Interactive light and sound table: an EPS@ISEP project

Interactive products are appealing objects in a technology-driven society and the offer in the market is wide and varied. Most of the existing interactive products only provide either light or sound experiences. Therefore, the goal of this project was to develop a product aimed for children combining both features. This project was developed by a team of four thirdyear students with different engineering backgrounds and nationalities during the European Project Semester at ISEP (EPS@ISEP) in 2012. This paper presents the process that led to the development of an interactive sound table that combines nine identical interaction blocks, a control block and a sound block. Each interaction block works independently and is composed of four light emitting diodes (LED) and one infrared (IR) sensor. The control is performed by an Arduino microcontroller and the sound block includes a music shield and a pair of loud speakers. A number of tests were carried out to assess whether the controller, IR sensors, LED, music shield and speakers work together properly and if the ensemble was a viable interactive light and sound device for children.

Music and evolutionary computation

This paper presents a brief history of the western music: from its genesis to serialism and the Darmstadt school. Also some mathematical aspects of music are then presented and confronted with music as a form of art. The question is, are these two distinct aspects compatible? Can computers be of real help in automatic composition? The more appealing algorithmic approach is evolutionary computation as it offers creativity potential. Therefore, the Evolutionary Algorithms are then introduced and some results of GAs and GPs application to music generation are analysed.

Educational application of remote experimentation for mobile devices

In this article the authors describe the application development RExMobile and the importance of remote experimentation via mobile devices, especially smartphones simple, beyond the space provided for this application in education. The article deals the creation, software and hardware that provide an interactive and dynamic way to attract more students to use these experiments remote, serving as support to teachers to science teaching from its initial series. The ease and availability of smartphones, even these students of basic education, permits the reach of new users and in different places. Thus, the practice of remote experimentation in mobile devices enables new spaces for access and interaction. Are used for developing software free or low cost, HTML5 and jQuery Mobile framework, that enable the creation of pages compatible with different mobile operating systems such as iOS, Android, Windows Phone, some Symbian, among others. Also are demonstrated patterns layouts that allow greater accessibility.

Tecnologias multimédia no apoio ao ensino aprendizagem de suporte básico de vida

A sociedade moderna encontra-se numa evolução progressiva e vertiginosa nomeadamente no que respeita às novas tecnologias. Independentemente da área de conhecimento, é de senso comum que cada vez mais é necessária uma formação sólida, sendo fundamental a preparação e a consolidação das futuras gerações na utilização das novas tecnologias. As plataformas de e-learning são hoje em dia uma realidade mais que afirmada e com aplicação em todos os setores de atividade. Na área da saúde, e mais concretamente no que diz respeito ao tema de Suporte Básico de Vida (SBV), foi-nos possível verificar que a maioria das pessoas revela falta de conhecimentos sobre o tema e, não obstante existirem cursos sobre este tema, a disponibilidade para a sua frequência nem sempre é possível pela distância, falta de tempo e disponibilidade para a sua frequência, bem como pelos custos envolvidos. O presente estudo pretende contribuir para uma análise e investigação sobre o potencial de utilização das novas Tecnologias Multimédia, aplicando-as ao ensino concreto de primeiros socorros e especialmente de Suporte Básico de Vida, num recurso educativo digital com o formato de Objeto de Aprendizagem. Para o efeito, será construído um Objeto de Aprendizagem temático, focalizando o tema de SBV. O repositório MERLOT foi utilizado como meio de distribuição global, no sentido de aferir o potencial e facilidade de distribuição e catalogação com metadados. Foi ainda colocado on-line o “SBVOA” (Objeto de Aprendizagem desenvolvido no presente estudo), numa página criada apenas para o efeito. Esta dissertação apresenta o estudo desenvolvido para investigação do potencial de aprendizagem proporcionado pelo Objeto de Aprendizagem desenvolvido, validando se pode ser uma alternativa interativa de educação em SBV, contribuindo deste modo para a diminuição de eventuais perdas de vida.

The active mathematics project at ISCAP

This paper summarizes a project that is contributing to a change in the way of teaching and learning Mathematics. Mathematics is a subject of the Accounting and Administration course. In this subject we teach: Functions and Algebra. The aim is that the students understand the basic concepts and is able to apply them in other issues, when possible, establishing a bridge between the issues that they have studied and their application in Accounting. As from this year, the Accounting course falls under in Bologna Process. The teacher and the student roles have changed. The time for theoretical and practical classes has been reduced, so it was necessary to modify the way of teaching and learning. In the theoretical classes we use systems of multimedia projection to present the concepts, and in the practical classes we solve exercises. To supplement our theoretical and practical classes we have developed an active mathematics project called MatActiva based on the Moodle platform offered by PAOL - Projecto de Apoio Online (Online Support Project). In the last versions of Moodle, it is possible use the TeX language to create math questions. Using this tool we created a set of interactive materials. With the creation of this new project we wanted to take advantage already obtained results with the previous experiences, giving to the students opportunities to complement their study in Mathematics. One of the great objectives is to motivate students, encourage them to overcome theirs difficulties through an auto-study, giving them more confidence and the opportunity to seeing others perspectives of the mathematics subjects. In the MatActiva project the students have a big collection of information about the way of the subject works, which includes the objectives, the program, recommended bibliography, evaluation method and summaries. It works as material support for the practical and theoretical classes, the slides of the theoretical classes are available, the sheets with exercises for the students to do in the classroom and complementary exercises, as well as the exams of previous years. Students can also do diagnostic tests and evaluation tests online. Our approach is a reflexive one, based on the professional experience of the teachers that explore and incorporate new tools of Moodle with their students and coordinate the project MatActiva.

A aplicação da CIF nos programas educativos individualizados das crianças e jardim de infância

A Classificação Internacional da Funcionalidade, Crianças e Jovens (CIF-CJ), usando uma linguagem comum e universal, permite a comunicação entre os diferentes profissionais e investigadores. Sustenta-se numa abordagem biopsicossocial que pressupõe um processo interactivo da participação com os contextos de vida da criança, classificando a criança quanto à sua funcionalidade, definindo perfis de funcionalidade. A reestruturação do Programa Educativo Individual (PEI) através do decreto-lei 3/2008, passa a incluir uma terminologia da CIF-CJ, para a determinação do Perfil de Funcionalidade e Plano de Intervenção. Devido à sua pertinência e actualidade foi objectivo deste estudo fazer a análise da aplicação da CIF nos Programas Educativos Individualizados das crianças da Creche e Jardim de Infância do Cabedelo, verificando se os conteúdos dos PEI das crianças tem ligação com as componentes da CIF-CJ, se são elaborados de modo a englobarem predominantemente os constructos ligados à Actividade e Participação e ao Ambiente segundo o modelo biopsicossocial, e se os constructos identificados no Perfil de Funcionalidade surgem como alvo no Plano de Intervenção. Seleccionámos uma amostra de 15 crianças com Necessidades Educativas Especiais (NEE) com idades entre os dois e os seis anos de idade. A metodologia foi mista iniciando com um estudo qualitativo seguido de uma metodologia quantitativa. Assim procedeu-se a uma análise de conteúdo dos PEI’s, utilizando as linking rules para os relacionar com a CIF-CJ, e posteriormente efectuou-se uma análise de frequências com recurso à estatística descritiva. Os resultados indicam existir uma ligação dos conteúdos dos PEI’s com os componentes da CIF-CJ. O Perfil de Funcionalidade e Plano de Intervenção centram-se na componente Actividades e Participação sendo os Factores do Ambiente menos citados em ambos os processos. Em relação à existência de correspondência dos constructos do Perfil de Funcionalidade com o Plano de Intervenção não há uma correspondência directa em grande parte dos códigos, havendo no entanto uma correspondência na mesma área ou em áreas diferentes mas relacionáveis entre si.

Paul Auster and the music of change: building new stories

In the work of Paul Auster (Newark, 1947 - ), we find two main themes: the sense of loss and existential drift and the loneliness of the individual fully committed to the work of writing, as if he had been confined to the book that commands his life. However, this second theme is clearly the dominant one because the character's space of solitude may include its own wandering, because this wandering is also often performed inside the four walls of a room, just like it is narrated inside the space of the page and the book. Both in his poetry, essays and fiction, Auster seems to face the work of writing as an actual physical effort of effective construction, as if the words that are aligned in the poem-text were stones to place in a row when building a wall or some other structure in stone.

Interfaces inovadores para a aprendizagem musical

Mestrado em Engenharia Informática

A novel application of microwave-assisted extraction of polyphenols from brewer’s spent grain with HPLC-DAD-MS analysis

This paper reports a novel application of microwave-assisted extraction (MAE) of polyphenols from brewer’s spent grains (BSG). A 24 orthogonal composite design was used to obtain the optimal conditions of MAE. The influence of the MAE operational parameters (extraction time, temperature, solvent volume and stirring speed) on the extraction yield of ferulic acid was investigated through response surface methodology. The results showed that the optimal conditions were 15 min extraction time, 100 °C extraction temperature, 20 mL of solvent, and maximum stirring speed. Under these conditions, the yield of ferulic acid was 1.31±0.04% (w/w), which was fivefold higher than that obtained with conventional solid–liquid extraction techniques. The developed new extraction method considerably reduces extraction time, energy and solvent consumption, while generating fewer wastes. HPLC-DADMS analysis indicated that other hydroxycinnamic acids and several ferulic acid dehydrodimers, as well as one dehydrotrimer were also present, confirming that BSG is a valuable source of antioxidant compounds.

Sequential application of soil vapor extraction and bioremediation processes for the remediation of ethylbenzene-contaminated soils

Soil vapor extraction (SVE) is an efficient, well-known and widely applied soil remediation technology. However, under certain conditions it cannot achieve the defined cleanup goals, requiring further treatment, for example, through bioremediation (BR). The sequential application of these technologies is presented as a valid option but is not yet entirely studied. This work presents the study of the remediation of ethylbenzene (EB)-contaminated soils, with different soil water and natural organic matter (NOMC) contents, using sequential SVE and BR. The obtained results allow the conclusion that: (1) SVE was sufficient to reach the cleanup goals in 63% of the experiments (all the soils with NOMC below 4%), (2) higher NOMCs led to longer SVE remediation times, (3) BR showed to be a possible and cost-effective option when EB concentrations were lower than 335 mg kgsoil −1, and (4) concentrations of EB above 438 mg kgsoil −1 showed to be inhibitory for microbial activity.

Aplicação de algoritmos genéticos para sintonia de controladores

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Application of wetland systems in the treatment of acid rock mine drainage

The presented work was conducted within the Dissertation / Internship, branch of Environmental Protection Technology, associated to the Master thesis in Chemical Engineering by the Instituto Superior de Engenharia do Porto and it was developed in the Aquatest a.s, headquartered in Prague, in Czech Republic. The ore mining exploitation in the Czech Republic began in the thirteenth century, and has been extended until the twentieth century, being now evident the consequences of the intensive extraction which includes contamination of soil and sub-soil by high concentrations of heavy metals. The mountain region of Zlaté Hory was chosen for the implementation of the remediation project, which consisted in the construction of three cells (tanks), the first to raise the pH, the second for the sedimentation of the formed precipitates and a third to increase the process efficiency in order to reduce high concentrations of metals, with special emphasis on iron, manganese and sulfates. This project was initiated in 2005, being pioneer in this country and is still ongoing due to the complex chemical and biological phenomenon’s inherent to the system. At the site where the project was implemented, there is a natural lagoon, thereby enabling a comparative study of the two systems (natural and artificial) regarding the efficiency of both in the reduction/ removal of the referred pollutants. The study aimed to assist and cooperate in the ongoing investigation at the company Aquatest, in terms of field work conducted in Zlaté Hory and in terms of research methodologies used in it. Thereby, it was carried out a survey and analysis of available data from 2005 to 2008, being complemented by the treatment of new data from 2009 to 2010. Moreover, a theoretical study of the chemical and biological processes that occurs in both systems was performed. Regarding the field work, an active participation in the collection and in situ sample analyzing of water and soil from the natural pond has been attained, with the supervision of Engineer, Irena Šupiková. Laboratory analysis of water and soil were carried out by laboratory technicians. It was found that the natural lagoon is more efficient in reducing iron and manganese, being obtained removal percentages of 100%. The artificial lagoon had a removal percentage of 90% and 33% for iron and manganese respectively. Despite the minor efficiency of the constructed wetland, it must be pointed out that this system was designed for the treatment and consequent reduction of iron. In this context, it can conclude that the main goal has been achieved. In the case of sulphates, the removal optimization is yet a goal to be achieved not only in the Czech Republic but also in other places where this type of contamination persists. In fact, in the natural lagoon and in the constructed wetland, removal efficiencies of 45% and 7% were obtained respectively. It has been speculated that the water at the entrance of both systems has different sources. The analysis of the collected data shows at the entrance of the natural pond, a concentration of 4.6 mg/L of total iron, 14.6 mg/L of manganese and 951 mg/L of sulphates. In the artificial pond, the concentrations are 27.7 mg/L, 8.1 mg/L and 382 mg/L respectively for iron, manganese and sulphates. During 2010 the investigation has been expanded. The study of soil samples has started in order to observe and evaluate the contribution of bacteria in the removal of heavy metals being in its early phase. Summarizing, this technology has revealed to be an interesting solution, since in addition to substantially reduce the mentioned contaminants, mostly iron, it combines the low cost of implementation with an reduced maintenance, and it can also be installed in recreation parks, providing habitats for plants and birds.

Descoberta de conhecimento em Logs de tentativas de intrusão. Um estudo de caso em Instituições de Ensino Superior

Perante a evolução constante da Internet, a sua utilização é quase obrigatória. Através da web, é possível conferir extractos bancários, fazer compras em países longínquos, pagar serviços sem sair de casa, entre muitos outros. Há inúmeras alternativas de utilização desta rede. Ao se tornar tão útil e próxima das pessoas, estas começaram também a ganhar mais conhecimentos informáticos. Na Internet, estão também publicados vários guias para intrusão ilícita em sistemas, assim como manuais para outras práticas criminosas. Este tipo de informação, aliado à crescente capacidade informática do utilizador, teve como resultado uma alteração nos paradigmas de segurança informática actual. Actualmente, em segurança informática a preocupação com o hardware é menor, sendo o principal objectivo a salvaguarda dos dados e continuidade dos serviços. Isto deve-se fundamentalmente à dependência das organizações nos seus dados digitais e, cada vez mais, dos serviços que disponibilizam online. Dada a mudança dos perigos e do que se pretende proteger, também os mecanismos de segurança devem ser alterados. Torna-se necessário conhecer o atacante, podendo prever o que o motiva e o que pretende atacar. Neste contexto, propôs-se a implementação de sistemas de registo de tentativas de acesso ilícitas em cinco instituições de ensino superior e posterior análise da informação recolhida com auxílio de técnicas de data mining (mineração de dados). Esta solução é pouco utilizada com este intuito em investigação, pelo que foi necessário procurar analogias com outras áreas de aplicação para recolher documentação relevante para a sua implementação. A solução resultante revelou-se eficaz, tendo levado ao desenvolvimento de uma aplicação de fusão de logs das aplicações Honeyd e Snort (responsável também pelo seu tratamento, preparação e disponibilização num ficheiro Comma Separated Values (CSV), acrescentando conhecimento sobre o que se pode obter estatisticamente e revelando características úteis e previamente desconhecidas dos atacantes. Este conhecimento pode ser utilizado por um administrador de sistemas para melhorar o desempenho dos seus mecanismos de segurança, tais como firewalls e Intrusion Detection Systems (IDS).

Ferramentas para apoio ao desenvolvimento de aplicações para o sistema NiVo

Ao longo dos últimos anos tem-se verificado um desenvolvimento significativo em soluções Internet Protocol Television (IPTV), com vista a ser implementadas em diversos sectores, incluindo o mercado hoteleiro. O presente trabalho desenvolveu-se em torno de um produto específico ligado a esta área, o sistema de entretenimento NiVo. Este produto foi criado pela Nonius Software, empresa associada ao ramo das telecomunicações, que continua a expandi-lo, conferindo-lhe novas características e melhoramentos. O objectivo principal do projecto consiste no desenvolvimento de uma aplicação simuladora dos temas gráficos do sistema NiVo, com a finalidade de facilitar o processo de criação dos mesmos. Esta aplicação pretende ter uma apresentação e interactividade o mais próxima possível do sistema real, permitindo realizar o teste/validação de um tema, sem a necessidade de utilização de equipamento que compõe o sistema NiVo. Um segundo objectivo baseia-se no desenvolvimento de uma aplicação de ajuda à composição de temas, evitando que estes sejam desenvolvidos manualmente, sem qualquer tipo de suporte, o que pode resultar em erros. Para o cumprimento dos objectivos estabelecidos, focando-se no desenvolvimento do simulador, utilizou-se a tecnologia Flash, sendo esta muito utilizada para a criação de animações interactivas. Desta forma, a aplicação desenvolvida tira partido das vantagens fornecidas por esta tecnologia.

Controlador Boundary-Scan

A crescente complexidade dos sistemas electrónicos associada a um desenvolvimento nas tecnologias de encapsulamento levou à miniaturização dos circuitos integrados, provocando dificuldades e limitações no diagnóstico e detecção de falhas, diminuindo drasticamente a aplicabilidade dos equipamentos ICT. Como forma de lidar com este problema surgiu a infra-estrutura Boundary Scan descrita na norma IEEE1149.1 “Test Access Port and Boundary-Scan Architecture”, aprovada em 1990. Sendo esta solução tecnicamente viável e interessante economicamente para o diagnóstico de defeitos, efectua também outras aplicações. O SVF surgiu do desejo de incutir e fazer com que os fornecedores independentes incluíssem a norma IEEE 1149.1, é desenvolvido num formato ASCII, com o objectivo de enviar sinais, aguardar pela sua resposta, segundo a máscara de dados baseada na norma IEEE1149.1. Actualmente a incorporação do Boundary Scan nos circuitos integrados está em grande expansão e consequentemente usufrui de uma forte implementação no mercado. Neste contexto o objectivo da dissertação é o desenvolvimento de um controlador boundary scan que implemente uma interface com o PC e possibilite o controlo e monitorização da aplicação de teste ao PCB. A arquitectura do controlador desenvolvido contém um módulo de Memória de entrada, um Controlador TAP e uma Memória de saída. A implementação do controlador foi feita através da utilização de uma FPGA, é um dispositivo lógico reconfiguráveis constituído por blocos lógicos e por uma rede de interligações, ambos configuráveis, que permitem ao utilizador implementar as mais variadas funções digitais. A utilização de uma FPGA tem a vantagem de permitir a versatilidade do controlador, facilidade na alteração do seu código e possibilidade de inserir mais controladores dentro da FPGA. Foi desenvolvido o protocolo de comunicação e sincronização entre os vários módulos, permitindo o controlo e monitorização dos estímulos enviados e recebidos ao PCB, executados automaticamente através do software do Controlador TAP e de acordo com a norma IEEE 1149.1. A solução proposta foi validada por simulação utilizando o simulador da Xilinx. Foram analisados todos os sinais que constituem o controlador e verificado o correcto funcionamento de todos os seus módulos. Esta solução executa todas as sequências pretendidas e necessárias (envio de estímulos) à realização dos testes ao PCB. Recebe e armazena os dados obtidos, enviando-os posteriormente para a memória de saída. A execução do trabalho permitiu concluir que os projectos de componentes electrónicos tenderão a ser descritos num nível de abstracção mais elevado, recorrendo cada vez mais ao uso de linguagens de hardware, no qual o VHDL é uma excelente ferramenta de programação. O controlador desenvolvido será uma ferramenta bastante útil e versátil para o teste de PCBs e outras funcionalidades disponibilizadas pelas infra-estruturas BS.