Unsupervised automatic music genre classification

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática

Alteração do paradigma da gestão dos cuidados à pessoa com infecção VIH : um modelo centrado nos cuidados de saúde primários

RESUMO - A infecção por VIH é reconhecida mundialmente como um problema de saúde pública, apesar de todos os esforços e recursos despendidos e dos avanços científicos conseguidos nos últimos anos. Portugal, apesar do registo da diminuição de novos casos de infecção VIH, encontra-se no 4.º lugar (dos países da União Europeia) em termos de incidência de infecção por VIH (dados de 2008). Esta situação, juntamente com a crescente constatação dos custos elevados para o tratamento desta infecção, da variabilidade de práticas e a fragmentação dos cuidados, motivou a reflexão sobre modelos alternativos de organização de cuidados, inspirados em modelos de gestão da doença e idealmente centrados nos cuidados de saúde primários. O presente trabalho teve como objectivos analisar os modelos de organização de cuidados prestados à pessoa com VIH, nos países desenvolvidos, a nível dos cuidados de saúde primários e compreender o nível de adequação dos resultados encontrados, para a realidade portuguesa. Para os alcançar foi realizada uma revisão da literatura e a realização de entrevistas a profissionais de saúde. Nos artigos analisados na revisão da literatura, verificou-se consenso em torno de um modelo baseado em cuidados partilhados, entre os prestadores primários e os diferenciados. Foram ainda referenciados múltiplos factores e condições que terão de ser assegurados para uma possível implementação do modelo. Quanto aos entrevistados verificou-se uma opinião favorável em relação ao modelo de cuidados partilhados, mostrando-se expectantes e despertos para a necessidade de mudança, perspectivando uma maior integração do actual estado de organização dos cuidados para a pessoa com VIH. Estes indícios reflectem a relevância de maior investigação sobre o modelo de cuidados partilhados.

Gestão integrada da doença : uma abordagem experimental de gestão em sa

RESUMO - Os sistemas de saúde deparam-se, actualmente, com novos paradigmas, ao nível da qualidade da prestação de cuidados de saúde, bem como no que se refere à necessidade de controlo dos custos com o sector da saúde, obrigando as organizações a adaptarem-se por forma a fornecerem a resposta mais adequada às crescentes necessidades dos indivíduos. O reconhecimento desta realidade tem levado os governos de muitos países a definir políticas orientadas para problemas de saúde específicos e a adoptar estratégias de intervenção que privilegiam uma abordagem integrada com o objectivo de melhorarem progressivamente o nível de saúde das populações, a qualidade dos cuidados prestados e a eficiência na utilização de recursos. Em Portugal, a aplicação dos princípios que estiveram na base dos modelos de gestão da doença, deu origem ao modelo experimental de Gestão Integrada da Doença, que incorpora a gestão clínica da doença, centrada no doente, com especial enfoque na sua autogestão e na clarificação das melhores práticas profissionais, visando a sua uniformização; a reorganização do modelo de prestação de cuidados, com a criação de Centros de Elevada Diferenciação e Centros de Tratamento, com especiais preocupações no que concerne à orientação do doente no sistema para que os cuidados lhe seja ministrados no nível mais adequado; um modelo de financiamento específico, indexado aos resultados, que reflicta a adopção das melhores práticas; um sistema de informação que permita a monitorização e avaliação constante deste processo. O desenvolvimento deste modelo organizacional tem-se revelado como uma estratégia inovadora e como uma ferramenta de elevado potencial para a melhoria da prestação de cuidados de saúde e para a promoção de uma maior efectividade e eficiência, tal como poderá, ainda, constituirse como um veículo, importante e permanente, de informação de apoio à decisão em Saúde. Este modelo visa, no fundo, promover uma acção concertada no sentido da obtenção de uma intervenção precisa, através da mobilização de recursos adequados, que permitam uma melhoria do estado de saúde, da qualidade de vida e do bem-estar global dos doentes. Esta abordagem passa pela colaboração e coordenação dos diferentes níveis de prestação de cuidados, no sentido de oferecerem cuidados integrados de saúde, com níveis de qualidade elevados em termos de prevenção, diagnóstico, tratamento, reabilitação e acompanhamento. ------------------------ --ABSTRACT – The health systems are faced with new paradigms, on one hand in the healthcare services delivered to the populations, and on the other hand, in the need to control costs in the health sector, forcing organizations to adapt and provide the most appropriate response to the individuals growing needs. The magnitude of this problem, in terms of public health, requires the adoption of a directed, targeted, planned and integrated action, based on clear and well defined strategies in order to obtain health gains, improving the quality of care and streamlining the costs. In Portugal, the application of those principles forming the basis of the disease management models, led to the Integrated Disease Management model which, apart from the clinical management of the disease, also incorporates the healthcare delivery structure reorganization, a specific financing model based on an information system that allows the process monitoring and evaluation. The development of Integrated Disease Management models is a central strategy and a tool for improving healthcare delivery, more effectively and efficiently, and can even be an important and permanent vehicle of information for health decision support. Therefore, it is important to promote a concerted action towards achieving a precise intervention, mobilizing the resources, improving the health status, quality of life and the overall patients’ wellbeing. This action means increasing collaboration and coordination of the different levels of care, offering integrated healthcare s

Monitoring morphisms to support sustainable interoperability of enterprise systems

Dissertation to obtain the Master degree in Electrical Engineering and Computer Science

Estimação em pequenos domínios

Neste artigo pretende-se apresentar algumas questões relacionadas com a estimação em domínios no âmbito de sondagens. São abordadas as etapas de planeamento e desenho da sondagem, sublinhando que o problema deve de ser visto numa perspectiva global. O ênfase é no entanto colocado na etapa de estimação, através de uma identificação abrangente de métodos de estimação, com referências às suas aplicações e qualidades relativas. É dada uma atenção especial ao problema de estimação em pequenos domínios, onde a dimensão das amostras é normalmente insuficiente para obter estimativas directas de apreciação aceitável.

Derivation and consistency checking of models in early software product line engineering

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Informática

The effects of rent control in Lisbon

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Economics from the NOVA – School of Business and Economics

Towards cryogenic liquid –vapor energy storage units for space applications

Dissertation to obtain the Doctoral degree in Physics Engineering

Predictive analytical and numerical modeling for orthogonal cutting

In this thesis, a predictive analytical and numerical modeling approach for the orthogonal cutting process is proposed to calculate temperature distributions and subsequently, forces and stress distributions. The models proposed include a constitutive model for the material being cut based on the work of Weber, a model for the shear plane based on Merchants model, a model describing the contribution of friction based on Zorev’s approach, a model for the effect of wear on the tool based on the work of Waldorf, and a thermal model based on the works of Komanduri and Hou, with a fraction heat partition for a non-uniform distribution of the heat in the interfaces, but extended to encompass a set of contributions to the global temperature rise of chip, tool and work piece. The models proposed in this work, try to avoid from experimental based values or expressions, and simplifying assumptions or suppositions, as much as possible. On a thermo-physical point of view, the results were affected not only by the mechanical or cutting parameters chosen, but also by their coupling effects, instead of the simplifying way of modeling which is to contemplate only the direct effect of the variation of a parameter. The implementation of these models was performed using the MATLAB environment. Since it was possible to find in the literature all the parameters for AISI 1045 and AISI O2, these materials were used to run the simulations in order to avoid arbitrary assumption.

Analysis of panoramio photo tags in order to extract land use information

In the recent past, hardly anyone could predict this course of GIS development. GIS is moving from desktop to cloud. Web 2.0 enabled people to input data into web. These data are becoming increasingly geolocated. Big amounts of data formed something that is called "Big Data". Scientists still don't know how to deal with it completely. Different Data Mining tools are used for trying to extract some useful information from this Big Data. In our study, we also deal with one part of these data - User Generated Geographic Content (UGGC). The Panoramio initiative allows people to upload photos and describe them with tags. These photos are geolocated, which means that they have exact location on the Earth's surface according to a certain spatial reference system. By using Data Mining tools, we are trying to answer if it is possible to extract land use information from Panoramio photo tags. Also, we tried to answer to what extent this information could be accurate. At the end, we compared different Data Mining methods in order to distinguish which one has the most suited performances for this kind of data, which is text. Our answers are quite encouraging. With more than 70% of accuracy, we proved that extracting land use information is possible to some extent. Also, we found Memory Based Reasoning (MBR) method the most suitable method for this kind of data in all cases.

Smart-RBAC

Generally, smart campus applications do not consider the role of the user with his/her position in a university environment, consequently irrelevant information is delivered to the users. This dissertation proposes a location-based access control model, named Smart-RBAC, extending the functionality of Role-based Access Control Model (RBAC) by including user’s location as the contextual attribute, to solve the aforementioned problem. Smart-RBAC model is designed with a focus on content delivery to the user in order to offer a feasible level of flexibility, which was missing in the existing location-based access control models. An instance of the model, derived from Liferay’s RBAC, is implemented by creating a portal application to test and validate the Smart-RBAC model. Additionally, portlet-based applications are developed to assess the suitability of the model in a smart campus environment. The evaluation of the model, based on a popular theoretical framework, demonstrates the model’s capability to achieve some security goals like “Dynamic Separation of Duty” and “Accountability”. We believe that the Smart-RBAC model will improve the existing smart campus applications since it utilizes both, role and location of the user, to deliver content.

Fatores de prognóstico para os resultados de sucesso da fisioterapia multimodal em utentes com dor cervical crónica

RESUMO: Introdução: O conhecimento acerca da influência das características dos indivíduos com dor cervical crónica (DCC) no prognóstico dos resultados alcançados com a Fisioterapia é ainda inconsistente, sendo escassos os estudos desenvolvidos neste âmbito. Objetivo: Este relatório pretende determinar se um modelo baseado em fatores de prognóstico é capaz de prever os resultados de sucesso da Fisioterapia, a curto prazo, em utentes com DCC, ao nível da incapacidade funcional, intensidade da dor e perceção global de melhoria. Metodologia: Trata-se de estudo de coorte prospetivo com 112 participantes. Os utentes foram avaliados na primeira semana de tratamento e sete semanas após o início da intervenção. Os instrumentos utilizados foram o Neck Disability Index–Versão Portuguesa (NDI-PT) e a Escala Numérica da Dor (END) nos dois momentos de avaliação, um Questionário de Caracterização Sociodemográfica e Clínica da Amostra na baseline e a Patient Global Impression Change Scale–Versão Portuguesa (PGIC-PT) no follow-up. As características sociodemográficas e clínicas foram incluídas como potenciais fatores de prognóstico e estes foram definidos com base nas diferenças mínimas clinicamente importantes (DMCI) dos instrumentos NDIPT (DMCI≥6) e END (DMCI≥2) e no critério de pontuação ≥5 na PGIC-PT. A análise dos dados foi realizada através do método de regressão logística (backward conditional procedure) para identificar as associações entre os indicadores e as variáveis de resultado (p<0.05). Resultados: Dos 112 participantes incluídos no estudo, 108 completaram o follow-up (média de idade: 51.76±10.19). No modelo multivariado relativo à incapacidade funcional, os resultados de sucesso encontram-se associados a elevados níveis de incapacidade na baseline (OR=1.123; 95% IC 1.056–1.194) e a duração da dor inferior a 12 meses (OR=2.704; 95% IC 1.138–6.424). Este modelo explica 30.0% da variância da melhoria da funcionalidade e classifica corretamente 74.1% dos utentes (sensibilidade: 75.9%; especificidade: 72.0%). O modelo relativo à intensidade da dor identificou apenas a associação do outcome com níveis elevados de intensidade da dor na baseline (OR=1.321; 95% IC 1.047–1.668), explicando 7.5% da variância da redução da mesma e classificando corretamente 68.2% dos utentes (sensibilidade: 94.4%; especificidade: 16.7%). O modelo final referente à perceção global de melhoria apresentou uma associação com a intensidade da dor na baseline (OR=0.621; 95% IC 0.465–0.829), com a presença de cefaleias e/ou tonturas (OR=2.538; 95% IC 0.987–6.526) e com a duração da dor superior a 12 meses (OR=0.279; 95% IC 0.109–0.719). Este modelo explica 27.5% da variância dos resultados de sucesso para este outcome e classifica corretamente 73.1% dos utentes (sensibilidade: 81.8%; especificidade: 59.5%). Conclusões: Utentes com DCC com elevada incapacidade na baseline e queixas de dor há menos de 12 meses apresentam maior probabilidade de obter melhorias ao nível da incapacidade funcional. Elevados níveis de intensidade da dor na baseline predizem resultados de sucesso na redução da dor após sete semanas de tratamento. Utentes com DCC com baixos níveis de dor na baseline, com cefaleias e/ou tonturas e com queixas de dor há mais de 12 meses apresentam maior probabilidade de obter uma melhor perceção de melhoria.--------------- ABSTRACT:Introduction: The influence of the characteristics of individuals with chronic neck pain (CNP) on the prognosis of physiotherapy outcomes is still inconsistent, there being few studies developed in this context. Aim: This study seeks to determine whether a model based on prognostic factors can predict the short-term physiotherapy successful outcomes in CNP patients, regarding functional disability, pain intensity and perceived recovery. Methodology: This is a prospective cohort study with 112 participants. Patients were assessed during the first week of treatment and seven weeks after the start of the intervention. The instruments used were the Neck Disability Index–Portuguese Version (NDI-PT) and the Numerical Rating Scale (NRS) at both moments of assessment, a Sample Sociodemographic and Clinical Characterization Questionnaire at baseline and Patient Global Impression Change Scale–Portuguese Version (PGIC-PT) at the follow-up. The sociodemographic and clinical characteristics were included as potential predictors of successful outcomes, and these were defined on the basis of minimal clinically important differences (MCID) of NDI-PT (MCID≥6) and END (MCID≥2) and the criteria score ≥5 on the PGIC-PT. Data analysis was performed using logistic regression (backward conditional procedure) to identify associations between predictors and outcomes (p<0.05). Results: Of the 112 participants included in the study, 108 completed the follow-up (mean age: 51.76±10.19). In the multivariate model of functional disability, the successful outcomes are associated with high levels of disability at baseline (OR = 1.123; 95% CI 1.056-1.194), and pain duration shorter than 12 months (OR=2.704; 95% CI 1.138–6.424). This model explains 30.0% of the variance of improved functional capacity and correctly classifies 74.1% of the patients (sensitivity: 75.9%, specificity: 72.0%). The model for pain intensity solely identified an outcome association with high pain intensity at baseline (OR=1.321; 95% CI 1.047-1.668), explaining 7.5% of the variance of pain reduction and correctly classifying 68.2% of the patients (sensitivity: 94.4%, specificity: 16.7%). The final model of perceived recovery showed an association with pain intensity at baseline (OR=0.621; 95% CI 0465-0829), with the presence of headache and/or dizziness (OR=2.538; 95% CI 0.987-6.526) and the duration of pain over 12 months (OR=0.279; 95% CI 0.109-0.719). This model explains 27.5% of the variance of successful outcomes and correctly classifies 73.1% of the patients (sensitivity: 81.8%, specificity: 59.5%). Conclusions: Patients with CNP with high disability at baseline and complaints of pain for less than 12 months are more likely to obtain improvements in functional disability. High levels of pain intensity at baseline predict successful outcomes in pain reduction after seven weeks of treatment. Patients with CNP with low levels of pain at baseline, with headache and/or dizziness and with pain complaints for more than 12 months are more likely to get a better perceived recovery.

Curso clínico da dor lombar crónica após alta da fisioterapia : trajetórias de dor no follow-up aos quatro e seis meses

RESUMO:Introdução: O conhecimento acerca da influência das características dos indivíduos com dor cervical crónica (DCC) no prognóstico dos resultados alcançados com a Fisioterapia é ainda inconsistente, sendo escassos os estudos desenvolvidos neste âmbito. Objetivo: Este relatório pretende determinar se um modelo baseado em fatores de prognóstico é capaz de prever os resultados de sucesso da Fisioterapia, a curto prazo, em utentes com DCC, ao nível da incapacidade funcional, intensidade da dor e perceção global de melhoria. Metodologia: Trata-se de estudo de coorte prospetivo com 112 participantes. Os utentes foram avaliados na primeira semana de tratamento e sete semanas após o início da intervenção. Os instrumentos utilizados foram o Neck Disability Index–Versão Portuguesa (NDI-PT) e a Escala Numérica da Dor (END) nos dois momentos de avaliação, um Questionário de Caracterização Sociodemográfica e Clínica da Amostra na baseline e a Patient Global Impression Change Scale–Versão Portuguesa (PGIC-PT) no follow-up. As características sociodemográficas e clínicas foram incluídas como potenciais fatores de prognóstico e estes foram definidos com base nas diferenças mínimas clinicamente importantes (DMCI) dos instrumentos NDIPT (DMCI≥6) e END (DMCI≥2) e no critério de pontuação ≥5 na PGIC-PT. A análise dos dados foi realizada através do método de regressão logística (backward conditional procedure) para identificar as associações entre os indicadores e as variáveis de resultado (p<0.05). Resultados: Dos 112 participantes incluídos no estudo, 108 completaram o follow-up (média de idade: 51.76±10.19). No modelo multivariado relativo à incapacidade funcional, os resultados de sucesso encontram-se associados a elevados níveis de incapacidade na baseline (OR=1.123; 95% IC 1.056–1.194) e a duração da dor inferior a 12 meses (OR=2.704; 95% IC 1.138–6.424). Este modelo explica 30.0% da variância da melhoria da funcionalidade e classifica corretamente 74.1% dos utentes (sensibilidade: 75.9%; especificidade: 72.0%). O modelo relativo à intensidade da dor identificou apenas a associação do outcome com níveis elevados de intensidade da dor na baseline (OR=1.321; 95% IC 1.047–1.668), explicando 7.5% da variância da redução da mesma e classificando corretamente 68.2% dos utentes (sensibilidade: 94.4%; especificidade: 16.7%). O modelo final referente à perceção global de melhoria apresentou uma associação com a intensidade da dor na baseline (OR=0.621; 95% IC 0.465–0.829), com a presença de cefaleias e/ou tonturas (OR=2.538; 95% IC 0.987–6.526) e com a duração da dor superior a 12 meses (OR=0.279; 95% IC 0.109–0.719). Este modelo explica 27.5% da variância dos resultados de sucesso para este outcome e classifica corretamente 73.1% dos utentes (sensibilidade: 81.8%; especificidade: 59.5%). Conclusões: Utentes com DCC com elevada incapacidade na baseline e queixas de dor há menos de 12 meses apresentam maior probabilidade de obter melhorias ao nível da incapacidade funcional. Elevados níveis de intensidade da dor na baseline predizem resultados de sucesso na redução da dor após sete semanas de tratamento. Utentes com DCC com baixos níveis de dor na baseline, com cefaleias e/ou tonturas e com queixas de dor há mais de 12 meses apresentam maior probabilidade de obter uma melhor perceção de melhoria.-----------ABSTRACT: Introduction: The influence of the characteristics of individuals with chronic neck pain (CNP) on the prognosis of physiotherapy outcomes is still inconsistent, there being few studies developed in this context. Aim: This study seeks to determine whether a model based on prognostic factors can predict the short-term physiotherapy successful outcomes in CNP patients, regarding functional disability, pain intensity and perceived recovery. Methodology: This is a prospective cohort study with 112 participants. Patients were assessed during the first week of treatment and seven weeks after the start of the intervention. The instruments used were the Neck Disability Index–Portuguese Version (NDI-PT) and the Numerical Rating Scale (NRS) at both moments of assessment, a Sample Sociodemographic and Clinical Characterization Questionnaire at baseline and Patient Global Impression Change Scale–Portuguese Version (PGIC-PT) at the follow-up. The sociodemographic and clinical characteristics were included as potential predictors of successful outcomes, and these were defined on the basis of minimal clinically important differences (MCID) of NDI-PT (MCID≥6) and END (MCID≥2) and the criteria score ≥5 on the PGIC-PT. Data analysis was performed using logistic regression (backward conditional procedure) to identify associations between predictors and outcomes (p<0.05). Results: Of the 112 participants included in the study, 108 completed the follow-up (mean age: 51.76±10.19). In the multivariate model of functional disability, the successful outcomes are associated with high levels of disability at baseline (OR = 1.123; 95% CI 1.056-1.194), and pain duration shorter than 12 months (OR=2.704; 95% CI 1.138–6.424). This model explains 30.0% of the variance of improved functional capacity and correctly classifies 74.1% of the patients (sensitivity: 75.9%, specificity: 72.0%). The model for pain intensity solely identified an outcome association with high pain intensity at baseline (OR=1.321; 95% CI 1.047- 1.668), explaining 7.5% of the variance of pain reduction and correctly classifying 68.2% of the patients (sensitivity: 94.4%, specificity: 16.7%). The final model of perceived recovery showed an association with pain intensity at baseline (OR=0.621; 95% CI 0465-0829), with the presence of headache and/or dizziness (OR=2.538; 95% CI 0.987-6.526) and the duration of pain over 12 months (OR=0.279; 95% CI 0.109- 0.719). This model explains 27.5% of the variance of successful outcomes and correctly classifies 73.1% of the patients (sensitivity: 81.8%, specificity: 59.5%). Conclusions: Patients with CNP with high disability at baseline and complaints of pain for less than 12 months are more likely to obtain improvements in functional disability. High levels of pain intensity at baseline predict successful outcomes in pain reduction after seven weeks of treatment. Patients with CNP with low levels of pain at baseline, with headache and/or dizziness and with pain complaints for more than 12 months are more likely to get a better perceived recovery.

Control in distribution networks with demand side management

The way in which electricity networks operate is going through a period of significant change. Renewable generation technologies are having a growing presence and increasing penetrations of generation that are being connected at distribution level. Unfortunately, a renewable energy source is most of the time intermittent and needs to be forecasted. Current trends in Smart grids foresee the accommodation of a variety of distributed generation sources including intermittent renewable sources. It is also expected that smart grids will include demand management resources, widespread communications and control technologies required to use demand response are needed to help the maintenance in supply-demand balance in electricity systems. Consequently, smart household appliances with controllable loads will be likely a common presence in our homes. Thus, new control techniques are requested to manage the loads and achieve all the potential energy present in intermittent energy sources. This thesis is focused on the development of a demand side management control method in a distributed network, aiming the creation of greater flexibility in demand and better ease the integration of renewable technologies. In particular, this work presents a novel multi-agent model-based predictive control method to manage distributed energy systems from the demand side, in presence of limited energy sources with fluctuating output and with energy storage in house-hold or car batteries. Specifically, here is presented a solution for thermal comfort which manages a limited shared energy resource via a demand side management perspective, using an integrated approach which also involves a power price auction and an appliance loads allocation scheme. The control is applied individually to a set of Thermal Control Areas, demand units, where the objective is to minimize the energy usage and not exceed the limited and shared energy resource, while simultaneously indoor temperatures are maintained within a comfort frame. Thermal Control Areas are overall thermodynamically connected in the distributed environment and also coupled by energy related constraints. The energy split is performed based on a fixed sequential order established from a previous completed auction wherein the bids are made by each Thermal Control Area, acting as demand side management agents, based on the daily energy price. The developed solutions are explained with algorithms and are applied to different scenarios, being the results explanatory of the benefits of the proposed approaches.

Modeling and optimization of extracellular polysaccharides production by Enterobacter A47

Polysaccharides are gaining increasing attention as potential environmental friendly and sustainable building blocks in many fields of the (bio)chemical industry. The microbial production of polysaccharides is envisioned as a promising path, since higher biomass growth rates are possible and therefore higher productivities may be achieved compared to vegetable or animal polysaccharides sources. This Ph.D. thesis focuses on the modeling and optimization of a particular microbial polysaccharide, namely the production of extracellular polysaccharides (EPS) by the bacterial strain Enterobacter A47. Enterobacter A47 was found to be a metabolically versatile organism in terms of its adaptability to complex media, notably capable of achieving high growth rates in media containing glycerol byproduct from the biodiesel industry. However, the industrial implementation of this production process is still hampered due to a largely unoptimized process. Kinetic rates from the bioreactor operation are heavily dependent on operational parameters such as temperature, pH, stirring and aeration rate. The increase of culture broth viscosity is a common feature of this culture and has a major impact on the overall performance. This fact complicates the mathematical modeling of the process, limiting the possibility to understand, control and optimize productivity. In order to tackle this difficulty, data-driven mathematical methodologies such as Artificial Neural Networks can be employed to incorporate additional process data to complement the known mathematical description of the fermentation kinetics. In this Ph.D. thesis, we have adopted such an hybrid modeling framework that enabled the incorporation of temperature, pH and viscosity effects on the fermentation kinetics in order to improve the dynamical modeling and optimization of the process. A model-based optimization method was implemented that enabled to design bioreactor optimal control strategies in the sense of EPS productivity maximization. It is also critical to understand EPS synthesis at the level of the bacterial metabolism, since the production of EPS is a tightly regulated process. Methods of pathway analysis provide a means to unravel the fundamental pathways and their controls in bioprocesses. In the present Ph.D. thesis, a novel methodology called Principal Elementary Mode Analysis (PEMA) was developed and implemented that enabled to identify which cellular fluxes are activated under different conditions of temperature and pH. It is shown that differences in these two parameters affect the chemical composition of EPS, hence they are critical for the regulation of the product synthesis. In future studies, the knowledge provided by PEMA could foster the development of metabolically meaningful control strategies that target the EPS sugar content and oder product quality parameters.