Multi-Objective and Financial Portfolio Optimization of Carrier-Sense Multiple Access Protocols with Cooperative Diversity

8th International Workshop on Multiple Access Communications (MACOM2015), Helsinki, Finland.

Decentralized Target Tracking based on Multi-Robot Cooperative Triangulation

Target tracking with bearing-only sensors is a challenging problem when the target moves dynamically in complex scenarios. Besides the partial observability of such sensors, they have limited field of views, occlusions can occur, etc. In those cases, cooperative approaches with multiple tracking robots are interesting, but the different sources of uncertain information need to be considered appropriately in order to achieve better estimates. Even though there exist probabilistic filters that can estimate the position of a target dealing with incertainties, bearing-only measurements bring usually additional problems with initialization and data association. In this paper, we propose a multi-robot triangulation method with a dynamic baseline that can triangulate bearing-only measurements in a probabilistic manner to produce 3D observations. This method is combined with a decentralized stochastic filter and used to tackle those initialization and data association issues. The approach is validated with simulations and field experiments where a team of aerial and ground robots with cameras track a dynamic target.

Multi-robot cooperative stereo for outdoor scenarios

13th International Conference on Autonomous Robot Systems (Robotica), 2013

Formation Control Driven by Cooperative Object Tracking

In this paper we introduce a formation control loop that maximizes the performance of the cooperative perception of a tracked target by a team of mobile robots, while maintaining the team in formation, with a dynamically adjustable geometry which is a function of the quality of the target perception by the team. In the formation control loop, the controller module is a distributed non-linear model predictive controller and the estimator module fuses local estimates of the target state, obtained by a particle filter at each robot. The two modules and their integration are described in detail, including a real-time database associated to a wireless communication protocol that facilitates the exchange of state data while reducing collisions among team members. Simulation and real robot results for indoor and outdoor teams of different robots are presented. The results highlight how our method successfully enables a team of homogeneous robots to minimize the total uncertainty of the tracked target cooperative estimate while complying with performance criteria such as keeping a pre-set distance between the teammates and the target, avoiding collisions with teammates and/or surrounding obstacles.

Simulation Environment for Multi-Robot Cooperative 3D Target Perception

4th International Conference, SIMPAR 2014, Bergamo, Italy, October 20-23, 2014

Uncertainty based Multi-Robot Cooperative Triangulation

The paper presents a multi-robot cooperative framework to estimate the 3D position of dynamic targets, based on bearing-only vision measurements. The uncertainty of the observation provided by each robot equipped with a bearing-only vision system is effectively addressed for cooperative triangulation purposes by weighing the contribution of each monocular bearing ray in a probabilistic manner. The envisioned framework is evaluated in an outdoor scenario with a team of heterogeneous robots composed of an Unmanned Ground and Aerial Vehicle.

Potencialidades de uma abordagem com Interdisciplinaridade entre matemática e estudo do meio e centrada no ambiente

O presente estudo partiu do problema “Como promover aprendizagens da Matemática e do Estudo do Meio numa perspetiva interdisciplinar, explorando o mundo real?”. Neste sentido, tem como objetivos: selecionar recursos e atividades que se revelem motivadoras para os alunos; demonstrar a relevância da inter-relação de diferentes conceitos e a importância da sua ligação com as vivências dos alunos; ativar o envolvimento dos alunos para a aprendizagem da Matemática através do Estudo do meio e de situações do mundo real; estimular a perceção do aluno da presença da Matemática nos conteúdos de Estudo do Meio; fomentar a compreensão da relação dos conteúdos de Matemática e estudo do Meio. Com este propósito formularam-se as seguintes questões: (1) Que tipo de atividades se poderão proporcionar de forma a motivar os alunos para os conteúdos do Estudo do Meio e da Matemática? (2) De que forma a exploração das situações/conceções do quotidiano poderá promover o envolvimento dos alunos na aprendizagem da Matemática e do Estudo do Meio? (3) De que forma o Ensino Experimental das Ciências numa perspetiva interdisciplinar pode contribuir para desenvolver tanto as competências conceptuais (fatores do ambiente: temperatura e humidade/OTD/números racionais), como capacidades de pensamento crítico e tomada de decisão inerente? Tendo em vista os objetivos do estudo, desenvolveram-se, com uma turma do 2º ano de escolaridade, quatro situações formativas, que envolveram as disciplinas de Matemática e Estudo do Meio. O domínio de conteúdos preponderante na área de Estudo do Meio foi À descoberta do Ambiente Natural, enquanto na Matemática os domínios predominantes foram Organização e tratamento de dados e Números e operações. Foram realizadas diversas atividades experimentais, onde os alunos tiveram um papel ativo na construção dos seus conhecimentos. A investigação segue uma metodologia qualitativa, centrando-se num estudo de caso, onde se caracteriza uma experiência interdisciplinar que envolveu as disciplinas de Matemática e Estudo do Meio. Os dados foram recolhidos pela professora investigadora através de gravações de vídeo e áudio, fotografias, trabalhos dos alunos e de registos da professora investigadora. Os resultados demonstraram como os alunos mobilizaram e apropriaram os conteúdos de Matemática e Estudo do Meio. Os dados, através da análise de conteúdo, parecem iv sugerir que houve uma evolução no desempenho dos alunos a vários níveis, nomeadamente: no trabalho cooperativo, no envolvimento da tarefa, nas interações estabelecidas e na motivação para a aprendizagem da Matemática e Estudo do Meio.

Relatório de estágio

O presente relatório foi desenvolvido no âmbito de Prática Pedagógica Supervisionada no 1ºCiclo do Ensino Básico, Unidade Curricular do Mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1ºCiclo do Ensino Básico, na Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto. Assim sendo, diz respeito à intervenção da mestranda numa turma de 4ºano do 1ºCiclo do Ensino Básico, numa instituição de ensino público, na zona metropolitana do Porto. A Unidade Curricular em questão, de cariz teórico-prático, permitiu mobilizar pressupostos teóricos fundamentais para o desenvolvimento da prática pedagógica, dando a conhecer as competências desejáveis do profissional de ensino. A metodologia utilizada ao longo do percurso da mestranda assentou na vertente da investigação e ação, pelo que envolve um conjunto de etapas que permitem a melhoria das práticas e, consequentemente, do desenvolvimento profissional e da aprendizagem dos alunos. O relatório espelha todo o processo formativo, destacando conceções teóricas e legais e o contexto da prática, evidenciando, de forma crítica e reflexiva, momentos do estágio que marcaram o desenvolvimento profissional e pessoal da futura professora. Destaca-se a valorização do aluno como indivíduo único, repleto de características que o caracterizam, bem como do processo de ensino-aprendizagem, pelo que se utilizaram metodologias socioconstrutivistas e recursos diversificados com vista à aprendizagem de sucesso. Deste modo, realça-se que este mestrado contribuiu para o desenvolvimento de competências essenciais no que concerne à profissão docente, sendo que a vivência de situações concretas permitiram a construção fundamentada do pensamento crítico e de um conjunto de saberes científicos, pedagógicos e didáticos da mestranda.

Relatório de estágio

No presente relatório é explanado o desenvolvimento profissional da formanda durante a prática pedagógica supervisionada em Educação Pré- Escolar (com crianças dos três aos seis anos) e na prática pedagógica supervisionada no 1.º Ciclo do Ensino Básico (com um grupo do 3.º ano). Neste documento, a formanda procurou descrever, analisar e refletir acerca da sua prática, evidenciando o seu desenvolvimento e dificuldades sentidas e as potencialidades do trabalho cooperativo e colaborativo. Durante as práticas pedagógicas supervisionadas a formanda mobilizou a metodologia de investigação-ação, com as suas etapas inerentes (observação, planificação, ação, avaliação e reflexão), o que possibilitou o seu desenvolvimento pessoal e profissional, ao ser desenvolvida de forma cíclica e continuada e articulando-se com a estratégia do portefólio de formação. O portefólio de formação, desenvolvido no percurso dos estágios, possibilitou a reflexão crítica por parte da formanda acerca do contexto e atividades propostas, bem como a observação e reflexão acerca do seu próprio desenvolvimento. Assim, esta formação inicial de docentes fomentou a aquisição e mobilização de competências e conhecimentos científicos, pedagógicos e didáticos, basilares para o desempenho proficiente da prática docente. Efetivamente as práticas pedagógicas supervisionadas possibilitaram à formanda a mobilização de uma postura investigativa e reflexiva, promotoras do desenvolvimento de competências e conhecimentos profissionais fundamentais e melhoria gradual da sua prática. Ressalva-se, no entanto, a importância da formação contínua da formanda, através da mobilização das características da metodologia de investigação-ação visando