, the long-term success of the prosthesis is highly influenced by the accuracy during such process, being affected by factors such as the impression material, implant position, angulation and depth. This paper investigates the feasibility of a 3D electromagnetic motion tracking system as an acquisition method for modeling such prosthesis. To this extent, we propose an implant acquisition method at the patient mouth, using a specific prototyped tool coupled with a tracker sensor, and a set of calibration procedures (for distortion correction and tool calibration), that ultimately obtains combined measurements of the implant’s position and angulation, and eliminating the use of any impression material. However, in the particular case of the evaluated tracking system, the order of magnitude of the obtained errors invalidates its use for this specific application.

Electromagnetic tracker feasibility in the design of a dental superstructure for edentulous patients

The success of the osseointegration concept and the Brånemark protocol is highly associated to the accuracy in the production of an implant-supported prosthesis. One of most critical steps for long-term success of these prosthesis is the accuracy obtained during the impression procedure, which is affected by factors such as the impression material, implant position, angulation and depth. This paper investigates the feasibility of 3D electromagnetic motion tracking systems as an acquisition method for modeling full-arch implant-supported prosthesis. To this extent, we propose an implant acquisition method at the patient mouth and a calibration procedure, based on a 3D electromagnetic tracker that obtains combined measurements of implant’s position and angulation, eliminating the use of any impression material. Three calibration algorithms (namely linear interpolation, higher-order polynomial and Hardy multiquadric) were tested to compensate for the electromagnetic tracker distortions introduced by the presence of nearby metals. Moreover, implants from different suppliers were also tested to study its impact on tracking accuracy. The calibration methodology and the algorithms employed proved to implement a suitable strategy for the evaluation of novel dental impression techniques. However, in the particular case of the evaluated electromagnetic tracking system, the order of magnitude of the obtained errors invalidates its use for the full-arch modeling of implant-supported prosthesis.

Improving the environmental performance of bedding products by using life cycle assessment at the design stage

Improvement of the environmental performance of processes and products is a common objective in industry, and has been receiving increased attention in recent years. The main objective of this work is to evaluate the potential environmental impact of two bedding products, a polyurethane foam mattress (PFM) and a pocket spring mattress (PSM). These two types are the most common mattresses used in Europe. A Life Cycle Assessment (LCA) shows that the PFM has a higher environmental impact than the PSM. For both products the main cause of environmental impact is the manufacturing process, respectively the polyurethane foam block moulding process for the PFM, and the pocket spring nucleus process for the PSM. A scenario analysis shows the possibility of reducing the environmental impact of the products’ life cycle using an alternative End-of-Life scenario, resorting to incineration rather than landfill. Two strategies were also studied in order to reduce the environmental impact of the PFM: (1) reutilization of foam that was sent to the waste system management, and (2) a 20% weight reduction of the polyurethane foam. The second strategy has proven to be the most effective.

Towards the design of efficient nonbeacon-enabled ZigBee networks

This paper presents experimental results of the communication performance evaluation of a prototype ZigBee-based patient monitoring system commissioned in an in-patient floor of a Portuguese hospital (HPG – Hospital Privado de Guimar~aes). Besides, it revisits relevant problems that affect the performance of nonbeacon-enabled ZigBee networks. Initially, the presence of hidden-nodes and the impact of sensor node mobility are discussed. It was observed, for instance, that the message delivery ratio in a star network consisting of six wireless electrocardiogram sensor devices may decrease from 100% when no hidden-nodes are present to 83.96% when half of the sensor devices are unable to detect the transmissions made by the other half. An additional aspect which affects the communication reliability is a deadlock condition that can occur if routers are unable to process incoming packets during the backoff part of the CSMA-CA mechanism. A simple approach to increase the message delivery ratio in this case is proposed and its effectiveness is verified. The discussion and results presented in this paper aim to contribute to the design of efficient networks,and are valid to other scenarios and environments rather than hospitals.

Design de estratégias de registos documentais participativos: Ações a implementar no Centro Histórico do Porto

Nesta comunicação apresentamos as metodologias utilizadas no trabalho de documentação participativa que está a ser desenvolvido no programa Manobras no Porto, no âmbito do projeto de investigação “The Museum of All: Práticas de Comunicação Institucional num Mundo de Redes Participativas”. Numa altura em que nos deparamos com grandes transformações económicas, sociais e culturais nas nossas sociedades, acreditamos que o trabalho de construção de um arquivo documental sobre os aspectos que caracterizam uma determinada cultura local, visando proteger o seu património imaterial, tornar-se-á tão profícuo, quanto maior for o envolvimento dos próprios membros dessa cultura, no processo. No caso de estudo que aqui apresentamos, pretendemos compreender de que modo é que a documentação audiovisual participativa poderá vir a contribuir para o reforço da capacidade coletiva e envolvimento dos cidadãos locais no processo de revitalização social, económica e cultural do Centro Histórico do Porto. Depois de uma primeira fase de trabalho de campo de auscultação, levada a cabo através de um processo de observação participante, iremos implementar novas estratégias de recolha e criação coletiva com o objetivo de proporcionar um processo de documentação mais envolvente e participativo.

Design de Ações Culturais Participativas: um Caso de Estudo no Centro Histórico da Cidade do Porto

In this paper we present the methodologies and preliminary conclusions of the first phase of the work of construction of audiovisual narratives related to the project “Manobras no Porto”, which will serve as a case study for the main research project entitled: “The Museum of All: Institutional Communication Practices in a Participatory Networked World”. The main objective of this research project is to understand how the use of collective and participatory creation of identities and narratives can contribute to get audiences engaged with cultural institutions and events. We intend to identify the effects and measure the dynamics of participation of audiences in the construction of audiovisual objects, and understand how these may influence the reconfiguration of the missions of the institutions and cultural projects, in the development of societies.

Automatic prebent customized prosthesis for pectus excavatum minimally invasive surgery correction

Pectus excavatum is the most common deformity of the thorax. A minimally invasive surgical correction is commonly carried out to remodel the anterior chest wall by using an intrathoracic convex prosthesis in the substernal position. The process of prosthesis modeling and bending still remains an area of improvement. The authors developed a new system, i3DExcavatum, which can automatically model and bend the bar preoperatively based on a thoracic CT scan. This article presents a comparison between automatic and manual bending. The i3DExcavatum was used to personalize prostheses for 41 patients who underwent pectus excavatum surgical correction between 2007 and 2012. Regarding the anatomical variations, the soft-tissue thicknesses external to the ribs show that both symmetric and asymmetric patients always have asymmetric variations, by comparing the patients’ sides. It highlighted that the prosthesis bar should be modeled according to each patient’s rib positions and dimensions. The average differences between the skin and costal line curvature lengths were 84 ± 4 mm and 96 ± 11 mm, for male and female patients, respectively. On the other hand, the i3DExcavatum ensured a smooth curvature of the surgical prosthesis and was capable of predicting and simulating a virtual shape and size of the bar for asymmetric and symmetric patients. In conclusion, the i3DExcavatum allows preoperative personalization according to the thoracic morphology of each patient. It reduces surgery time and minimizes the margin error introduced by the manually bent bar, which only uses a template that copies the chest wall curvature.

Ensinar desenho: uma experiência pedagógica interdisciplinar num Curso de Design Gráfico

A função do desenho na metodologia projectual do designer tem merecido o interesse de vários autores. Nessas abordagens está presente a afirmação de que o desenho é essencial no processo de investigação do design para o registo de diversas variantes e de várias soluções ao longo da metodologia projectual (Cross, 2007). As profundas alterações da natureza do Design provocadas pelo contexto histórico actual (Norman, 2011), justificam a pertinência de uma reflexão alargada em torno do papel do desenho nos cursos de design, adaptado a esta nova realidade. Este é um desafio colocado hoje às instituições de ensino e seus intervenientes, na organização de estruturas curriculares e métodos pedagógicos. Conceitos como colaboração ou design multidisciplinar, entre outros, têm sido debatidos como estratégias para o ensino do design (Heller and Talarico, 2011, pp. 82-85). Neste contexto, e enquanto docentes nas áreas do Desenho e do Design, importa-nos abordar as seguintes questões:  de que forma é possível enquadrar métodos do desenho ao ensino do design actual?  de que forma poderá o Desenho ser pensado enquanto prática interdisciplinar?  que contributos podem essas práticas trazer para o processo de ensino/aprendizagem? Com base nestas preocupações, desenvolveu-se um projecto interdisciplinar entre as unidades curriculares de Desenho e de Estética e Teoria do Design no Curso de Design Gráfico na Instituição onde leccionamos. Neste artigo apresentaremos os objectivos e o processo desenvolvido, assim como a análise e conclusões desta experiência pedagógica.

Reflexão sobre uma experiência pedagógica interdisciplinar no ensino do desenho num Curso de Design Gráfico

A função do desenho na metodologia projectual do designer tem merecido o interesse de vários autores. Nessas abordagens está presente a afirmação de que o desenho é essencial no processo de investigação do design para o registo de diversas variantes e de várias soluções ao longo da metodologia projectual (Cross, 2007). As profundas alterações da natureza do Design provocadas pelo contexto histórico actual (Norman, 2011), justificam a pertinência de uma reflexão alargada em torno do papel do desenho nos cursos de design, adaptado a esta nova realidade. Este é um desafio colocado hoje às instituições de ensino e seus intervenientes, na organização de estruturas curriculares e métodos pedagógicos. Conceitos como colaboração ou design multidisciplinar, entre outros, têm sido debatidos como estratégias para o ensino do design (Heller and Talarico, 2011, pp. 82-85). Neste contexto, e enquanto docentes nas áreas do Desenho e do Design, importa-nos abordar as seguintes questões:  de que forma é possível enquadrar métodos do desenho ao ensino do design actual?  de que forma poderá o Desenho ser pensado enquanto prática interdisciplinar?  que contributos podem essas práticas trazer para o processo de ensino/aprendizagem? Com base nestas preocupações, desenvolveu-se um projecto interdisciplinar entre as unidades curriculares de Desenho e de Estética e Teoria do Design no Curso de Design Gráfico, na Instituição onde leccionamos. Neste artigo apresentaremos os objectivos e o processo desenvolvido, assim como a análise e conclusões desta experiência pedagógica.

Contribution towards a reflection about methodological strategies in design education and the function of drawing in design

This work presents a reflection on Design education and specifically on the role of Drawing in this area. As a subject, Design has expanded its field of action expanding into new areas such as Experience Design or Service Design. It became necessary for the designer to have more than an education based on technological knowledge or know-how. Many authors like Meredith Davis, Don Norman or Jamie Hobson point out the urgency to review the curricula of Design courses because nowadays “… design is more than appearance, design is about interaction, about strategy and about services. Designers change social behavior” (Norman 2011). When shifting from a product-centered design to a person-centered design (in a structure, a service or in a relationship) what should the function of drawing in a design course be? What should its curriculum be? Our work methodology will be to confront today’s perspectives on design theory and practice in an attempt to add to the discussion on the methodological strategies in design teaching in the contemporary context.

Contributo para uma reflexão sobre estratégias metodológicas no ensino do Design e a função do Desenho em Design

Neste trabalho apresentaremos uma reflexão sobre o ensino do Design e, especificamente, sobre a função do Desenho nessa área disciplinar. O Design, enquanto disciplina, alargou a sua área de actuação diversificando-se em novos campos como o Design de Experiência ou o Design de Serviço, não bastando ao designer uma formação ligada ao conhecimento tecnológico, ou ao “saber-fazer”. Diversos autores, como Meredith Davis, Don Norman ou Jamie Hobson, alertam para a urgência de uma reflexão aprofundada sobre as estruturas curriculares dos cursos de Design, já que na actualidade “(…) design is more than appearance, design is about interaction, about strategy and about services. Designers change social behavior” (Norman, 2011). Na passagem de um design centrado na forma, para um design centrado na pessoa (numa estrutura, num serviço, ou numa relação) qual deverá ser a função do desenho num curso de design? Qual deverá ser a sua estrutura programática? Como metodologia de trabalho iremos confrontar perspectivas actuais da teoria e da prática do design que equacionam esta problemática procurando, deste modo, contribuir para a reflexão de estratégias metodológicas no ensino do design no contexto contemporâneo.

Contribution towards a reflection about methodological strategies in Design Education and the function of Drawing in Design

This work presents a reflection on Design education and specifically on the role of Drawing in this area. As a subject, Design has expanded its field of action expanding into new areas such as Experience Design or Service Design. It became necessary for the designer to have more than an education based on technological knowledge or know-how. Many authors like Meredith Davis, Don Norman or Jamie Hobson point out the urgency to review the curricula of Design courses because nowadays “ … design is more than appearance, design is about interaction, about strategy and about services. Designers change social behavior” (Norman, 2011) When shifting from a product-centered design to a person-centered design (in a structure, a service or in a relationship) what should the function of drawing in a design course be? What should its curriculum be? Our work methodology will be to confront today’s perspectives on design theory and practice in an attempt to add to the discussion on the methodological strategies in design teaching in the contemporary context.

Reflexão sobre estratégias metodológicas no ensino do design e a função do desenho em design

Neste trabalho apresentaremos uma reflexão sobre o ensino do Design e, especificamente, sobre a função do Desenho nessa área disciplinar. O Design, enquanto disciplina, alargou a sua área de actuação diversificando-se em novos campos como o Design de Experiência ou o Design de Serviço, não bastando ao designer uma formação ligada ao conhecimento tecnológico, ou ao “saber-fazer”. Diversos autores, como Meredith Davis, Don Norman ou Jamie Hobson, alertam para a urgência de uma reflexão aprofundada sobre as estruturas curriculares dos cursos de Design, já que na actualidade “(…) design is more than appearance, design is about interaction, about strategy and about services. Designers change social behavior” (Norman, 2011). Na passagem de um design centrado na forma, para um design centrado na pessoa (numa estrutura, num serviço, ou numa relação) qual deverá ser a função do desenho num curso de design? Qual deverá ser a sua estrutura programática? Como metodologia de trabalho iremos confrontar perspectivas actuais da teoria e da prática do design que equacionam esta problemática procurando, deste modo, contribuir para a reflexão de estratégias metodológicas no ensino do design no contexto contemporâneo.

Reflexão sobre Estratégias Metodológicas no Ensino do Design e a Função do Desenho em Design

Somos habitantes de um mundo que sofre constantes transformações estruturais em qualquer área. As tecnologias, a globalização e a política dos mercados, deslocam tudo e todos da sua zona de conforto, exigindo constantes adaptações a novos vocabulários e hábitos para os quais não temos antecedentes. Novas competências devem ser adquiridas face às novas exigências, e no ensino, base de uma preparação (pessoal e profissional), impõe-se uma constante revisão de estratégias metodológicas de aquisição e partilha de conhecimento. Neste trabalho apresentaremos uma reflexão sobre o ensino do Design e, especificamente, sobre a função do Desenho nessa área disciplinar. O Design, enquanto disciplina, alargou a sua área de actuação diversificando-se em novos campos como o Design de Experiência ou o Design de Serviço, não bastando ao designer uma formação ligada ao conhecimento tecnológico, ou ao “saber-fazer”. Diversos autores, como Meredith Davis, Don Norman ou Jamie Hobson, alertam para a urgência de uma reflexão aprofundada sobre as estruturas curriculares dos cursos de Design, já que na actualidade “(…) design is more than appearance, design is about interaction, about strategy and about services. Designers change social behavior.” Na passagem de um design centrado na forma, para um design centrado na pessoa (numa estrutura, num serviço, ou numa relação) qual deverá ser a função do desenho num curso de design? Qual deverá ser a sua estrutura programática? Como metodologia de trabalho iremos confrontar perspectivas actuais da teoria e da prática do design que equacionam esta problemática procurando, deste modo, contribuir para a reflexão de estratégias metodológicas no ensino do design no contexto contemporâneo.

A creative solution for rapid and inexpensive model-making in product design processes

Innovative Developments in Virtual and Physical Prototyping