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 -5de Hopf, a amplitude e a frequência têm o mesmo comportamento, crescendo e diminuindo nos intervalos de g [-0.5,0.34] e [0.4,1.83], sendo nos restantes valores de g nulas. Isto traduz-se em variações na extensão do movimento e na velocidade do robô, proporcionais à amplitude e à frequência, respectivamente. Ainda com o oscilador Hopf, no caso (b), a frequência mantêm-se constante enquanto a amplitude diminui para g<0.2 e aumenta para g>0.2. 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 - 0.17de diminui para g<0.5 e aumenta para g>0.5 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.

Álgebra matricial: Conceitos, Exercícios e Aplicações

Este livro pretende ser um documento onde a ligação entre a abordagem clássica da Álgebra Linear habitualmente encontrada na literatura e a Teoria de Matrizes seja apresentada de forma simples e rigorosa em simultâneo com a exposição de aplicações. Conscientes da vastidão de possíveis caminhos a seguir na apresentação das matérias inerentes à Álgebra e ao Cálculo Matricial, os autores optaram por seguir uma orientação que tivesse em linha de conta a atual tendência para a diminuição dos tempos letivos e incentivo à utilização de software MATLAB®, principalmente nos cursos de Engenharia. Neste sentido, este livro está organizado em cinco capítulos – Revisão de conceitos elementares, Cálculo matricial e determinantes, Sistemas de equações lineares, Espaços vetoriais e transformações lineares e Geometria analítica – ao longo dos quais se procurou obedecer a uma estrutura evolutiva em torno do rigor e da formalidade, mas sem excessos de nomenclatura. No final de cada capítulo, é proporcionado um conjunto de exercícios variados e não repetitivos, em número suficiente e equilibrado, apresentando-se alguns deles já resolvidos, propondo-se outros para resolução e ilustrando algumas aplicações práticas de integração de conhecimentos, recorrendo ao software MATLAB®.

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.

Os Sistemas de custeio e a competitividade da empresa

Trabalho de Projecto para a obtenção do grau de Mestre em Contabilidade e Finanças

Sistemas multimédia aplicados ao ensino da tradução – estudo de um caso

O uso recrudescente das novas tecnologias de informação conduziu ao aparecimento de novos ambientes de ensino, em que o computador, a internet, as intranets e o software específico ocuparam, em grande parte, o papel do manual e da sebenta, exigindo ao professor novas competências e estratégias. No Instituto Superior de Contabilidade e Administração do Porto, os Centros Multimédia de Línguas (CML) disponibilizam um conjunto de meios que abrangem áreas como o ensino da Legendagem, da Tradução Assistida por Computador, do ensino e aprendizagem de Línguas para Fins Específicos (também em regime de auto-aprendizagem) e, ainda numa fase piloto, do ensino à distância e apoio online. Para além de uma apresentação da experiência dos CML e de alguns dos resultados obtidos no que respeita ao ensino de Línguas Estrangeiras, da Interpretação e da Tradução, pretende-se reflectir sobre as novas necessidades do processo de ensino/aprendizagem, quer em termos da produção e disponibilização de conteúdos, quer em termos da avaliação. Finalmente, procurar-se-á aferir da adequação destas novas possibilidades ao sempre exigente e dinâmico mercado de trabalho.

Corporate governance nas empresas familiares em contexto de sistemas produtivos locais

O envolvimento de famílias em empresas é observável nas economias de todo o mundo, apesar das diferenças evidentes entre países diferentes, não só no que diz respeito à sua predominância nas economia, mas também ao tipo de envolvimento que se pode observar. Esta investigação visa compreender a gestão das empresas familiares quando comparados com os das empresas não familiares, nomeadamente em termos de corporate governance. A análise é baseada em dados secundários de estudos de caso recolhidos da literatura e em dados primários obtidos para se perceber qual o impacto que a organização empresarial familiar tem na relações intra e inter-empresas. Estes estudos de caso possibilitam a oportunidade de comparar as empresas familiares em Portugal, por um lado, e nas economia Anglo-saxónicas, por outro. Este estudo demonstrou que há diferenças importantes no mundo dos negócios em países em que a família é uma instituição muito dominante na sociedade (onde o negócio é baseado em laços fortes, existe uma relação harmoniosa entre os membros da família, e a família é aceite localmente e domina a organização da empresa) e nos países onde a família desempenha um papel mais marginal n sociedade e economia. Os resultados obtidos dos dados primários confirmam a teoria e outros estudos empíricos investigados. Assim, este artigo mostra quais os factores determinantes na estrutura de corporate governance nas empresas familiares sublinhando as vantagens e desvantagens destas em comparação com empresas não familiares

Monitorização integrada para sistemas de alimentação distribuídos

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Modelo de previsão meteorológica baseado em sistemas de inferência difusa

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Comparação entre diferentes sistemas de avaliação de desempenho

A avaliação do desempenho consiste num instrumento estratégico de extrema importância para a gestão de recursos humanos numa organização, tal como no Exército. Permite criar indicadores ao nível do desempenho dos avaliados ao mesmo tempo que contribui para o diagnóstico e sua melhoria contínua. Ao nível dos órgãos decisores proporciona uma análise das capacidades dos recursos humanos e a sua correta gestão. Foi neste contexto que este trabalho de investigação foi desenvolvido, tendo sido traçado como objetivo, estudar a perceção dos militares avaliadores do Exército Português (EP) quanto aos sistemas de avaliação de desempenho (SAD) em vigor no Exército (SAMME1 e SIADAP2). Usou-se uma metodologia quantitativa e qualitativa e para o efeito foi desenvolvido um questionário, que foi passado aos Coronéis, Tenentes-coronéis, Majores e Capitães, todos eles avaliadores. Esta escolha fundamenta-se pela posição que os mesmos ocupam na cadeia hierárquica, pela experiência e o nível de conhecimentos que possuem sobre os sistemas de avaliação, podendo contribuir com as suas opiniões e sugestões, para a melhoria dos sistemas de avaliação atualmente em vigor no EP. Participaram no presente estudo 259 Oficiais avaliadores que responderam a um questionário online lançado na internet. Os principais resultados obtidos permitem concluir que o SAMME assume maior relevância e menor subjetividade que o SIADAP. Foi ainda observada a necessidade de implementar algumas medidas corretivas nos dois sistemas de avaliação em estudo, tais como: implementar no SAMME a autoavaliação e criar objetivos; no SIADAP, acabar com as quotas de 5% para a atribuição da classificação de desempenho excelente aos avaliados; Observou-se ainda que o avaliador tem uma importância

Análise da concepção de sistemas de sistemas com a notação SysML

Mestrado em Engenharia Informática

Sistema múltiplo de apoio à decisão para a programação de sistemas do tipo Job-Shop

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Arquitecturas e ferramentas para gestão de redes e sistemas: estudo de um caso

Mestrado em Engenharia Informática - Área de Especialização em Arquitecturas, Sistemas e Redes

Estudo da eficiência de sistemas fotovoltaicos

Mestrado em Engenharia Química. Ramo optimização energética na indústria química

Supervisão, comando e controlo para sistemas robóticos

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Área de Especialização em Sistemas Autónomos