Voluntariado no ensino superior: oportunidades para a mudança no desenvolvimento psicológico

O percurso dos estudantes no Ensino Superior é um lugar de aprendizagem e formação académica de qualidade e excelência que deve ser acompanhado por uma formação pessoal, social e cívica (Almeida & Santos, 2002). Este mesmo lugar, é intenso em crescimento pessoal e rico na diversidade de experiências, que conduz a possíveis mudanças nas esferas de vida do estudante (de natureza pessoal, social e contextual); e envolve tarefas académicas, vocacionais, sociais e emocionais particularmente desafiadoras (Chickering & Reisser, 1993; Dias, 2006). Estes novos contextos de vida podem ser percecionados como significativos e estimulantes, e assim facilitar o desenvolvimento e integração; e em oposição, experiências negativas podem constituir fatores de desorganização e desajustamento (Dias, 2006). Esta preocupação tem acentuado a importância de proporcionar experiências favoráveis ao desenvolvimento em níveis mais complexos, integrados e flexíveis (Menezes, 1998), que os tornam competentes cidadãos ativos e participativos em sociedade. A Educação Psicológica Deliberada intervém nas competências e estruturas do sistema pessoal e inscrevese numa estratégia de exploração reconstrutiva (Menezes, 1998; Sprinthall, 1991) – uma sólida estratégia de intervenção psicoeducacional que tem vindo a dar provas da sua eficácia ao nível da promoção da complexidade de estruturas cognitivas e da capacitação para a ação (Menezes, 1998, 1999). Assim, e reconhecendo nos estudantes um papel ativo e reflexivo, apresenta como condições: participar em experiências que impliquem ação em contexto real e de interação, que coloquem em desequilíbrio as estruturas cognitivas atuais; oferecer oportunidades de reflexão guiada e sistemática num ambiente seguro, de apoio emocional e de desafio; favorecer contextos que validem e suportem o pluralismo e o diálogo de perspetivas; oferecer espaços de integração e construção de um significado pessoal e; assegurar a continuidade temporal que facilite a mudança e o desenvolvimento psicológico (Ferreira, 2006; Menezes, 1998). Diversos estudos têm demonstrado que é no seio destas experiências de ação e compreensão que os estudantes vão (co-)construindo os seus interesses e melhorando o conhecimento de si e da realidade envolvente (Baxter-Magolda, 1999; Campos & Coimbra, 1991; Haste, 2004). Segundo Menezes (2003) a participação é uma ferramenta poderosa de aprendizagem, se intencionalmente construída e sistematizadamente apoiada, “porque requer uma intersubjetividade que envolve o encorajamento ativo da reflexão e expressão dos participantes, porque reclama a criação de um ambiente que valoriza a expressão de dissensões e encoraja o pluralismo, porque atende a diversidades de formas de contexto de participação e à experiência de grupos diversos, porque afirma o direito das pessoas e das comunidades a tomarem decisões e exercerem poder sobre as suas vidas – e porque considera que tudo isto é condição para a reconstrução e o aprofundamento da democracia” (Menezes, s.d., p.21). O voluntariado enquanto forma de envolvimento social e cívico assente na ajuda aos outros - a um grupo, organização, causa ou comunidade (Musick & Wilson, 2008): a) numa perspetiva individual, parece constituir oportunidades para o desenvolvimento de competências pessoais, sociais e ocupacionais e fortalecer o sentido de pertença e de comunidade; e b) do ponto de vista societal, pode registar vantagens - essencialmente a curtoprazo, como o aumento da cultura cívica, do capital social, do clima de discussão e pluralismo (Menezes, s.d.). Porém, e conscientes de que nem todas estas ações são positivas (e podem reforçar estereótipos, preconceitos ou o conformismo), importa apoiar cada vez mais, experiências que assegurem qualidade desenvolvimental (Ferreira, 2006). Particularmente no contexto de Ensino Superior, a investigação sobre o voluntariado é limitada e recente, assim como as práticas de intervenção. Na sua maioria, decorrem de programas organizados pelo corpo estudantil que, ainda que de forma pouco consistente, começa a distinguir a “ação social” do “envolvimento e participação” e considera variadas oportunidades de otimização da sua atividade académica e de sair da “bolha do estudante” (student bubble) que tantas vezes os descreve (Brewis, Russel & Holdsworth, 2010).

Análise do padrão motor em pessoas com diagnóstico de esquizofrenia: uma abordagem em tempo real

A esquizofrenia é uma perturbação mental grave caracterizada pela coexistência de sintomas positivos, negativos e de desorganização do pensamento e do comportamento. As alterações motoras são consistentemente observadas mas, ainda pouco estudadas na esquizofrenia, sendo relevantes para o seu diagnóstico. Neste quadro, o presente estudo tem como objetivo verificar se os indivíduos com esquizofrenia apresentam alterações na coordenação motora, comparativamente com o grupo sem esquizofrenia, bem como analisar se as disfunções dos sinais neurológicos subtis (SNS) motores se encontram correlacionadas com o funcionamento executivo e com os domínios psicopatológicos da perturbação. No total participaram 29 indivíduos (13 com diagnóstico de esquizofrenia e 16 sem diagnóstico) equivalentes em termos de idade, género, escolaridade e índice de massa corporal. Para avaliar o desempenho motor recorreu-se ao sistema Biostage de parametrização do movimento em tempo real, com a tarefa de lançameto ao alvo; a presença de SNS foi examinada através da Brief Motor Scale; o funcionamento executivo pela aplicação do subteste do Vocabulário e da fluência verbal e a sintomatologia clínica através da Positive and Negative Sindrome Scale. Pela análise cinemática do movimento constatou-se que os indivíduos com esquizofrenia recrutam um padrão motor menos desenvolvido e imaturo de movimento, com menor individualização das componentes (principalmente do tronco e pélvis), necessitando de mais tempo para executar a tarefa, comparativamente com os sujeitos sem a perturbação que evidenciaram um movimento mais avançado de movimento. Os indivíduos com esquizofrenia mostraram índices elevados de disfunção dos SNS (média =6,01) estabelecendo este domínio uma relação boa e negativa com o desempenho verbal (rho Spearman=-0,62) e uma relação forte e positiva com todos os domínios psicopatológicos (rho Spearman=0,74). O estudo da existência de alterações motoras como parte intrínseca da esquizofrenia revela-se pertinente uma vez que possibilita uma compreensão mais aprofundada da sua fisiopatologia e permite que se desenvolvam práticas mais efetivas na área da saúde e reabilitação.

A propósito de um disco

Este trabalho destina-se às provas para obtenção do Estatuto de Especialista na Escola Superior de Música, Artes e Espectáculo do Instituto Politécnico do Porto. Com ele pretendo abordar a música portuguesa para clarinete e electrónica, com a qual gravei o meu último disco que acaba de ser editado pela Miso Records. O propósito não é falar apenas sobre o disco em si mas, sobretudo, da música que lhe dá corpo. Descrever um pouco esta música, que envolve um instrumento com 300 anos, que é o clarinete, e uma tecnologia que evolui todos os dias, centrado nos seus aspectos performativos. Este disco acabou por ser uma consequência de um processo que é, fundamentalmente, de performance e de tudo o que a precede e envolve. É isso que tentarei explorar aqui. Há mais de 10 anos que tinha o objectivo de explorar, enquanto intérprete, o repertório para clarinete solo e electrónica. No entanto, esse desejo foi sendo sucessivamente adiado por diversas razões que se prendem fundamentalmente com a especificidade de um projeto desta natureza e com as necessidades de vária ordem que exige. As condições para a realização desse projeto pessoal começaram a criar-se em 2007, com o aparecimento do Sond’Ar-te Electric Ensemble e com a minha integração nesse grupo. Sendo um agrupamento criado no seio da Miso Music Portugal com o propósito de fazer fundamentalmente música mista, estava encontrado o parceiro ideal para que pudesse fazer música para clarinete e electrónica com regularidade. Por se tratar de uma instituição que privilegia sobretudo a criação e divulgação da música e dos músicos portugueses, o repertório a trabalhar começou por ser, naturalmente, o de compositores portugueses que já tivessem obras ou que estivessem a compor para clarinete e electrónica. Com a realização de vários concertos, bem como a estreia e rodagem de algumas obras, em 2009 decidimos fazer a gravação de 6 dessas obras para posterior edição em disco. Essa gravação, realizada em Dezembro de 2009, acaba de ser editado pela Miso Records e são essas obras que decidi explorar neste trabalho. Escolhi este repertório por várias razões, sendo as mais importantes o conhecimento das obras e da sua história enquanto intérprete, tendo mesmo estado envolvido em algumas delas desde o seu início, e a proximidade pessoal e musical que mantenho com os compositores. Para este trabalho procurei fazer uma resenha da história das obras e explorar dois aspectos que me parecem pertinentes neste tipo de repertório: por um lado, a relação que é absolutamente necessária entre intérprete e compositor para a criação desta música e por outro, um novo paradigma que surge, naturalmente, da relação dos compositores com o público, pelo seu envolvimento direto com o som que é produzido. Para isso, para além da experiência pessoal, contei com o envolvimento dos compositores na resposta a um questionário que lhes enviei. Esse questionário foi elaborado com o objectivo de explorar dois aspectos: as diferenças entre a electrónica em tempo real e em tempo diferido e também o do papel dos intérpretes na motivação para a composição e como catalisadores e fontes de informação técnica para o trabalho dos compositores. Começarei por abordar a música mista, na sua envolvente performativa. Antes de mais, importa delimitar conceitos e compreender o que é este tipo de música. Poderemos, neste caso concreto, considerar a música que foi, e continua a ser, composta para clarinete e electrónica. No entanto, entendo por música mista toda a música que relaciona a electrónica com instrumentos ditos acústicos. Embora reconhecendo que esta é uma forma um pouco ambígua de definir o conceito, será porventura a que se explicará por poucas palavras e de uma forma simples. Digo ambígua porque se considerarmos que a música electrónica, para ser escutada, tem de passar por processos acústicos de difusão, teríamos aqui um problema para definir o que é e o que não é acústico. Consideremos então os instrumentos tradicionais, sem qualquer processo eléctrico ou electrónico na sua origem sonora, como acústicos, ainda que para efeitos de difusão conjunta com a electrónica sejam, em muitos casos, amplificados e/ou equalizados de forma a poder obter-se uma interpretação coesa e optimizar-se uma sonoridade conjunta. Neste caso, que é o da música mista para clarinete de compositores portugueses, começaria por abordar os aspectos performativos dividindo-os em duas classes importantes que se prendem com a forma como a electrónica é apresentada: em tempo real ou em tempo diferido. Se a música com electrónica em tempo real depende do sinal emitido pelo instrumento, e a partir daí a electrónica é processada e gerada através de programas como Max/MSP, o mais utilizado hoje em dia, a música electrónica em tempo diferido está toda predefinida à partida e é apresentada em suporte físico, sob a forma de um ou vários ficheiros áudio que são difundidos ao longo da performance. Há também quem utilize os dois processos de forma concorrente e complementar na mesma obra.

Prospecção de recursos hidrominerais e geotérmicos na Orla Ocidental Portuguesa: os casos das Termas dos Cucos e de Monte Real

A cobertura sedimentar da região Oeste portuguesa é constituída por uma série possante de sedimentos com uma variedade de fácies com idades compreendidas entre o Triásico Superior e o actual. Estes sedimentos foram depositados numa bacia alongada com direcção NNE‐SSW. A tectónica desta cobertura sedimentar é condicionada pelas falhas tardi‐Variscas que afectaram o substrato e pelo complexo evaporítico depositado na base das séries sedimentares. Séries evaporíticas espessas de idade Hetangiana formaram numerosas estruturas diapíricas. Na região Oeste de Portugal existem diversas nascentes minerais e termais usadas para hidroterapia. Esta tese tem por objectivo estudar as concessões hidrominerais das Termas dos Cucos e das Termas de Monte Real (Portugal Central), bem como as suas áreas envolventes. Estas actividades hidroterapêuticas são muito relevantes em termos sócio‐económicos para os concelhos de Torres Vedras e Leiria. Os estudos contemplados nesta tese (que incluíram trabalho de campo no domínio da geotectónica, geomorfologia e hidrogeologia) permitiram delinear modelos hidrogeológicos conceptuais, apoiados, ainda, pela re‐interpretação de estudos geofísicos e hidrogeológicos prévios. A caracterização destas áreas foi suportada por inventários hidrogeológicos, tendo sido determinante para o projecto dos furos de captação, incluindo localização e profundidade. Todos os dados compilados foram representados cartograficamente numa base de Sistemas de Informação Geográfica (SIG).

Cooperative framework for open real-time systems

Actualmente, os sistemas embebidos estão presentes em toda a parte. Embora grande parte da população que os utiliza não tenha a noção da sua presença, na realidade, se repentinamente estes sistemas deixassem de existir, a sociedade iria sentir a sua falta. A sua utilização massiva deve-se ao facto de estarem practicamente incorporados em quase os todos dispositivos electrónicos de consumo, telecomunicações, automação industrial e automóvel. Influenciada por este crescimento, a comunidade científica foi confrontada com novos problemas distribuídos por vários domínios científicos, dos quais são destacados a gestão da qualidade de serviço e gestão de recursos - domínio encarregue de resolver problemas relacionados com a alocação óptima de recursos físicos, tais como rede, memória e CPU. Existe na literatura um vasto conjunto de modelos que propõem soluções para vários problemas apresentados no contexto destes domínios científicos. No entanto, não é possível encontrar modelos que lidem com a gestão de recursos em ambientes de execução cooperativos e abertos com restrições temporais utilizando coligações entre diferentes nós, de forma a satisfazer os requisitos não funcionais das aplicações. Devido ao facto de estes sistemas serem dinâmicos por natureza, apresentam a característica de não ser possível conhecer, a priori, a quantidade de recursos necessários que uma aplicação irá requerer do sistema no qual irá ser executada. Este conhecimento só é adquirido aquando da execução da aplicação. De modo a garantir uma gestão eficiente dos recursos disponíveis, em sistemas que apresentam um grande dinamismo na execução de tarefas com e sem restrições temporais, é necessário garantir dois aspectos fundamentais. O primeiro está relacionado com a obtenção de garantias na execução de tarefas de tempo-real. Estas devem sempre ser executadas dentro da janela temporal requirida. O segundo aspecto refere a necessidade de garantir que todos os recursos necessários à execução das tarefas são fornecidos, com o objectivo de manter os níveis de performance quer das aplicações, quer do próprio sistema. Tendo em conta os dois aspectos acima mencionados, o projecto CooperatES foi especificado com o objectivo de permitir a dispositivos com poucos recursos uma execução colectiva de serviços com os seus vizinhos, de modo a cumprir com as complexas restrições de qualidade de serviço impostas pelos utilizadores ou pelas aplicações. Decorrendo no contexto do projecto CooperatES, o trabalho resultante desta tese tem como principal objectivo avaliar a practicabilidade dos conceitos principais propostos no âmbito do projecto. O trabalho em causa implicou a escolha e análise de uma plataforma, a análise de requisitos, a implementação e avaliação de uma framework que permite a execução cooperativa de aplicações e serviços que apresentem requisitos de qualidade de serviço. Do trabalho desenvolvido resultaram as seguintes contribuições: Análise das plataformas de código aberto que possam ser utilizadas na implementação dos conceitos relacionados com o projecto CooperatES; Critérios que influenciaram a escolha da plataforma Android e um estudo focado na análise da plataforma sob uma perspectiva de sistemas de tempo-real; Experiências na implementação dos conceitos do projecto na plataforma Android; Avaliação da practicabilidade dos conceitos propostos no projecto CooperatES; Proposta de extensões que permitam incorporar características de sistemas de tempo real abertos na plataforma Android.

Optimized near real-time remote device tracking and monitoring system

Os serviços baseados em localização vieram dar um novo alento à criatividade dos programadores de aplicações móveis. A vulgarização de dispositivos com capacidades de localização integradas deu origem ao desenvolvimento de aplicações que gerem e apresentam informação baseada na posição do utilizador. Desde então, o mercado móvel tem assistido ao aparecimento de novas categorias de aplicações que tiram proveito desta capacidade. Entre elas, destaca-se a monitorização remota de dispositivos, que tem vindo a assumir uma importância crescente, tanto no sector particular como no sector empresarial. Esta dissertação começa por apresentar o estado da arte sobre os diferentes sistemas de posicionamento, categorizados pela sua eficácia em ambientes internos ou externos, assim como diferentes protocolos de comunicação em tempo quase-real. É também feita uma análise ao estado actual do mercado móvel. Actualmente o mercado possui diferentes plataformas móveis com características únicas que as fazem rivalizar entre si, com vista a expandirem a sua quota de mercado. É por isso elaborado um breve estudo sobre os sistemas operativos móveis mais relevantes da actualidade. É igualmente feita uma abordagem mais profunda à arquitectura da plataforma móvel da Apple - o iOS – que serviu de base ao desenvolvimento de uma solução optimizada para localização e monitorização de dispositivos móveis. A monitorização implica uma utilização intensiva de recursos energéticos e de largura de banda que os dispositivos móveis da actualidade não estão aptos a suportar. Dado o grande consumo energético do GPS face à precária autonomia destes dispositivos, é apresentado um estudo em que se expõem soluções que permitem gerir de forma optimizada a utilização do GPS. O elevado custo dos planos de dados facultados pelas operadoras móveis é também considerado, pelo que são exploradas soluções que visam minimizar a utilização de largura de banda. Deste trabalho, nasce a aplicação EyeGotcha, que para além de permitir localizar outros utilizadores de dispositivos móveis de forma optimizada, permite também monitorizar as suas acções baseando-se num conjunto de regras pré-definidas. Estas acções são reportadas às entidades monitoras, de modo automatizado e sob a forma de alertas. Visionando-se a comercialização da aplicação, é portanto apresentado um modelo de negócio que permite obter receitas capazes de cobrirem os custos de manutenção de serviços, aos quais o funcionamento da aplicação móvel está subjugado.

Sistema de aquisição de dados em tempo real

Neste trabalho propus-me realizar um Sistema de Aquisição de Dados em Tempo Real via Porta Paralela. Para atingir com sucesso este objectivo, foi realizado um levantamento bibliográfico sobre sistemas operativos de tempo real, salientando e exemplificando quais foram marcos mais importantes ao longo da sua evolução. Este levantamento permitiu perceber o porquê da proliferação destes sistemas face aos custos que envolvem, em função da sua aplicação, bem como as dificuldades, científicas e tecnológicas, que os investigadores foram tendo, e que foram ultrapassando com sucesso. Para que Linux se comporte como um sistema de tempo real, é necessário configura-lo e adicionar um patch, como por exemplo o RTAI ou ADEOS. Como existem vários tipos de soluções que permitem aplicar as características inerentes aos sistemas de tempo real ao Linux, foi realizado um estudo, acompanhado de exemplos, sobre o tipo de arquitecturas de kernel mais utilizadas para o fazer. Nos sistemas operativos de tempo real existem determinados serviços, funcionalidades e restrições que os distinguem dos sistemas operativos de uso comum. Tendo em conta o objectivo do trabalho, e apoiado em exemplos, fizemos um pequeno estudo onde descrevemos, entre outros, o funcionamento escalonador, e os conceitos de latência e tempo de resposta. Mostramos que há apenas dois tipos de sistemas de tempo real o ‘hard’ que tem restrições temporais rígidas e o ‘soft’ que engloba as restrições temporais firmes e suaves. As tarefas foram classificadas em função dos tipos de eventos que as despoletam, e evidenciando as suas principais características. O sistema de tempo real eleito para criar o sistema de aquisição de dados via porta paralela foi o RTAI/Linux. Para melhor percebermos o seu comportamento, estudamos os serviços e funções do RTAI. Foi dada especial atenção, aos serviços de comunicação entre tarefas e processos (memória partilhada e FIFOs), aos serviços de escalonamento (tipos de escalonadores e tarefas) e atendimento de interrupções (serviço de rotina de interrupção - ISR). O estudo destes serviços levou às opções tomadas quanto ao método de comunicação entre tarefas e serviços, bem como ao tipo de tarefa a utilizar (esporádica ou periódica). Como neste trabalho, o meio físico de comunicação entre o meio ambiente externo e o hardware utilizado é a porta paralela, também tivemos necessidade de perceber como funciona este interface. Nomeadamente os registos de configuração da porta paralela. Assim, foi possível configura-lo ao nível de hardware (BIOS) e software (módulo do kernel) atendendo aos objectivos do presente trabalho, e optimizando a utilização da porta paralela, nomeadamente, aumentando o número de bits disponíveis para a leitura de dados. No desenvolvimento da tarefa de hard real-time, foram tidas em atenção as várias considerações atrás referenciadas. Foi desenvolvida uma tarefa do tipo esporádica, pois era pretendido, ler dados pela porta paralela apenas quando houvesse necessidade (interrupção), ou seja, quando houvesse dados disponíveis para ler. Desenvolvemos também uma aplicação para permitir visualizar os dados recolhidos via porta paralela. A comunicação entre a tarefa e a aplicação é assegurada através de memória partilhada, pois garantindo a consistência de dados, a comunicação entre processos do Linux e as tarefas de tempo real (RTAI) que correm ao nível do kernel torna-se muito simples. Para puder avaliar o desempenho do sistema desenvolvido, foi criada uma tarefa de soft real-time cujos tempos de resposta foram comparados com os da tarefa de hard real-time. As respostas temporais obtidas através do analisador lógico em conjunto com gráficos elaborados a partir destes dados, mostram e comprovam, os benefícios do sistema de aquisição de dados em tempo real via porta paralela, usando uma tarefa de hard real-time.

Um novo gerador central de padrões de locomoção para geração de trajectórias em tempo real de robôs quadrúpedes

Neste trabalho estuda-se a geração de trajectórias em tempo real de um robô quadrúpede. As trajectórias podem dividir-se em duas componentes: rítmica e discreta. A componente rítmica das trajectórias é modelada por uma rede de oito osciladores acoplados, com simetria 4 2 Z  Z . Cada oscilador é modelado matematicamente por um sistema de Equações Diferenciais Ordinárias. A referida rede foi proposta por Golubitsky, Stewart, Buono e Collins (1999, 2000), para gerar os passos locomotores de animais quadrúpedes. O trabalho constitui a primeira aplicação desta rede à geração de trajectórias de robôs quadrúpedes. A derivação deste modelo baseia-se na biologia, onde se crê que Geradores Centrais de Padrões de locomoção (CPGs), constituídos por redes neuronais, geram os ritmos associados aos passos locomotores dos animais. O modelo proposto gera soluções periódicas identificadas com os padrões locomotores quadrúpedes, como o andar, o saltar, o galopar, entre outros. A componente discreta das trajectórias dos robôs usa-se para ajustar a parte rítmica das trajectórias. Este tipo de abordagem é útil no controlo da locomoção em terrenos irregulares, em locomoção guiada (por exemplo, mover as pernas enquanto desempenha tarefas discretas para colocar as pernas em localizações específicas) e em percussão. Simulou-se numericamente o modelo de CPG usando o oscilador de Hopf para modelar a parte rítmica do movimento e um modelo inspirado no modelo VITE para modelar a parte discreta do movimento. Variou-se o parâmetro g e mediram-se a amplitude e a frequência das soluções periódicas identificadas com o passo locomotor quadrúpede Trot, para variação deste parâmetro. A parte discreta foi inserida na parte rítmica de duas formas distintas: (a) como um offset, (b) somada às equações que geram a parte rítmica. Os resultados obtidos para o caso (a), revelam que a amplitude e a frequência se mantêm constantes em função de g. Os resultados obtidos para o caso (b) revelam que a amplitude e a frequência aumentam até um determinado valor de g e depois diminuem à medida que o g aumenta, numa curva quase sinusoidal. A variação da amplitude das soluções periódicas traduz-se numa variação directamente proporcional na extensão do movimento do robô. A velocidade da locomoção do robô varia com a frequência das soluções periódicas, que são identificadas com passos locomotores quadrúpedes.

Robôs quadrúpedes: geração de trajectórias em tempo real usando sistemas dinâmicos não-lineares

A geração de trajectórias de robôs em tempo real é uma tarefa muito complexa, não existindo ainda um algoritmo que a permita resolver de forma eficaz. De facto, há controladores eficientes para trajectórias previamente definidas, todavia, a adaptação a variações imprevisíveis, como sendo terrenos irregulares ou obstáculos, constitui ainda um problema em aberto na geração de trajectórias em tempo real de robôs. Neste trabalho apresentam-se modelos de geradores centrais de padrões de locomoção (CPGs), inspirados na biologia, que geram os ritmos locomotores num robô quadrúpede. Os CPGs são modelados matematicamente por sistemas acoplados de células (ou neurónios), sendo a dinâmica de cada célula dada por um sistema de equações diferenciais ordinárias não lineares. Assume-se que as trajectórias dos robôs são constituídas por esta parte rítmica e por uma parte discreta. A parte discreta pode ser embebida na parte rítmica, (a.1) como um offset ou (a.2) adicionada às expressões rítmicas, ou (b) pode ser calculada independentemente e adicionada exactamente antes do envio dos sinais para as articulações do robô. A parte discreta permite inserir no passo locomotor uma perturbação, que poderá estar associada à locomoção em terrenos irregulares ou à existência de obstáculos na trajectória do robô. Para se proceder á análise do sistema com parte discreta, será variado o parâmetro g. O parâmetro g, presente nas equações da parte discreta, representa o offset do sinal após a inclusão da parte discreta. Revê-se a teoria de bifurcação e simetria que permite a classificação das soluções periódicas produzidas pelos modelos de CPGs com passos locomotores quadrúpedes. Nas simulações numéricas, usam-se as equações de Morris-Lecar e o oscilador de Hopf como modelos da dinâmica interna de cada célula para a parte rítmica. A parte discreta é modelada por um sistema inspirado no modelo VITE. Medem-se a amplitude e a frequência de dois passos locomotores para variação do parâmetro g, no intervalo [-5;5]. Consideram-se duas formas distintas de incluir a parte discreta na parte rítmica: (a) como um (a.1) offset ou (a.2) somada nas expressões que modelam a parte rítmica, e (b) somada ao sinal da parte rítmica antes de ser enviado às articulações do robô. No caso (a.1), considerando o oscilador de Hopf como dinâmica interna das células, verifica-se que a amplitude e frequência se mantêm constantes para -50.2. A extensão do movimento varia de forma directamente proporcional à amplitude. No caso das equações de Morris-Lecar, quando a componente discreta é embebida (a.2), a amplitude e a frequência aumentam e depois diminuem para - 0.170.5 Pode concluir-se que: (1) a melhor forma de inserção da parte discreta que menos perturbação insere no robô é a inserção como offset; (2) a inserção da parte discreta parece ser independente do sistema de equações diferenciais ordinárias que modelam a dinâmica interna de cada célula. Como trabalho futuro, é importante prosseguir o estudo das diferentes formas de inserção da parte discreta na parte rítmica do movimento, para que se possa gerar uma locomoção quadrúpede, robusta, flexível, com objectivos, em terrenos irregulares, modelada por correcções discretas aos padrões rítmicos.

Code offloading on real-time multimedia systems: a framework for handling code mobility and code offloading in a QoS aware environment

Actualmente, os smartphones e outros dispositivos móveis têm vindo a ser dotados com cada vez maior poder computacional, sendo capazes de executar um vasto conjunto de aplicações desde simples programas de para tirar notas até sofisticados programas de navegação. Porém, mesmo com a evolução do seu hardware, os actuais dispositivos móveis ainda não possuem as mesmas capacidades que os computadores de mesa ou portáteis. Uma possível solução para este problema é distribuir a aplicação, executando partes dela no dispositivo local e o resto em outros dispositivos ligados à rede. Adicionalmente, alguns tipos de aplicações como aplicações multimédia, jogos electrónicos ou aplicações de ambiente imersivos possuem requisitos em termos de Qualidade de Serviço, particularmente de tempo real. Ao longo desta tese é proposto um sistema de execução de código remota para sistemas distribuídos com restrições de tempo-real. A arquitectura proposta adapta-se a sistemas que necessitem de executar periodicamente e em paralelo mesmo conjunto de funções com garantias de tempo real, mesmo desconhecendo os tempos de execução das referidas funções. A plataforma proposta foi desenvolvida para sistemas móveis capazes de executar o Sistema Operativo Android.

Rede de monitorização ambiental em tempo- real com sistemas móveis

A compreensão das interacções entre os oceanos, a linha de costa, a qualidade do ar e as florestas só será possível através do registo e análise de informação geo-temporalmente referenciada. Mas a monitorização de grandes áreas apresenta o problema da cobertura espacial e temporal, e os custos nela envolvidos pela impossibilidade de disseminar a quantidade de estações de monitorização necessários à compreensão do fenómeno. É necessário então definir metodologias de colocação de sensores e recolha de informação de forma robusta, económica e temporalmente útil. Nesta dissertação apresentamos uma estratégia de monitorização ambiental, para meios hídricos, (ou de grande dimensão) que baseada em sistemas móveis e alguns princípios da geoestatística, fornece uma ferramenta de monitorização mais económica, sem prejuízo da qualidade de informação. Os modelos usados na geoestatística assentam na ideia de que medidas mais próximas tendem a serem mais parecidas do que valores observados em locais distantes e fornece métodos para quantificar esta correlação espacial e incorporá-la na estimação. Os resultados obtidos sustentam a convicção do uso de veículos móveis em redes de sensores e que contribuímos para responder à seguinte questão “Qual a técnica que nos permite com poucos sensores monitorizar grandes áreas?”. A solução passará por modelos de estimação de grandezas utilizados na geoestatística associados a sistemas móveis.

Supporting intra-task parallelism in real-time multiprocessor systems

Os sistemas de tempo real modernos geram, cada vez mais, cargas computacionais pesadas e dinâmicas, começando-se a tornar pouco expectável que sejam implementados em sistemas uniprocessador. Na verdade, a mudança de sistemas com um único processador para sistemas multi- processador pode ser vista, tanto no domínio geral, como no de sistemas embebidos, como uma forma eficiente, em termos energéticos, de melhorar a performance das aplicações. Simultaneamente, a proliferação das plataformas multi-processador transformaram a programação paralela num tópico de elevado interesse, levando o paralelismo dinâmico a ganhar rapidamente popularidade como um modelo de programação. A ideia, por detrás deste modelo, é encorajar os programadores a exporem todas as oportunidades de paralelismo através da simples indicação de potenciais regiões paralelas dentro das aplicações. Todas estas anotações são encaradas pelo sistema unicamente como sugestões, podendo estas serem ignoradas e substituídas, por construtores sequenciais equivalentes, pela própria linguagem. Assim, o modo como a computação é na realidade subdividida, e mapeada nos vários processadores, é da responsabilidade do compilador e do sistema computacional subjacente. Ao retirar este fardo do programador, a complexidade da programação é consideravelmente reduzida, o que normalmente se traduz num aumento de produtividade. Todavia, se o mecanismo de escalonamento subjacente não for simples e rápido, de modo a manter o overhead geral em níveis reduzidos, os benefícios da geração de um paralelismo com uma granularidade tão fina serão meramente hipotéticos. Nesta perspetiva de escalonamento, os algoritmos que empregam uma política de workstealing são cada vez mais populares, com uma eficiência comprovada em termos de tempo, espaço e necessidades de comunicação. Contudo, estes algoritmos não contemplam restrições temporais, nem outra qualquer forma de atribuição de prioridades às tarefas, o que impossibilita que sejam diretamente aplicados a sistemas de tempo real. Além disso, são tradicionalmente implementados no runtime da linguagem, criando assim um sistema de escalonamento com dois níveis, onde a previsibilidade, essencial a um sistema de tempo real, não pode ser assegurada. Nesta tese, é descrita a forma como a abordagem de work-stealing pode ser resenhada para cumprir os requisitos de tempo real, mantendo, ao mesmo tempo, os seus princípios fundamentais que tão bons resultados têm demonstrado. Muito resumidamente, a única fila de gestão de processos convencional (deque) é substituída por uma fila de deques, ordenada de forma crescente por prioridade das tarefas. De seguida, aplicamos por cima o conhecido algoritmo de escalonamento dinâmico G-EDF, misturamos as regras de ambos, e assim nasce a nossa proposta: o algoritmo de escalonamento RTWS. Tirando partido da modularidade oferecida pelo escalonador do Linux, o RTWS é adicionado como uma nova classe de escalonamento, de forma a avaliar na prática se o algoritmo proposto é viável, ou seja, se garante a eficiência e escalonabilidade desejadas. Modificar o núcleo do Linux é uma tarefa complicada, devido à complexidade das suas funções internas e às fortes interdependências entre os vários subsistemas. Não obstante, um dos objetivos desta tese era ter a certeza que o RTWS é mais do que um conceito interessante. Assim, uma parte significativa deste documento é dedicada à discussão sobre a implementação do RTWS e à exposição de situações problemáticas, muitas delas não consideradas em teoria, como é o caso do desfasamento entre vários mecanismo de sincronização. Os resultados experimentais mostram que o RTWS, em comparação com outro trabalho prático de escalonamento dinâmico de tarefas com restrições temporais, reduz significativamente o overhead de escalonamento através de um controlo de migrações, e mudanças de contexto, eficiente e escalável (pelo menos até 8 CPUs), ao mesmo tempo que alcança um bom balanceamento dinâmico da carga do sistema, até mesmo de uma forma não custosa. Contudo, durante a avaliação realizada foi detetada uma falha na implementação do RTWS, pela forma como facilmente desiste de roubar trabalho, o que origina períodos de inatividade, no CPU em questão, quando a utilização geral do sistema é baixa. Embora o trabalho realizado se tenha focado em manter o custo de escalonamento baixo e em alcançar boa localidade dos dados, a escalonabilidade do sistema nunca foi negligenciada. Na verdade, o algoritmo de escalonamento proposto provou ser bastante robusto, não falhando qualquer meta temporal nas experiências realizadas. Portanto, podemos afirmar que alguma inversão de prioridades, causada pela sub-política de roubo BAS, não compromete os objetivos de escalonabilidade, e até ajuda a reduzir a contenção nas estruturas de dados. Mesmo assim, o RTWS também suporta uma sub-política de roubo determinística: PAS. A avaliação experimental, porém, não ajudou a ter uma noção clara do impacto de uma e de outra. No entanto, de uma maneira geral, podemos concluir que o RTWS é uma solução promissora para um escalonamento eficiente de tarefas paralelas com restrições temporais.

Copper, nickel and zinc removal by peanut hulls: batch and column studies in mono, tri-component systems and with real effluent

The main goal of this research study was the removal of Cu(II), Ni(II) and Zn(II) from aqueous solutions using peanut hulls. This work was mainly focused on the following aspects: chemical characterization of the biosorbent, kinetic studies, study of the pH influence in mono-component systems, equilibrium isotherms and column studies, both in mono and tri-component systems, and with a real industrial effluent from the electroplating industry. The chemical characterization of peanut hulls showed a high cellulose (44.8%) and lignin (36.1%) content, which favours biosorption of metal cations. The kinetic studies performed indicate that most of the sorption occurs in the first 30 min for all systems. In general, a pseudo-second order kinetics was followed, both in mono and tri-component systems. The equilibrium isotherms were better described by Freundlich model in all systems. Peanut hulls showed higher affinity for copper than for nickel and zinc when they are both present. The pH value between 5 and 6 was the most favourable for all systems. The sorbent capacity in column was 0.028 and 0.025 mmol g-1 for copper, respectively in mono and tri-component systems. A decrease of capacity for copper (50%) was observed when dealing with the real effluent. The Yoon-Nelson, Thomas and Yan’s models were fitted to the experimental data, being the latter the best fit.

D. João de Magalhães e Avelar e a Fundação da Real Biblioteca Pública Municipal do Porto (1833)

D. João de Magalhães e Avelar (1754-1833) formou aquela que, ao tempo, era a maior biblioteca privada portuguesa. Com cerca de 36000 volumes, foi elogiada por personalidades nacionais e estrangeiras, por aliar à quantidade de volumes inúmeros e valiosíssimos manuscritos. Formada ao longo dos séculos XVIII e XIX, durante mais de 30 anos, originou, em 1833, o primeiro núcleo da actual Biblioteca Pública Municipal do Porto. Numa época em que possuir livros era sinónimo de prestígio social mas num período em que quase não havia tradição de bibliotecas públicas no nosso país, contrariamente ao que acontecia noutras realidades, a livraria privada de Avelar formou, com outras, a Real Biblioteca Pública da Cidade do Porto. Em 1833, aquando do primeiro aniversário da entrada do exército liberal no Porto, por decreto, criou-se a biblioteca portuense. Estabelecida na casa que servia de Hospício dos Religiosos de Santo António do Val da Piedade, à praça da Cordoaria, tinha como objectivo satisfazer a utilidade pública, estando aberta todos os dias, excepto domingos e feriados. Propriedade da cidade do Porto, ficava sujeita à administração da Câmara que se obrigava à sua guarda, manutenção, conservação, bem como à constante aquisição de espólio. Como veremos, tratou-se de um processo conflituoso mas o Porto obtinha, definitivamente, a sua biblioteca pública.

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).