Constraint reasoning for differential models

The basic motivation of this work was the integration of biophysical models within the interval constraints framework for decision support. Comparing the major features of biophysical models with the expressive power of the existing interval constraints framework, it was clear that the most important inadequacy was related with the representation of differential equations. System dynamics is often modelled through differential equations but there was no way of expressing a differential equation as a constraint and integrate it within the constraints framework. Consequently, the goal of this work is focussed on the integration of ordinary differential equations within the interval constraints framework, which for this purpose is extended with the new formalism of Constraint Satisfaction Differential Problems. Such framework allows the specification of ordinary differential equations, together with related information, by means of constraints, and provides efficient propagation techniques for pruning the domains of their variables. This enabled the integration of all such information in a single constraint whose variables may subsequently be used in other constraints of the model. The specific method used for pruning its variable domains can then be combined with the pruning methods associated with the other constraints in an overall propagation algorithm for reducing the bounds of all model variables. The application of the constraint propagation algorithm for pruning the variable domains, that is, the enforcement of local-consistency, turned out to be insufficient to support decision in practical problems that include differential equations. The domain pruning achieved is not, in general, sufficient to allow safe decisions and the main reason derives from the non-linearity of the differential equations. Consequently, a complementary goal of this work proposes a new strong consistency criterion, Global Hull-consistency, particularly suited to decision support with differential models, by presenting an adequate trade-of between domain pruning and computational effort. Several alternative algorithms are proposed for enforcing Global Hull-consistency and, due to their complexity, an effort was made to provide implementations able to supply any-time pruning results. Since the consistency criterion is dependent on the existence of canonical solutions, it is proposed a local search approach that can be integrated with constraint propagation in continuous domains and, in particular, with the enforcing algorithms for anticipating the finding of canonical solutions. The last goal of this work is the validation of the approach as an important contribution for the integration of biophysical models within decision support. Consequently, a prototype application that integrated all the proposed extensions to the interval constraints framework is developed and used for solving problems in different biophysical domains.

Broad-temperature range spectroscopy of the two-centre modular redox metalloprotein Desulfovibrio desulfuricans desulfoferrodoxin

Dalton Trans., 2003, 3328-3338

A Logic and tool for local reasoning about security protocols

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

A comparative study between centralization and decentralization of diagnostic reasoning in EPS

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa de Lisboa para obtenção do grau de mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Conservation GIS: Ontology and spatial reasoning for commonsense knowledge.

Dissertation submitted in partial fulfilment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Combining open and closed world reasoning for the semantic web

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Informática

A qualitive reasoning approach for improving query results for sketch based queries by topological analysis of spatial aggregation

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Probabilistic constraint reasoning

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Informática, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

A modular distributed transactional memory framework

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Caracterização de betão com terra para aplicação em construção modular prefabricada

2º CIHEL - Congresso Internacional da Habitação no Espaço Lusófono, LNEC, Lisboa, 13-15 Março 2013

Eco-wall modular solutions for buildings

This paper discusses the development of modular solutions for eco low-cost houses based on a pre-fabricated modular wall system environmentally sustainable, socioeconomically competitive and geared towards developing African nations with a housing deficit. The key point to the research of a modular wall solution is a structural layer complemented with local and materials made by non-specialized workforce. This wall also meets also hydrothermal acoustic and mechanical properties. Thus,the solution also offers good safety and interior comfort conditions to its users while maintaining the flexibility to expand the size of the house. Parameters as dimensions, materials and constructive processes of the existing housing stock were studied. Features such as the family size, typology, different uses, common materials, existing regulations, minimal living conditions, safety and comfort have also been considered to achieve the most efficient solution.

Estudo do comportamento acústico de protótipo inovador para compartimentação modular interior

A presente dissertação consiste no estudo acústico de um módulo amovível para compartimentação interior, considerando um primeiro protótipo, ainda em desenvolvimento. É um elemento vertical de divisão de espaços interiores, pré-fabricado que não requer a utilização de calhas ou apoio técnico, de rápido e fácil posicionamento, ajustável ao pé direito do local onde é instalado, mantendo, ainda assim, as características chave de uma divisória convencional. Um conjunto de módulos deste tipo, dispostos linearmente, formarão um divisor que permitirá a personalização de qualquer área interior, nomeadamente habitações, escritórios, galerias, entre outros. A principal característica que diferencia este elemento das soluções existentes actualmente no mercado é a sua mobilidade depender exclusivamente de um conjunto de rolamentos integrados na base de cada módulo. Através de um sistema de elevação incorporado, o utilizador pode baixar o módulo, movê-lo para a posição desejada e voltar a elevá-lo até que este fique comprimido contra a laje do tecto, ficando assim estável. O trabalho realizado pretendeu aprofundar conhecimentos na área de acústica para que possam ser introduzidas modificações num segundo protótipo a ser desenvolvido futuramente. Dessa forma, realizaram-se diversos ensaios que decorreram no laboratório de acústica do LNEC. Inicialmente procedeu-se à materialização de um ensaio de absorção sonora, realizado para uma única tipologia do módulo, e efectuou-se um mapeamento de medições do nível de pressão sonora. A execução de adaptações no sistema e a abertura na parede, que separa as câmaras reverberantes, possibilitou a concretização de diversos ensaios de isolamento sonoro a sons aéreos para diferentes tipologias do mesmo. Os resultados destes ensaios permitiram não só concluir quais os materiais que deverão ser preferencialmente contemplados neste tipo de solução, com vista a um melhor desempenho acústico, como também adiantar dados adicionais que poderão ser relevantes na fase de projecto deste tipo de estruturas aligeiradas.

Constraint reasoning with local search for continuous optimization

Optimization is a very important field for getting the best possible value for the optimization function. Continuous optimization is optimization over real intervals. There are many global and local search techniques. Global search techniques try to get the global optima of the optimization problem. However, local search techniques are used more since they try to find a local minimal solution within an area of the search space. In Continuous Constraint Satisfaction Problems (CCSP)s, constraints are viewed as relations between variables, and the computations are supported by interval analysis. The continuous constraint programming framework provides branch-and-prune algorithms for covering sets of solutions for the constraints with sets of interval boxes which are the Cartesian product of intervals. These algorithms begin with an initial crude cover of the feasible space (the Cartesian product of the initial variable domains) which is recursively refined by interleaving pruning and branching steps until a stopping criterion is satisfied. In this work, we try to find a convenient way to use the advantages in CCSP branchand- prune with local search of global optimization applied locally over each pruned branch of the CCSP. We apply local search techniques of continuous optimization over the pruned boxes outputted by the CCSP techniques. We mainly use steepest descent technique with different characteristics such as penalty calculation and step length. We implement two main different local search algorithms. We use “Procure”, which is a constraint reasoning and global optimization framework, to implement our techniques, then we produce and introduce our results over a set of benchmarks.

Preliminary study of the acoustic behavior concerning an innovative prototype for indoor modular partitioning

This paper presents a preliminary acoustic study concerning the development of the first prototype of a patented removable module for interior partitioning. It is a prefabricated, vertical element for division of interior spaces that does not require the use of gutters or technical support. A set of such modules, linearly disposed, will create a division, allowing the personalization of any indoor area, including open office spaces, rooms, among others. The main characteristic that distinguishes this element from the existing solutions available on the market is that its mobility relies exclusively on a set of integrated bearings at the base of each module. Through an incorporated elevation system, the user can lower the module, move it to the desired position and re-elevate it until pressed against the ledge of the ceiling, making it stable. In this sense, and taking into account its acoustic behavior, several tests were made in the LNEC acoustics lab. Airborne sound insulation tests for different typologies of the prototype were conducted, according to the applicable standards EN ISO 354:2003, EN ISO 717-1:2013 and EN ISO 10140-2:2010. Some important conclusions and analysis of the prototype viability were extracted.

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.