Leis de potência em sistemas naturais e artificiais

A Lei de Potência é uma particularidade de um sistema não linear, revelando um sistema complexo próximo da auto-organização. Algumas características de sistemas naturais e artificiais, tais como dimensão populacional das cidades, valor dos rendimentos pessoais, frequência de ocorrência de palavras em textos e magnitude de sismos, seguem distribuições do tipo Lei de Potência. Estas distribuições indicam que pequenas ocorrências são muito comuns e grandes ocorrências são raras, podendo porém verificar-se com razoável probabilidade. A finalidade deste trabalho visa a identificação de fenómenos associados às Leis de Potência. Mostra-se o comportamento típico destes fenómenos, com os dados retirados dos vários casos de estudo e com a ajuda de uma meta-análise. As Leis de Potência em sistemas naturais e artificiais apresentam uma proximidade a um padrão, quando os valores são normalizados (frequências relativas) para dar origem a um meta-gráfico.

Utilização de redes neuronais artificiais na gestão de processos de digestão anaeróbia

Numa Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR), a otimização do processo de Digestão Anaeróbia (DA) é fundamental para o aumento da produção de biogás, que por sua vez é convertido em energia, essencial para a rentabilidade de exploração de ETAR. No entanto, a complexidade do processo de Digestão Anaeróbia das lamas constitui um obstáculo à sua otimização. Com este trabalho pretende-se efetuar a análise e tratamento de dados de Digestão Anaeróbia, com recurso a Redes Neuronais Artificiais (RNA), contribuindo, desta forma, para a compreensão do processo e do impacto de algumas variáveis na produção de biogás. As Redes Neuronais Artificiais são modelos matemáticos computacionais inspirados no funcionamento do cérebro humano, com capacidade para entender relações complexas num determinado conjunto de dados, motivo por que se optou pela sua utilização na procura de soluções que permitem predizer o comportamento de uma DA. Para o desenvolvimento das RNA utilizou-se o programa NeuralToolsTM da PalisadeTM. Como caso de estudo, a metodologia foi aplicada ao Digestor A da ETAR Sul da SIMRIA, empresa onde teve lugar o estágio curricular que originou o presente trabalho. Nesse contexto, utilizaram-se dados com informação referente aos últimos dois anos de funcionamento do digestor, disponíveis na empresa. Apesar de se terem verificado certas limitações, na predição em alguns casos particulares, de um modo geral, considera-se que os resultados obtidos permitiram concluir que as redes neuronais modeladas apresentam boa capacidade de generalização na imitação do processo anaeróbio. Conclui-se, portanto, que o estudo realizado pode constituir um contributo com interesse para a otimização da produção do biogás na DA de ETAR Sul da SIMRIA e que a utilização de RNA poderá ser uma ferramenta a explorar, quer nessa área, quer noutras áreas de gestão de sistemas de saneamento básico.

Navegação de robôs móveis por marcas artificiais em ambientes semi-estruturados

Mestrado em engenharia electrotécnica e de computadores - Área de Especialização de Sistemas Autónomos

Otimização da produção de biogás com recurso a redes neuronais artificiais

Numa Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR), são elevados os custos não só de tratamento das águas residuais como também de manutenção dos equipamentos lá existentes, nesse sentido procura-se utilizar processos capazes de transformar os resíduos em produtos úteis. A Digestão Anaeróbia (DA) é um processo atualmente disponível capaz de contribuir para a redução da poluição ambiental e ao mesmo tempo de valorizar os subprodutos gerados. Durante o processo de DA é produzido um gás, o biogás, que pode ser utilizado como fonte de energia, reduzindo assim a dependência energética da ETAR e a emissão de gases com efeito de estufa para a atmosfera. A otimização do processo de DA das lamas é essencial para o aumento da produção de biogás, mas a complexidade do processo constitui um obstáculo à sua otimização. Neste trabalho, aplicaram-se Redes Neuronais Artificiais (RNA) ao processo de DA de lamas de ETAR. RNA são modelos simplificados inspirados no funcionamento das células neuronais humanas e que adquirem conhecimento através da experiência. Quando a RNA é criada e treinada, produz valores de output aproximadamente corretos para os inputs fornecidos. Foi esse o motivo para recorrer a RNA na otimização da produção de biogás no digestor I da ETAR Norte da SIMRIA, usando o programa NeuralToolsTM da PalisadeTM para desenvolvimento das RNA. Para tal, efetuou-se uma análise e tratamento de dados referentes aos últimos quatro anos de funcionamento do digestor. Os resultados obtidos permitiram concluir que as RNA modeladas apresentam boa capacidade de generalização do processo de DA. Considera-se que este caso de estudo é promissor, fornecendo uma boa base para o desenvolvimento de modelos eventualmente mais gerais de RNA que, aplicado conjuntamente com as características de funcionamento de um digestor e o processo de DA, permitirá otimizar a produção de biogás em ETAR.

Redes Neuronais Artificiais na Otimização do Processo de Digestão Anaeróbia - Aplicação a uma ETAR da AdCL

Numa sociedade com elevado consumo energético, a dependência de combustíveis fósseis em evidente diminuição de disponibilidades é um tema cada vez mais preocupante, assim como a poluição atmosférica resultante da sua utilização. Existe, portanto, uma necessidade crescente de recorrer a energias renováveis e promover a otimização e utilização de recursos. A digestão anaeróbia (DA) de lamas é um processo de estabilização de lamas utilizado nas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e tem, como produtos finais, a lama digerida e o biogás. Maioritariamente constituído por gás metano, o biogás pode ser utilizado como fonte de energia, reduzindo, deste modo, a dependência energética da ETAR e a emissão de gases com efeito de estufa para a atmosfera. A otimização do processo de DA das lamas é essencial para o aumento da produção de biogás. No presente relatório de estágio, as Redes Neuronais Artificiais (RNA) foram aplicadas ao processo de DA de lamas de ETAR. As RNA são modelos simplificados inspirados no funcionamento das células neuronais humanas e que adquirem conhecimento através da experiência. Quando a RNA é criada e treinada, produz valores de output aproximadamente corretos para os inputs fornecidos. Uma vez que as DA são um processo bastante complexo, a sua otimização apresenta diversas dificuldades. Foi esse o motivo para recorrer a RNA na otimização da produção de biogás nos digestores das ETAR de Espinho e de Ílhavo da AdCL, utilizando o software NeuralToolsTM da PalisadeTM, contribuindo, desta forma, para a compreensão do processo e do impacto de algumas variáveis na produção de biogás.

La social stock exchange au Portugal: un nouvel allié de l'économie sociale

Résumé Cet article vise à contribuer à la connaissance de la Bolsa de Valores Sociais (BVS) — Social Stock Exchange — récemment créé au Portugal, dont le but primatial était de permettre la prise de moyens de financement des entités de l'Économie Sociale engagées dans des projets d'éducation et d'entreprenariat. Il se penchera sur la qualification juridique des divers types d'entités cotées dans la BVS, sur le concept d'investisseur social et sur la protection dont il jouira, vis-à-vis des exigences de transparence et de gouvernance qui incombent à ces entités. Le thème proposé sera examiné en soulignant les virtualités et le potentiel de la BVS, faisant référence à l'un ou à l'autre sujet qui viennent à effet, avec un accent particulier sur l'avantage d'élaborer un code de gouvernance corporative pour les entités de l'Économie Sociale. Abstract This article aims to contribute to the knowledge of the Bolsa de Valores Sociais (BVS) — Social Stock Exchange — recently created in Portugal, whose primatial purpose was to allow the taking of means of financing the Social Economy entities, engaged in projects in education and entrepreneurship. It will reflect on the legal classification of the various types of entities rated in the BVS, on the concept of social investor and on the protection he will enjoy, leading to the consequent demands for transparency and governance that falls upon those entities. The proposed theme will be discussed highlighting the virtues and potential of BVS, playing in one or two topics that comes to purpose, with particular emphasis on the relevance of drawing up a code of corporate governance for entities of the Social Economy. Resumen Este artículo tiene como objetivo contribuir al conocimiento de la Bolsa de Valores Sociales (BVS), recientemente creada en Portugal, cuya finalidad principal es que las entidades de la economía social dedicadas a proyectos en las áreas de educación y de iniciativa empresarial puedan obtener medios financieros. Se abordará la calificación jurídica de los diversos tipos de entidades que cotizan en la BVS, así como el concepto de inversor social y la protección de que éste goza, con las consiguientes exigencias en materia de transparencia y de gobierno que recaen sobre esas entidades. Se analizará la temática propuesta destacando las virtudes y potencialidades de la BVS, sin omitir algún otro tópico adyacente que resulte relevante, en especial la conveniencia de que sea elaborado un código de gobernanza corporativa para las entidades de la economía social.

A bolsa de valores sociais enquanto agente de renovação da economia social

Este artigo visa contribuir para o conhecimento da Bolsa de Valores Sociais (BVS), recentemente criada em Portugal, cuja finalidade foi, primacialmente, a de permitir a obtenção de meios de financiamento às entidades da Economia Social que se dediquem a projectos nas áreas da educação e do empreendedorismo. Reflectir-se-á sobre a qualificação jurídica dos vários tipos de entidades cotadas na BVS, sobre o conceito de investidor social e a protecção de que este beneficia, com as consequentes exigências em matéria de transparência e de governação que recaem sobre aquelas entidades. A temática proposta será percorrida destacando as virtudes e potencialidades da BVS, tocando num ou noutro tópico adjacente que venha a propósito, com particular destaque para a pertinência da elaboração de um código de governança corporativa para as entidades da economia social.

Previsão de vento baseado em técnicas de Data Mining

Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

Adaptive learning in agents behaviour: a framework for electricity markets simulation

Electricity markets are complex environments with very particular characteristics. A critical issue regarding these specific characteristics concerns the constant changes they are subject to. This is a result of the electricity markets’ restructuring, which was performed so that the competitiveness could be increased, but it also had exponential implications in the increase of the complexity and unpredictability in those markets scope. The constant growth in markets unpredictability resulted in an amplified need for market intervenient entities in foreseeing market behaviour. The need for understanding the market mechanisms and how the involved players’ interaction affects the outcomes of the markets, contributed to the growth of usage of simulation tools. Multi-agent based software is particularly well fitted to analyze dynamic and adaptive systems with complex interactions among its constituents, such as electricity markets. This dissertation presents ALBidS – Adaptive Learning strategic Bidding System, a multiagent system created to provide decision support to market negotiating players. This system is integrated with the MASCEM electricity market simulator, so that its advantage in supporting a market player can be tested using cases based on real markets’ data. ALBidS considers several different methodologies based on very distinct approaches, to provide alternative suggestions of which are the best actions for the supported player to perform. The approach chosen as the players’ actual action is selected by the employment of reinforcement learning algorithms, which for each different situation, simulation circumstances and context, decides which proposed action is the one with higher possibility of achieving the most success. Some of the considered approaches are supported by a mechanism that creates profiles of competitor players. These profiles are built accordingly to their observed past actions and reactions when faced with specific situations, such as success and failure. The system’s context awareness and simulation circumstances analysis, both in terms of results performance and execution time adaptation, are complementary mechanisms, which endow ALBidS with further adaptation and learning capabilities.

Monitorização do adoçante ciclamato de sódio através de sensor óptico

O presente trabalho pretendeu desenvolver e testar um sensor óptico para detectar ciclamato de sódio, um adoçante artificial utilizado nas bebidas em geral. A primeira abordagem neste sentido baseou-se na preparação de um sensor óptico através da formação de complexos corados entre o ciclamato e várias espécies metálicas, nomeadamente Hg(II), Ba(II), Fe(II), Ag(II), Pb(II), Cd(II), Mn (II), Ni(II), Cu(II), Co(II), Sn(II) e Mg(II). Perante a ausência de resultados satisfatórios optou-se por explorar a acção do ciclamato de sódio na transferência/partilha de um corante entre duas fases líquidas imiscíveis. As fases líquidas utilizadas foram a água e o clorofórmio. Testaram-se várias famílias de corantes mas só uma classe se mostrou com as características apropriadas para o objectivo pretendido. Dentro dessa família de corantes, seleccionou-se aquele que, à partida, garantiu o melhor desempenho. O sensor foi testado em diferentes condições de pH e também na presença de potenciais interferentes de forma a estabelecer as melhores condições de utilização. O método mostrou-se bastante simples de executar, rápido na obtenção de resultados e com boas características para ser avaliado visualmente, mas sempre de acordo com os critérios de objectividade que um trabalho deste tipo requer. Além o disso permitiu ser calibrado de uma forma rápida e simples, características essenciais para a aplicação deste método na despistagem de ciclamato em análises de rotina. O método desenvolvido foi ainda aplicado à análise de vinho dopado com diferentes concentrações de ciclamato de sódio. Destes testes verificou-se a necessidade de optimização do método através da introdução de outras substâncias na fase não aquosa diminuindo a vulnerabilidade do sensor a outros interferentes. Como conclusão, o método correspondeu às expectativas, mostrando-se viável para aplicação à análise de vinhos, ainda com uma margem significativa de desenvolvimento no sentido de o tornar mais fiável e preciso.

Recordações de Vandelli: Literatura e história nas viagens filosóficas de Portugal pelo Brasil

O confronto entre certas criações ficcionais e a dinâmica da colonização nos leva a diversos campos disciplinares. Se a história registrou o intenso intercâmbio de mercadorias e idéias que ocorreu entre Portugal e Brasil, a partir da descoberta do Novo Mundo, a literatura revisitou e recriou esse passado. É o que se constata na obra do escritor brasileiro João Guimarães Rosa, em que articulando a realidade e a imaginação, a natureza e o homem, o regional e o universal, o escritor de perfil naturalista ilumina a linguagem da História e da Ciência pela Arte. Com relação às expedições científicas portuguesas pelo Brasil, a história relata que, na segunda metade do século XVIII, Portugal impulsionou a elaboração de um projeto de confecção de uma História Natural, tendo como espaço de criação cultural a Academia Real das Ciências de Lisboa. Esse empreendimento, no entanto, não teria sido possìvel sem as ―viagens imaginárias‖ do intelectual Domenico Agostino Vandelli, correspondente de Lineu e um dos principais articuladores da política portuguesa dirigida às colônias. Assim, instruídos conforme o livro Viagens filosóficas ou dissertações sobre as importantes regras que o filósofo naturalista nas suas peregrinações deve principalmente observar, alunos da Universidade de Coimbra, onde Vandelli era professor de História Natural e Química, são preparados para explorar as colônias ultramarinas. Em meio à produção literária de Guimarães Rosa, destacamos o conto ―O recado do morro‖, do livro Corpo de baile, lançado em 1956, para um paralelo com a História. Nessa ficção, um narrador conta a estória de uma pitoresca expedição, formada por moradores de um vilarejo, contratados por um viajante alemão, que percorre o interior do estado de Minas Gerais. Região de grutas, minerais, vegetação de cerrado (com diversidade em espécies comestíveis e medicinais), de fazendas de gado, animais em perigo de extinção e homens sábios do sertão, é com o uso dessa enigmática paisagem, que o escritor vai moldar o seu ―recado‖. Através de um estudo comparado entre os ideais naturalistas de Vandelli (evidentes nas correspondências trocadas com Lineu e nas Instruções aos viajantes) e do escritor Guimarães Rosa (expresso de forma ficcional), destacamos a necessidade de se resgatar, nos dias atuais, seus trabalhos, como forma de se propor uma nova relação do homem com o meio ambiente. Nós, de fato, reconhecemos que Deus todo-poderoso escreveu dois livros, a natureza e a revelação [...] (Lineu, 1765) O confronto entre certas criações ficcionais e a dinâmica da colonização nos leva a percorrer interessantes caminhos da História, da Literatura e das Ciências da Natureza. Se a história registrou o intenso intercâmbio de produtos e idéias, que ocorreu entre Portugal e Brasil, via Atlântico, a partir da descoberta do Novo Mundo, alguns escritores do Modernismo brasileiro revisitaram e recriaram esse passado. No que se refere às expedições científicas portuguesas pelo Brasil, o historiador Oswaldo Munteal Filho lembra que, na segunda metade do século XVIII, Portugal impulsionou a elaboração de um projeto de confecção de uma História Natural de suas colônias, tendo como espaço de criação cultural e reflexiva a Academia Real das Ciências de Lisboa. Esse empreendimento, no entanto, não teria sido possìvel sem as ―viagens imaginárias‖ do intelectual ilustrado Domenico Agostino Vandelli, um dos principais articuladores da política portuguesa dirigida às colônias no âmbito da Academia. Segundo seu pensamento, era preciso munir os naturalistas com ferramentas capazes de desvendar um Brasil desconhecido do ponto de vista da ciência e ainda intocado quanto às potencialidades de seus elementos naturais. Portanto, o olhar do naturalista deveria passar, primeiro, pelo utilitário: as virtudes das plantas medicinais, os usos dos gêneros exóticos, o aproveitamento do reino animal e mineral e a fertilidade das extensas terras. Reordenar a Natureza, não mais de forma alegórica, mas através da observação e experiência figurava-lhe como medida necessária e urgente. A par disso e instruídos conforme o livro Viagens filosóficas ou dissertações sobre as importantes regras que o filósofo naturalista, nas suas peregrinações, deve principalmente observar, alunos da Universidade de Coimbra, onde Vandelli era professor de História Natural e Química, são preparados para explorar as colônias ultramarinas (p. 483-518).

Liderança virtuosa, comprometimento organizacional e desempenho individual

Num mundo hipercompetitivo, a afirmação da virtuosidade tem enfrentado consideráveis resistências, sendo mesmo considerada como sinónimo de fraqueza ou ingenuidade. Todavia, e perante evidências dos potenciais perigos do exercício da liderança desprovido de valores, ética e moralidade, elevam-se as vozes em defesa de uma liderança virtuosa, capaz de aportar contributos significativamente positivos às organizações e seus colaboradores. Partindo desta premissa, esta investigação teve como objetivo analisar, com base nas perceções dos liderados, o impacto da liderança virtuosa no comprometimento organizacional, assim como o contributo deste último no desempenho individual. Sustentados numa metodologia quantitativa, inquirimos, numa primeira fase, 113 liderados provenientes de organizações localizadas no território português, com vista a apurar quais as virtudes que mais valorizavam num líder. Os dados para o teste de hipóteses foram recolhidos através da aplicação de uma bateria de testes junto de 351 liderados, também a exercer funções em organizações a operar em Portugal. Os resultados sugerem que as perceções dos liderados em torno de três dimensões de virtuosidade da liderança (liderança baseada em valores, perseverança e maturidade) contribuem para o comprometimento organizacional, sobretudo nas suas vertentes afetiva e normativa e, que este último, por sua vez, é capaz de influenciar positivamente o desempenho individual.

Classificação e previsão de cardiotocogramas usando algoritmos baseados em redes neuronais

Mestrado em Computação e Instrumentação Médica

Controlo de um robô autónomo através de redes neuronais

Neste trabalho pretende-se introduzir os conceitos associados às redes neuronais e a sua aplicação no controlo de sistemas, neste caso na área da robótica autónoma. Foi utilizado um AGV de modo a testar experimentalmente um controlo através de uma rede neuronal artificial. A grande vantagem das redes neuronais artificiais é estas poderem ser ensinadas a funcionarem como se pretende. A partir desta caraterística foram efetuadas duas abordagens na implementação do AGV disponibilizado. A primeira abordagem ensinava a rede neuronal a funcionar como o controlo por lógica difusa que foi implementado no AGV aquando do seu desenvolvimento. A segunda abordagem foi ensinar a rede neuronal artificial a funcionar a partir de dados retirados de um controlo remoto simples implementado no AGV. Ambas as abordagens foram inicialmente implementadas e simuladas no MATLAB, antes de se efetuar a sua implementação no AGV. O MATLAB é utilizado para efetuar o treino das redes neuronais multicamada proactivas através do algoritmo de treino por retropropagação de Levenberg-Marquardt. A implementação de uma rede neuronal artificial na primeira abordagem foi implementada em três fases, MATLAB, posteriormente linguagem de programação C no computador e por fim, microcontrolador PIC no AGV, permitindo assim diferenciar o desenvolvimento destas técnicas em várias plataformas. Durante o desenvolvimento da segunda abordagem foi desenvolvido uma aplicação Android que permite monitorizar e controlar o AGV remotamente. Os resultados obtidos pela implementação da rede neuronal a partir do controlo difuso e do controlo remoto foram satisfatórios, pois o AGV percorria os percursos testados corretamente, em ambos os casos. Por fim concluiu-se que é viável a aplicação das redes neuronais no controlo de um AGV. Mais ainda, é possível utilizar o sistema desenvolvido para implementar e testar novas RNA.