A interacção homem-computador : práticas informatizadas de investigadores em Ciências Sociais e Humanas

Tese de Doutoramento em Ciências da Comunicação

FairSky: gestão confiável e otimizada de dados em múltiplas nuvens de armazenamento na internet

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Controle óptimo de fluidos não newtonianos

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Matemática

Desenvolvimento de formulações de elementos finitos para problemas de transferência de calor

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil de Estruturas

Relatório de estágio

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Ensino de Matemática no 3º ciclo do Ensino Básico e no Secundário

Análise e verificação da segurança de pórticos de aço segundo o Eurocódigo 3

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Estruturas

Período de tempo disponível para a compactação de misturas betuminosas: análise paramétrica

A compactação de misturas betuminosas, apesar de ser a última etapa da construção de um pavimento rodoviário, tem uma importância fundamental para o comportamento do material em serviço. As alterações impostas aquando da compactação conferem ao material a capacidade para que o pavimento suporte as cargas sem se deformar de forma comprometedora e que não apresente fendilhamento prematuro. A operação de compactação deverá ser realizada enquanto a temperatura do material está no intervalo de temperaturas consideradas adequadas. O objectivo principal deste trabalho é o estudo da previsão do tempo disponível para a compactação. Assim, construi-se uma ferramenta numérica para a previsão do arrefecimento da camada de mistura betuminosa após a aplicação. Adoptou-se o método do equilíbrio energético, um método directo, às equações de transmissão de calor para determinar a temperatura em função do tempo e da posição em altura na camada. O arrefecimento da camada de desgaste foi calculado tendo em conta a transmissão de calor por condução, convecção e radiação. Foi realizada a análise da influência das condições atmosféricas e das características do material no arrefecimento da camada de mistura betuminosa aplicada. No estudo admitiram-se quatro estruturas de pavimento, com diferentes espessuras e materiais, e efectuou-se a análise das condições atmosféricas, onde foram tidas em conta os seguintes parâmetros: temperatura do ar; velocidade do vento; nebulosidade. Na variação das condições dos materiais foi considerada a variação da temperatura de aplicação da mistura betuminosa e a variação do coeficiente de condutibilidade térmica do material aplicado. Por ultimo, foi modelado o processo construtivo, pela variação da espessura e das propriedades dos materiais de acordo com a compactação prevista. Concluiu-se que as características atmosféricas têm um peso substancialmente maior no tempo de arrefecimento quando comparadas com as alterações impostas nas propriedades dos materiais. O vento surge como o factor atmosférico que mais influencia o arrefecimento, sendo possível também concluir que para ser possível ter a percepção do efeito provocado pela nebulosidade é necessário ter em conta a sua influência na temperatura do ar. Contudo o maior condicionante do tempo disponível é a espessura da camada de mistura betuminosa aplicada. O resultado final deste trabalho é um modelo numérico, que pode ser usado para prever o arrefecimento de uma camada de mistura betuminosa aplicada com base nas condições atmosféricas verificadas e características térmicas dos materiais envolvidos, com base nos três fenómenos de transmissão térmicas: condução; convecção; radiação.

Controlo para minimização de perdas em canal de irrigação

A preocupação em aumentar a eficiência da utilização da água nos dias de hoje é cada vez maior. Pode-se observar que ao longo do tempo tem-se intensificando as campanhas de sensibilização para uma maior otimização no uso da água. Um dos grandes pontos de trabalho para uma melhor otimização do uso da água reside nos diversos canais de rega presentes em todo o mundo. Não só por serem um dos principais responsáveis do desperdício deste bem tão precioso, mas também por oferecer um desafio tremendo no estudo da sua otimização. Este trabalho surge, em linha com outros já realizados, como um meio para atingir esta tão desejada otimização da utilização da água. Por via do estabelecimento de uma rede de comunicação entre os intervenientes ativos na gestão da água em canais, as comportas, nesta dissertação foi desenvolvido uma estrutura de controlo distribuído que permitisse a negociação entre comportas vizinhas num modelo, em Simulink, de um canal de rega já existente - o canal experimental de Évora. No desenvolvimento desta nova estrutura de controlo são tidas em conta todas as variáveis físicas do canal, através da modelação do comportamento do canal pelas equações de Saint-Venant. Os resultados atingidos por esta dissertação demonstram uma real possibilidade do uso de estruturas de controlo distribuído, com negociação e coordenação entre comportas vizinhas, em canais de rega reais.

As atitudes face à doença no Portugal dos séculos XIV e XV: a lepra, os leprosos e as leprosarias

A doença como tópico de reflexão historiográfica encontra-se relativamente ausente do actual rol de interesses da medievística portuguesa. Apesar de lhe ser feita referência em vários artigos de pequena e média dimensão – publicados, sobretudo, nas décadas de 80 e 90 do século passado -, a enfermidade aparece, por norma, como subtema de problemáticas maiores como a assistência ou a pobreza, não tendo merecido ainda estudos de grande profundidade. Num sentido inverso, a historiografia internacional, com particular destaque para a francesa e inglesa, tem vindo a desenvolver interessantes e renovadas perspectivas de análise que incidem não só sobre as percepções medievais da doença mas também sobre as atitudes dos indivíduos face aos seus congéneres enfermos. O presente artigo segue algumas destas linhas de investigação recentemente propostas, procurando aplicá-las ao caso português nas centúrias de Quatrocentos e Quinhentos. Em concreto, interessa-nos avaliar a validade e/ou utilidade das equações “lepra = medo do contágio”, “leproso = pobre e marginal”, “leprosaria = segregação social”. Para tal, começaremos por discutir o conceito de doença, avançando, depois, para a análise das fontes recolhidas, privilegiando o caso de Lisboa mas sem esquecer outros núcleos urbanos como o Porto, Coimbra, Évora e Santarém. Aqui serão explorados problemas na linha dos que se seguem: Era comum, em contexto urbano, a noção de contágio da lepra? Em sendo, as atitudes face aos leprosos respondiam apenas a essa ideia ou devem ser tidos em conta outros factores? Qual a pertinência de uma abordagem genera-lista em relação à suposta posição marginalizada dos leprosos? Que diferenças existiam entre os “lázaros andantes ao mundo”, os residentes nas leprosarias e os lázaros domésticos? Devem entender-se as gafarias meramente como mecanismos profilácticos e como espaços de exclusão social ou há que ter em consideração ainda o papel que desempenhavam na integração dos enfermos?

Sistema de avaliação da estabilidade transversal de navios em tempo real

A presente dissertação visa a aplicação dos conhecimentos adquiridos sobre estabilidade transversal estática de navios, conjugados com a análise dinâmica do comportamento do navio em mar regular, por intermédio da utilização de um inclinómetro de precisão e das equações matemáticas relacionadas com movimentos oscilatórios amortecidos livres e forçados, para a determinação das características do movimento do navio. É nitidamente claro que a determinação da estabilidade de navios deve ser tratada de uma forma dinâmica. A dificuldade reside essencialmente na medição exacta do efeito das forças dinâmicas tais como o vento e a ondulação. O objectivo principal deste trabalho consiste na obtenção de uma ferramenta expedita para a determinação, em tempo real, da condição de estabilidade transversal de navios, e com uma margem de erro pouco significativa. Para tal, além do tratamento das medições dinâmicas no modelo e no navio, por intermédio do MatlabTM e folha de cálculo ExcelTM para a determinação dos factores de amortecimento e de estabilidade, foram utilizadas as curvas de estabilidade para as condições de carga mais usuais do navio, assim como as curvas hidrostáticas necessárias. No final do trabalho são apresentadas folhas de cálculo em Excel para duas classes de navios, e do Navio-Escola Sagres, cujo objectivo consiste no traçado das curvas relacionadas com a estabilidade transversal em caso de embarque de pesos a bordo, e de alagamentos de determinados compartimentos do navio, com ou sem os efeitos do vento e da ondulação marítima, e respectiva comparação com os critérios de estabilidade transversal em vigor na Marinha.

Dependência e heterogeneidade geográfica da Diabetes Mellitus Tipo2 na região de Lisboa: análise de sensibilidade e robustez das estatísticas espaciais

A Diabetes Mellitus Tipo2 é uma doença crónica que afecta sobretudo a população adulta e é responsável por mais de 90% dos casos de diabetes. A sua prevalência tem aumentado rapidamente, implicando elevados custos em saúde. Está normalmente associada a várias co-morbilidades e complicações, constituindo-se uma das principais causas de morbilidade e mortalidade no mundo. Em Portugal, dados dos Observatório Nacional da Diabetes revelam que, em 2012, cerca de 13% da população adulta sofria de diabetes (aproximadamente um milhão de pessoas), sendo a taxa de incidência anual de 500 novos casos por cada 100 000 habitantes. A amostra do estudo incluiu os doentes com DM2 com mais de 20 anos, num total de 205068 utentes registados nos centros de cuidados de saúde primários da ARSLVT e que residem na área de Lisboa e Vale do Tejo. O enfoque desta dissertação não é somente a exploração dos padrões geográficos da DM Tipo2 mas, sobretudo, a análise de sensibilidade e robustez das estatísticas espaciais utilizadas. Os objectivos são fundamentalmente metodológicos e passam pela aplicação de estatísticas espaciais, em ambiente ArcGIS®, GeoDaTM e linguagem de computação estatística R; pela reflexão em torno das medidas de dependência e de heterogeneidade geográfica e ainda pela análise quantitativa da irregularidade da distribuição espacial da DM Tipo2 na região de Lisboa, baseada em decisões decorrentes do estudo da sensibilidade e da robustez das estatísticas espaciais. A estrutura espacial dos dados foi estudada segundo matrizes de vizinhos mais próximos, fazendo variar o número de vizinhos (1 a 20). Uma vez definida a estrutura de vizinhança procurou-se traduzir o grau de similaridade espacial que existe entre áreas que são próximas, utilizando como medida o Índice Global de Moran. A identificação dos clusters espaciais foi feita através da aplicação das estatísticas de Anselin Local Moran´s I e Getis-Ord Gi*. Após aplicação das estatísticas referidas procurou-se avaliar, ao longo dos testes realizados, a percentagem de permanência das freguesias num cluster espacial. Da análise dos resultados, e tendo em conta os objectivos propostos, concluiu-se que o mapeamento de padrões espaciais é pouco sensível à variação dos parâmetros utilizados. As duas ferramentas de análise espacial utilizadas (análise de cluster e outlier - Anselin´s Local Moran´s I e análises de Hot spot - Getis-Ord Gi*), embora muito distintas, geraram resultados muito similares em termos de identificação da localização geográfica dos clusters para todas as variáveis. Desta forma, foi possível identificar alguns clusters, ainda que de um modo geral exista uma aleatoriedade espacial nos dados.

Game wizard

Hoje em dia, há um aumento evidente dos produtos ou soluções sob medida, com o objectivo de melhor se adaptarem às necessidades dos perfis de clientes. Num outro contexto, existe um largo crescimento da presença da computação informática nas salas de aulas, de maneira a auxiliar o professor a cativar e motivar os alunos, através de jogos educativos. Contudo, nem todos os docentes têm conhecimentos informáticos avançados, então não têm forma de perso-nalizar jogos, o que beneficiaria as crianças com soluções adaptadas às suas necessidades. Com isto, foi idealizado um sistema, que assenta sobre uma framework de criação de jogos, e que possibilite a um utilizador com menos habilidades informáticas a possibilidade de criar um jogo. Apesar de existirem diversos jogos desse tipo, seria vantajoso um professor poder criar um jogo, personalizando-o de acordo com as necessidades do aluno e com as competências que se desejam desenvolver. Este sistema consiste numa interface em que o utilizador segue uma série de passos definidos, do qual resulta um ficheiro com todas as características de jo-go, que será depois importado para uma framework, permitindo assim a criação de diferentes jogos, desde que se enquadrem na mesma mecânica.

Programação genética

A Programação Genética (PG) é uma técnica de Aprendizagem de Máquina (Machine Learning (ML)) aplicada em problemas de otimização onde pretende-se achar a melhor solução num conjunto de possíveis soluções. A PG faz parte do paradigma conhecido por Computação Evolucionária (CE) que tem como inspiração à teoria da evolução natural das espécies para orientar a pesquisa das soluções. Neste trabalho, é avaliada a performance da PG no problema de previsão de parâmetros farmacocinéticos utilizados no processo de desenvolvimento de fármacos. Este é um problema de otimização onde, dado um conjunto de descritores moleculares de fármacos e os valores correspondentes dos parâmetros farmacocinéticos ou de sua atividade molecular, utiliza-se a PG para construir uma função matemática que estima tais valores. Para tal, foram utilizados dados de fármacos com os valores conhecidos de alguns parâmetros farmacocinéticos. Para avaliar o desempenho da PG na resolução do problema em questão, foram implementados diferentes modelos de PG com diferentes funções de fitness e configurações. Os resultados obtidos pelos diferentes modelos foram comparados com os resultados atualmente publicados na literatura e os mesmos confirmam que a PG é uma técnica promissora do ponto de vista da precisão das soluções encontradas, da capacidade de generalização e da correlação entre os valores previstos e os valores reais.

Família de DSLs para integrated modular avionics

Na atualidade existe a necessidade de produzir novos aviões de forma rápida, eficiente e económica com o objetivo de abrir novas rotas de voo, expansão das já existentes e substituição de aviões em fim de vida útil. Neste contexto, e sem nunca deixar de cumprir os apertados requisitos do domínio que incluem a exigência de elevada qualidade, a indústria adotou a arquitetura IMA que permite executar várias aplicações aviónicas num único sistema de computação partilhado. Com esta arquitetura, o desenvolvimento do software para as aeronaves ganhou uma elevada relevância, sendo necessário gerar código automaticamente, reutilizar código já testado proveniente de outras aplicações anteriormente desenvolvidas e garantir o mais cedo possível que o software desenvolvido se encontra de acordo com os standards. Apesar da complexidade do domínio, desenvolveu-se uma ferramenta que permite produzir a estrutura do código de novas aplicações para a aviónica. Aferramenta lida com a variabilidade das diversas linhas de produto e reduz o tempo de desenvolvimento. Uma DSL poderia ser uma solução apropriada, pois permite cobrir diversos requisitos exigidos, no entanto, esta solução não é exequível porque seria necessário produzir uma linguagem para cada configuração de software aviónico diferente se pretendêssemos tirar partido da especificidade. Com esta dissertação, solucionou-se esta dificuldade com recurso à noção de família de DSLs. Trata-se de um conjunto de linguagens para um domínio específico, que apresentam um conjunto comum de conceitos chave, mas que adaptam alguns desses conceitos para cumprir a variabilidade dos requisitos. Utilizou-se a abordagem MDD para desenvolver um gerador automático de DSLs que é capaz de produzir a linguagem desejada de acordo com a configuração de software pretendida para a partição pertencente a um módulo aviónico. As linguagens geradas apresentam um nível de usabilidade adequada para o domínio, bem como têm a capacidade de validar as construções efetuadas usando a DSL e produzir os artefactos pretendidos.

Otimização da implementação em GPUs de um algoritmo de simulação de materiais granulares

As simulações que pretendam modelar fenómenos reais com grande precisão em tempo útil exigem enormes quantidades de recursos computacionais, sejam estes de processamento, de memória, ou comunicação. Se até há pouco tempo estas capacidades estavam confinadas a grandes supercomputadores, com o advento dos processadores multicore e GPUs manycore os recursos necessários para este tipo de problemas estão agora acessíveis a preços razoáveis não só a investigadores como aos utilizadores em geral. O presente trabalho está focado na otimização de uma aplicação que simula o comportamento dinâmico de materiais granulares secos, um problema do âmbito da Engenharia Civil, mais especificamente na área da Geotecnia, na qual estas simulações permitem por exemplo investigar a deslocação de grandes massas sólidas provocadas pelo colapso de taludes. Assim, tem havido interesse em abordar esta temática e produzir simulações representativas de situações reais, nomeadamente por parte do CGSE (Australian Research Council Centre of Excellence for Geotechnical Science and Engineering) da Universidade de Newcastle em colaboração com um membro da UNIC (Centro de Investigação em Estruturas de Construção da FCT/UNL) que tem vindo a desenvolver a sua própria linha de investigação, que se materializou na implementação, em CUDA, de um algoritmo para GPUs que possibilita simulações de sistemas com um elevado número de partículas. O trabalho apresentado consiste na otimização, assente na premissa da não alteração (ou alteração mínima) do código original, da supracitada implementação, de forma a obter melhorias significativas tanto no tempo global de execução da aplicação, como no aumento do número de partículas a simular. Ao mesmo tempo, valida-se a formulação proposta ao conseguir simulações que refletem, com grande precisão, os fenómenos físicos. Com as otimizações realizadas, conseguiu-se obter uma redução de cerca de 30% do tempo inicial cumprindo com os requisitos de correção e precisão necessários.