Vision based context categorization for all-terrain robot

Dissertation presented at the Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa to obtain the Master degree in Electrical and Computer Engineering.

Vision based obstacle detection for all-terrain robots

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

LADAR based mapping and obstacle detection system for service robots

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

A volumetric hybrid representation for obstacle detection in all-terrain robots

This dissertation presents an approach aimed at three-dimensional perception’s obstacle detection on all-terrain robots. Given the huge amount of acquired information, the adversities such environments present to an autonomous system and the swiftness, thus required, from each of its navigation decisions, it becomes imperative that the 3-D perceptional system to be able to map obstacles and passageways in the most swift and detailed manner. In this document, a hybrid approach is presented bringing the best of several methods together, combining the lightness of lesser meticulous analyses with the detail brought by more thorough ones. Realizing the former, a terrain’s slope mapping system upon a low resolute volumetric representation of the surrounding occupancy. For the latter’s detailed evaluation, two novel metrics were conceived to discriminate the little depth discrepancies found in between range scanner’s beam distance measurements. The hybrid solution resulting from the conjunction of these two representations provides a reliable answer to traversability mapping and a robust discrimination of penetrable vegetation from that constituting real obstructions. Two distinct robotic platforms offered the possibility to test the hybrid approach on very different applications: a boat, under an European project, the ECHORD Riverwatch, and a terrestrial four-wheeled robot for a national project, the Introsys Robot.

Autonomous behaviors for an unmanned mini-aerial vehicle

This thesis aims at addressing the development of autonomous behaviors, for search and exploration with a mini-UAV (Unmanned Aerial Vehicle), or also called MAV (Mini Aerial Vehicle) prototype, in order to gather information in rescue scenarios. The platform used in this work is a four rotor helicopter, known as quad-rotor from the German company Ascending Technologies GmbH, which is later assembled with a on-board processing unit (i.e. a tiny light weight computer) and a on-board sensor suite (i.e. 2D-LIDAR and Ultrasonic Sonar). This work can be divided into two phases. In the first phase an Indoor Position Tracking system was settled in order to obtain the Cartesian coordinates (i.e. X, Y, Z) and orientation (i.e.heading) which provides the relative position and orientation of the platform. The second phase was the design and implementation of medium/high level controllers on each command input in order to autonomously control the aircraft position, which is the first step towards an autonomous hovering flight, and any autonomous behavior (e.g. Landing, Object avoidance, Follow the wall). The main work is carried out in the Laboratory ”Intelligent Systems for Emergencies and Civil Defense”, in collaboration with ”Dipartimento di Informatica e Sistemistica” of Sapienza Univ. of Rome and ”Istituto Superiore Antincendi” of the Italian Firemen Department.

Sucesso terapêutico no controlo da tuberculose em Portugal : determinantes do resultado do tratamento e a sua capacidade preditiva

RESUMO - Enquadramento/objectivos: Apesar do elevado nível de comprometimento em estratégias eficazes para o controlo da tuberculose, em todo o mundo, esta constitui ainda um sério problema de Saúde Pública, com uma estimativa global de 9,4milhões de casos novos em 2008 e 1,8milhões de mortes/ano. O reduzido conhecimento das barreiras e facilitadores para o sucesso terapêutico constitui um importante obstáculo na procura de soluções eficazes de melhoramento da qualidade dos programas de controlo da tuberculose. Este estudo procura contribuir para a identificação atempada de doentes com perfis preditivos de insucesso terapêutico, através da identificação inicial de potenciais determinantes do resultado, com base num modelo epidemiológico e estatístico. Métodos: Foi desenvolvido um estudo de caso-controlo para a população de casos notificados ao Programa Nacional de Controlo da Tuberculose (n=24491), entre 2000-2007. Os factores preditivos de insucesso terapêutico foram identificados na análise bivariada e multivariada, com um nível de significância de 5%; a regressão logística foi utilizada para estimar a odds ratio de insucesso terapêutico, em comparação com o sucesso terapêutico, para diversos factores identificados na literatura, e para os quais os dados se encontravam disponíveis. Resultados: A dependência alcoólica (OR=2,889), o país de origem (OR=3,910), a situação sem-abrigo (OR=3.919), a co-infecção pelo VIH (OR=5,173), a interrupção (OR=60.615) ou falha terapêutica no tratamento anterior (OR=67.345) e a duração do tratamento inferior a 165 dias (OR=1930,133) foram identificados como factores preditivos de insucesso terapêutico. A duração do tratamento inferior a 165 dias provou ser o mais importante determinante do resultado terapêutico. Conclusões: Os resultados sugerem que um doente imigrante, em situação de sem-abrigo, dependente alcoólico, com tratamentos anteriores para a tuberculose e co-infectado pelo VIH apresenta uma elevada probabilidade de insucesso terapêutico. Assim, deverão ser definidas estratégias específicas, centradas no doente por forma a impedir este resultado. A base de dados (SVIG-TB), provou ser uma ferramenta de qualidade para a investigação sobre diversos aspectos do controlo da tuberculose. ------------------------------- ABSTRACT - Background/Objective: Despite the high commitment in good strategies for tuberculosis control worldwide, this is still a serious Public Health problem, with global estimates of 9,4million new cases in 2008 and 1,8million deaths/year. The poor understanding of the barriers and facilitators to treatment success is a major obstacle to find effective solutions to improve the quality of tuberculosis programs. This study tries to contribute to the timely identification of patients with predictive profiles of unsuccessful treatment outcomes, through the initial identification of characteristics probably affecting treatment outcome, found on the basis of an epidemiological and statistical model. Methods: A case-control study was conducted for the population of cases notified to the National Program for Tuberculosis Control (n=24 491), between 2000-2007. Predictive factors for unsuccessful outcome were assessed in a bivariate and multivariate analysis, using a significance level of 5%; a logistic regression was used to estimate the odds-ratio of unsuccessful, as compared to successful outcome, for several factors identified in the literature and to which data was available. Results: Alcohol abuse (OR=2,889), patient´s foreign origin (OR=3,910), homelessness (OR=3,919), HIV co-infection (OR=5,173), interruption (OR=60,615) or unsuccessful outcome in the previous treatment (OR=67,345) and treatment duration below 165 days (OR=1930,133) were identified as predictive of unsuccessful outcomes. A low treatment duration proved to be the most powerful factor affecting treatment outcome. Conclusions: Results suggest that a foreign-born patient, alcohol abuser, who has had a previous treatment for tuberculosis and is co-infected with HIV is very likely to have an unsuccessful outcome. Therefore, specific, patient-centered strategies should be taken to prevent an unsuccessful outcome. The database (SVIG-TB), has proved to be a quality tool on research of various aspects of tuberculosis control.

Bridging environmental conflicts with social metabolism : forestry expansion and socioeconomic change

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

Catástrofes naturais em saúde pública : impactos e planos de emergência : caso de estudo : São Miguel-Açores

RESUMO - Nos últimos anos, as catástrofes naturais têm sido a causa frequente de problemas de Saúde Pública; além disso representam um sério obstáculo ao desenvolvimento das comunidades atingidas, na medida em que consomem ponderáveis recursos para a mitigação dos danos sofridos. Pode-se dizer que não existe nenhum país que não esteja exposto ao risco de catástrofes naturais, tais como Sismos, Tsunamis, Erupções Vulcânicas, Movimentos de Vertentes, Ciclones Tropicais, Ondas de Frio e de Calor, Secas e Inundações, e como tal, este é um problema global emergente. Como, actualmente, é impossível prever e controlar a ocorrência destes fenómenos, as acções humanas têm de ser direccionadas para a implementação de soluções que possam mitigar e/ou prevenir o seu impacto na sociedade. A integração do lugar, do espaço e do tempo na Saúde Pública, como componentes de investigação relativas aos problemas da população, são uma ferramenta metodológica importante no auxílio do planeamento, monitorização e avaliação das acções em saúde. O que está em causa neste estudo é o pensar, o preparar e o adaptar os nossos territórios e populações a cenários de crise que podem aparecer sem aviso prévio. Este trabalho é, sobretudo, uma forma de pensar e planear o futuro numa lógica de adaptação e valorização do território, construindo referenciais de suporte à acção. Assim, a finalidade deste estudo é contribuir para melhorar/aperfeiçoar a resposta perante novas situações de catástrofe natural, através da percepção e caracterização de situações anteriores de catástrofes naturais a que a Ilha de São Miguel, nos Açores, esteve sujeita nos últimos vinte e seis anos, através da construção e análise de cartas de localização de risco, caracterização da população em risco e da avaliação dos respectivos Planos de Emergência. ---------------------- ABSTRACT - In the last years, the natural disasters have been the frequent cause of Public Health problems and additionally they represent a serious obstacle to the development of the communities affected, in so far as they consume ponderable resources to the mitigation of the damages. It is possible to be said that there is not any country that is not exposed to the risk of natural disasters such as earthquakes, tsunamis, volcanic eruptions, landslides, tropical cyclones, waves of heat and coldness, droughts and floods, and as such, this is an emerging global problem. As it is now impossible to predict and control the occurrence of these phenomena, human actions must be directed to implement solutions that can mitigate and / or prevent their impact on society. The integration of place, space and time on Public Health, as part of research on problems of the population, are an important methodological tool to aid planning, monitoring and evaluation of activities in health. The main issue in this study is to think, prepare and adapt our territories and populations to crisis scenarios that may occur without notice. This work is mainly a way of thinking and planning ahead in a logic of adapting and improving the area, building frameworks to support the action. Thus, the purpose of this study is to contribute to improve / optimize the answer for new natural disaster situations, through the perception and characterization of previous situations of natural catastrophes that the Island of São Miguel, in the Azores, has been subject in the last twenty six years, through the construction and analysis of risk maps, characterization of the population in risk and of the evaluation of the respective Plans of Emergence.

Incapacidade auto-reportada e retorno à actividade profissional em utentes com dor crónica lombar

RESUMO: O absentismo à actividade profissional devido à condição de Dor Lombar apresenta-se como um problema de saúde pública com elevados custos económicos nas sociedades ocidentais. É estimado que cerca de 20% a 47% dos utentes com Dor Lombar não retornam à sua actividade profissional no período de 3 meses, sendo responsáveis por 75% a 90% de todos os custos e baixas médicas associadas à condição. Objectivo: O objectivo deste estudo foi analisar a capacidade de retorno à actividade profissional em utentes com Dor Crónica Lombar (DCL), que procuraram a Fisioterapia em situação de agudização dos seus sintomas, e averiguar a sua relação com os níveis de Incapacidade auto-reportados. Secundariamente pretendemos avaliar a influência das Crenças de medo-evitamento, nos níveis de Incapacidade auto-reportados. Metodologia: Foi efectuado um estudo correlacional prospectivo no qual se observou uma amostra de 56 utentes com DCL que tivessem apresentado novos episódios de agudização dos seus sintomas. Após 3 meses de follow-up (n=42) foi avaliado o “regresso ao trabalho em boas condições” e a sua relação com os níveis de Incapacidade iniciais, bem como o contributo das Crenças de medo-evitamento para essa Incapacidade funcional. Resultados: Foi verificada uma correlação negativa entre os níveis de Incapacidade funcional e o Sucesso no “regresso ao trabalho em boas condições” (ρ = -0.369; p =0.016), sendo que os scores mais elevados da Incapacidade correspondem à Falha nesse regresso. Verificámos também uma correlação positiva entre a existência das Crenças de medo-evitamento relativas ao Trabalho e a Incapacidade (r =0.511; p =0,001), apresentando estas Crenças um valor preditivo (β= 0.533; p =0.001) na Incapacidade auto-reportada. Conclusões: A capacidade de retorno à actividade profissional nos utentes com DCL, após um novo episódio de agudização dos seus sintomas, está relacionada com níveis de Incapacidade funcional. Os factores psicossociais, nomeadamente as Crenças de medo-evitamento relativas ao Trabalho apresentam um valor preditivo para essa Incapacidade auto-reportada.------------------------------ABSTRACT:Work-absenteeism due to the condition of Low Back Pain (LBP) presents itself as a public health problem with high economic costs in Western societies. It is estimated that 20% to 47% of patients with LBP not returned to their work-activity in period of 3 months, accounting for 75% to 90% of all medical costs and sickness compensation associated. Objective: The aim of the present study was to assess the ability to return to work on patients with chronic LBP, who searched for physical therapy in a situation of worsening of their symptoms, and examine their relationship with levels of self-reported disability. Secondly we intend to evaluate the influence of fear-avoidance beliefs to the levels of self-reported disability. Methods: We conducted a prospective cross-sectional study in which we observed 56 patients chronic LBP with new episodes of exacerbation of their symptoms. After a 3 months follow-up (n = 42) we evaluated the “return to work in good health” and its relationship with initial levels of disability and the contribution of fear-avoidance beliefs for that disability. Results: There was a negative correlation between levels of disability and “return to work in good health” success (ρ = -0.369, p = 0.016), with the highest scores correspond to the failure in the work-return. We also found a positive correlation between the existence of fear-avoidance beliefs for work and disability (r = 0.511; p = 0.001), with a predictive value of these fear-avoidance beliefs (β = 0.533; p = 0.001) in self-reported disability. Conclusions: The ability to return to work in chronic LBP patients, after a new episode of exacerbation of symptoms is related to the levels of functional disability. Psychosocial factors, including fear-avoidance beliefs for work showed a predictive value for the self-reported disability.

Dor crónica lombar : incapacidade auto-reportada em trabalhadores das IPSS de Arronches e sua relação com factores psicossociais e intensidade da dor

RESUMO: Vários estudos realizados sugerem que os factores psicossociais (nível de satisfação laboral; nível educacional; a catastrofização da dor e crenças de medoevitamento)têm um importante papel como factores associados ao desenvolvimento de cronicidade da DL (Krismer & van Tulder, 2007; Kwon et al., 2006; Leclerc et al., 2009; Pincus, Santos, Breen, Burton e Underwood., 2008.) Objectivo: Analisar a associação entre as variáveis catastrofização da dor, crenças de medo-evitamento da dor e intensidade da dor com a incapacidade funcional auto-reportada, numa amostra de indivíduos com DCL. Metodologia: A população alvo foi constituída por 160 funcionários da Santa Casa da Misericórdia e Centro de Bem Estar Social de Arronches. Integraram a amostra 133 funcionários que se disponibilizaram a responder aos diferentes instrumentos de avaliação utilizados (“Roland–Morris Disability Questionnaire”(RMQ); “ Questionário de Caracterização e Levantamento de Factores de Risco e Impacto associado à DCL”; “Pain Catastrophing Scale” (PCS) e o “Fear- Avoidance Beliefs Questionnaire” (FABQ). A recolha de dados realizou-se entre Agosto e Novembro de 2010. Resultados: Neste estudo, verificou-se que 39,1 % dos indivíduos referiam DCL não específica. Relativamente à incapacidade funcional autoreportada, obteve-se um score médio 5,87 no RMQ. Obteve-se um valor de rs=0,425,p<0,01, para a associação entre a catastrofização da dor e incapacidade. Relativamente à associação entre crenças de medo-evitamento, sub-escala actividade física e incapacidade, foi obtido o valor de rs= 0,074 e para a associação entre as crenças de medo-evitamento, sub-escala trabalho e incapacidade, verificou-se rs=0,422, p<0,01. No que respeita à associação entre percepção da intensidade dor actual e a incapacidade, obteve-se um valor rs= 0,177 e a associação entre a dor percepcionada em 2009 e incapacidade, aferiu um resultado de rs=0,291, p<0,05. Conclusão: Concluímos que existe uma associação moderada entre catastrofização da dor e a incapacidade funcional auto-reportada, e também entre crenças de medo-evitamento relativamente ao trabalho e a incapacidade funcional auto-reportada. Relativamente à associação entre a dor percepcionada em 2009 e a incapacidade funcional auto-reportada a associação é baixa. Não sendo encontrada associação entre crenças de medo-evitamento relativamente à actividade física e a incapacidade funcional auto-reportada, nem para a associação entre percepção da intensidade da dor actual e a incapacidade. Esta pesquisa contribuiu assim, para dar a conhecer factores relevantes avaliar em indivíduos com DCL, podendo a sua modificação contribuir para a prevenir maiores níveis de incapacidade funcional ou melhorar a efectividade do tratamento utilizado. --------------------ABSTRACT: Several studies suggest that psychosocial factors (level of job satisfaction, education level, and the pain catastrophizing and fear-avoidance beliefs) have an important role as factors associated with development of chronicity LBP (Krisma & van Tulder, 2007 ; Kwon et al., 2006, Leclerc et al. 2009; Pincus, Santos, Breen, Burton and Underwood., 2008.) Objective: To assess the association between the variables of pain catastrophizing, fear-avoidance beliefs, pain, intensity pain and self-reported functional disability in a sample of people with chronic LBP. Methodology: The study consisted of 160 employees of the Santa Casa da Misericórdia and Centro de Bem Estar Social of Arronches. Integrated sample of 133 employees who agreed to respond to different assessment tools used (Roland-Morris Disability Questionnaire (RMQ), "Questionnaire Survey of Characterization and Risk Factors and Impact associated with the DCL," "Pain Catastrophing Scale(PCS) and "Fear-Avoidance Beliefs Questionnaire (FABQ). Data collection took place between August and November 2010. Results: In this study, it was found that 39.1% of subjects reported no specific chronic LBP. For the self-reported functional disability, we obtained a medium score of 5.87 on the RMQ. We obtained a value of rs = 0.425, p <0.01, for the association between catastrophizing in pain and disability. Regarding the association between fear-avoidance beliefs, sub-scale physical activity and disability, was obtained a value of rs = 0.074 and for the association between fear-avoidance beliefs, sub-scale work and disability, there was rs = 0.422, p <0.01. Regarding the association between perceived pain intensity and pain disability present we obtained a value rs = 0.177 association between pain and perceived disability in 2009 and measured an outcome of rs = 0.291, p <0.05.Conclusion: That there is a moderate association between catastrophizing and pain self-reported functional disability, and also between fear-avoidance beliefs in relation to employment and self-reported functional disability. Regarding the association between pain and perceived disability in 2009 self-reported the association is low. Not being an association between earavoidance beliefs for physical activity and self-reported functional disability, or for the association between perception of current pain intensity and disability. This research contributed so, to disclose relevant factors evaluate in individuals with chronic LBP, its modification may help to prevent higher levels of functional disability or improve the effectiveness of treatment used.

Dor crónica lombar : incapacidada auto-reportada em trabalhadores de saúde e sua relação com variáveis psicossociais e intensidade da dor

RESUMO: A dor crónica lombar, é uma condição de saúde cuja prevalência tem aumentado nas últimas décadas. É uma condição que pode ser bastante incapacitante para o indivíduo e por consequência, ter importante impacto social e económico na sociedade. É um fenómeno complexo, multifactorial e pouco estudado na população portuguesa. Objectivo: Estudar a associação entre a catastrofização da dor, crenças de medo evitamento da dor, intensidade da dor e a incapacidade funcional auto reportada em indivíduos com dor crónica lombar. Metodologia: Estudo observacional analítico de corte transversal, com uma amostra de 38 indivíduos com dor crónica lombar, seleccionados a partir de uma população de 186 trabalhadores de uma unidade local de saúde. A recolha de dados foi realizada através de 4 instrumentos de avaliação: Questionário de caracterização e levantamento de factores de risco e impacto associados à dor crónica lombar; Questionário de incapacidade de Roland e Morris; Escala de catastrofização da dor; e Questionário de crenças de medo evitamento da dor. A análise dos dados foi feita através de estatística descritiva pela distribuição de frequências e medidas de tendência central para análise da prevalência e caracterização da amostra e por estatística inferencial para estudar as relações entre variáveis através do teste de correlação não paramétrico de Spearman. Resultados: A variável catastrofização da dor obteve um valor de correlação com a incapacidade auto-reportada de rs=0,473, para p<0,01; a variável crença de medo evitamento da dor relacionada com o trabalho obteve um valor de correlação com a incapacidade auto-reportada de rs=0,462 para p<0,01, a percepção da intensidade actual de dor e a intensidade percepcionada no ano anterior, obtiveram valores de correlação com a incapacidade auto-reportada de rs=0,327 e rs= 0,359 respectivamente para valor de p<0,05. Conclusão: As variáveis psicossociais catastrofização da dor e crença de medo evitamento da dor relacionada com o trabalho, influenciam de forma moderada a incapacidade em indivíduos com dor crónica lombar. A associação entre a intensidade da dor e a incapacidade parece ter um papel menos importante demonstrando associações baixas.--------------------------ABSTRACT: Chronic low back pain is a health condition whose prevalence has increased in recent decades. It is a condition that can be quite disabling for the individual and therefore have important social and economic impact on society. It is a complex phenomenon, multifactorial and poorly studied in the Portuguese population. Objective: To study the association between pain catastrophizing, fear avoidance beliefs, pain, pain intensity and self-reported functional disability in individuals with chronic low back pain. Methods: Observational analytical cross sectional study of a sample of 38 individuals with chronic low back pain, selected from a population of 186 workers at a local health unit. Data collection was performed through four assessment instruments: questionnaire characterization, evaluation of risk factors and impact associated to chronic low back pain, questionnaire Roland and Morris disability, pain catastrophizing scale and fear avoidance beliefs questionnaire. Data analysis was performed using descriptive statistics for the distribution of frequencies and measures of central tendency to analyze the prevalence and characteristics of the sample and inferential statistics to study the relationships between variables by testing for Spearman nonparametric correlation. Results: The pain catastrophizing variable had a correlation value rs= 0,473, p<0,01 with the self-reported disability, the variable of fear avoidance belief of pain related to the work achived a correlation value with the self-reported disability, rs = 0.462 p <0.01, current pain intensity and in the previous year obtained values of correlation with self-reported disability rs = 0.327 and rs = 0.359 respectively for values of p <0.05 .Conclusion: The psychosocial variables of pain catastrophizing and fear avoidance belief of pain related to the work had a moderate association with disability in individuals with chronic low back pain. The association between pain intensity and disability seems to have a less important role demonstrating low associations.

Educação e exercício em utentes com dor crónica lombar : efeitos de um Programa ao nível da incapacidade funcional, intensidade da dor e crenças de medo-evitamento do movimento

RESUMO:Este trabalho de investigação englobou a realização de um estudo quasi expçerimental, de carácter exploratório, com dois objectivos distintos. O primeiro objectivo consistiu em estudar os efeitos de um programa baseado na educação e exercício ao nível da capacidade funcional, intensidade da dor e crenças de medo/ evitamento do movimento relacionadas com a actividade física e o trabalho em utentes com DCL.--------------------------ABSTRACT:The aims of this study were twofold. The first aim was to analyse the effect of a Programme based on Education and Exercise in Pain Intensity, Disability and Movement Fear-Avoidance Beliefs in Portuguese Chrnic Back Low Pain (CLBP) patients.

A framework for supporting knowledge representation – an ontological based approach

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Application of OSN in membrane cascade for purification of the API Amoxicillin

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

O ensino na política islâmica do Moçambique colonial: da ansiedade islamofóbica à miragem do ‘Islão português

Ao longo da trajectória colonial, a abordagem do Islão moçambicano pelas autoridades portuguesas passou de uma islamofobia renitente, por vezes com gestos esporádicos de aproximação, para um programa de sedução das lideranças islâmicas, desenvolvido entre 1968 e 1974. Partindo deste quadro evolutivo, o presente artigo procura traçar a transformação das políticas dedicadas ao ensino islâmico em Moçambique. Se o tempo islamofóbico viu nesse ensino um factor de “desnacionalização” da população colonizada, o período seguinte encarou-o como obstáculo à ideia de um “Islão português”, obstáculo que alguns pensaram contornar subordinando as escolas corânicas ao sistema oficial de ensino. O artigo analisa também as tensões suscitadas por estas políticas, focando a reacção de hostilidade por parte do meio católico mais conservador