Pythonissa: uma linguagem visual para elaboração da previsão do tempo

Uma das maiores dificuldades encontradas pelos técnicos envolvidos na elaboração da previsão do tempo é a falta de integração entre o software de visualização usado por eles e os programas usados para escrever os boletins. Os previsores necessitam de um meio rápido e fácil de gerar previsões com outras formas de apresentação, além do formato de texto em que ela normalmente é produzida. A partir do estudo dessas dificuldades, formulou-se a hipótese de que seria benéfico criar uma linguagem visual para a criação da previsão do tempo, que permitisse gerar tanto o texto de um boletim meteorológico quanto as imagens correspondentes. Este trabalho descreve a especificação dessa linguagem, à qual se deu o nome de Pythonissa. Ela foi definida usando o formalismo de grafos e se constitui de um modelo da estrutura de um boletim de previsão do tempo. Em Pythonissa, cada região geográfica para a qual é feita a previsão é representada por um vértice em um grafo. Os fenômenos presentes na região também são representados por vértices, de outros tipos, ligados à região por arestas que denotam sua presença. Cada tipo de vértice e aresta tem mapeamentos para representações gráficas e para elementos de controle em uma interface com o usuário. A partir da linguagem, foi implementado um protótipo preliminar, no qual é possível criar um boletim de por meio de uma interface visual e gerar o texto e a imagem correspondentes. Foi dado início, também, à construção de um framework para integração da linguagem a um ambiente de visualização de dados, de modo a produzir uma aplicação utilizável em um ambiente de trabalho real. Para isto foram usados o software de visualização Vis5D e a linguagem de scripts Python. A este framework, se deu o nome de Py5D.

Evolução de documentos XML com tempo e versões

A utilização de conceitos de representação temporal tem sido essencial em diversas aplicações de banco de dados, por permitir o armazenamento e a manipulação dos diferentes estados assumidos pela base de dados ao longo do tempo. Durante a evolução da base de dados, através do conceito de bitemporalidade, obtém-se acesso a informações presentes, passadas e futuras. Já o conceito de versionamento permite a existência de diversas alternativas para a evolução da base de dados, possibilitando um processo de evolução ramificada, em oposição ao usual mecanismo de evolução linear do conteúdo da base. Com a migração de tais aplicações para um ambiente Web, estas passam cada vez mais a utilizar a linguagem XML como formato de representação e intercâmbio de seus dados. Tornam-se necessários, dessa forma, mecanismos para a representação e manipulação da história do conteúdo de um documento XML que sofre modificações com o passar do tempo. Apesar da existência de propostas de extensão temporal de modelos de dados convencionais e de estratégias para o armazenamento de documentos XML em modelos convencionais, a natureza semi-estruturada dos documentos XML faz com que seja necessário definir um novo modelo de dados temporal, capaz de lidar com os conceitos de bitemporalidade e versionamento em um documento semiestruturado. O objetivo deste trabalho é definir um modelo que, ao contrário das demais propostas existentes, combine os conceitos de bitemporalidade e de versionamento em uma única abordagem capaz de permitir o tratamento da evolução do conteúdo de documentos XML. O uso conjunto desses dois recursos visa combinar o poder de expressão de cada um, garantindo uma maior flexibilidade na representação do histórico dos documentos XML. O modelo resultante recebeu o nome de Tempo e Versões em XML, ou simplesmente TVX, composto por três partes: um modelo para a organização lógica dos dados, uma linguagem de consulta e uma linguagem para promover alterações ao conteúdo dos documentos XML.

Investigação de proteínas envolvidas na vulnerabilidade seletiva do hipocampo

Uma das principais características do hipocampo após a isquemia é a vulnerabilidade diferencial das células da região CA1 e DG à morte celular. Os neurônios granulares do DG são resistentes, enquanto que os neurônios piramidais da região CA1 são mais sensíveis. Nosso objetivo nesse estudo foi investigar o possível envolvimento da via de sinalização celular PI3K, uma via que possui efeito proliferativo e antiapoptótico, e das proteínas de choque térmico (HSPs) no fenômeno da vulnerabilidade seletiva. Para isso foram usadas culturas organotípicas de hipocampo de ratos Wistar de 6-8 dias. As culturas foram tratadas com o inibidor da PI3K, LY294002 (LY), nas doses 10μM e 50μM. A morte celular foi quantificada pela medida da incorporação de iodeto de propídeo e da atividade das caspases 3 e 7. Alterações na fosforilação e no imunoconteúdo das proteínas foram obtidas com o uso de anticorpos específicos. Os resultados mostraram que a região do DG parece responder de forma tempo dependente e precocemente à presença da droga, sugerindo uma importância da via nessa região. Para investigar se a proteína AKT, uma cinase ativada por PI3K, estava envolvida na vulnerabilidade seletiva das células às condições de privação de oxigênio e glicose (POG), medimos a fosforilação e o imunoconteúdo dessa cinase após 60 minutos de POG seguida dos tempos de recuperação de 30 minutos, 6 horas e 24 horas. Nenhuma alteração foi observada nesses parâmetros, sugerindo que , nesse caso, a fosforilação da AKT não está envolvida na vulnerabilidade seletiva. Quando o imunoconteúdo da HSP27 e da HSP70 foi investigado após as condições de POG em ambas as áreas do hipocampo, não foi observada nenhuma alteração na HSP27 nos tempos de recuperação escolhidos. Por outro lado, observou-se aumento no imunoconteúdo da HSP70 em ambas as regiões 24 horas após a exposição às condições de POG, sendo este maior no CA1. Quando as quantidades das HSPs nas duas regiões em condições basais foram comparadas, observou-se que ambas estão em maior quantidade na região do DG. Esta diferença poderia estar relacionada com a resistência à morte celular observada no DG, uma vez que, possuindo maior quantidade HSPs, estas poderiam atuar como protetoras contra a morte. Esses resultados sugerem que a via de sinalização da PI3K pode estar envolvida na vulnerabilidade seletiva observada no hipocampo em resposta à condições de POG, e esta não envolve alterações na fosforilação da AKT. Por outro lado, HSP27 e HSP70 podem estar envolvidas no fenômeno da vulnerabilidade seletiva, protegendo o DG das lesões.

Efeito do tempo de autoclavagem sobre a digestibilidade dos grãos de soja integral em suínos na fase de crescimento

Foram conduzidos dois ensaios de metabolismo com suínos em crescimento para avaliar o efeito do tratamento térmico sobre a digestibilidade de grão de soja integral. No ensaio 1 foram utilizados 18 animais distribuídos em 6 dietas, à base de amido de milho e grão de soja, em um arranjo fatorial 3*2, composto por três tratamentos de calor submetidos ao grão (cru, AUTOCLAVADO e AUTOCLAVADO o dobro tempo) e dois níveis de lisina (85 e 100% das exigências do NRC (1988)). No ensaio 2 foram utilizados 18 suínos distribuídos em 18 dietas, à base de amido de milho e grão de soja (autoclavado ou autoclavado o dobro tempo) em um arranjo fatorial 3x3x2, composto por três níveis de lisina (80, 100 e 120% NRC (1988)), três suplementações de aminoácidos (0, metionina e treonina) dois tempos de tratamento térmico (autoclavado e dobro do tempo). No ensaio 1 foi observado efeito do tratamento térmico (P< 0,004) e do nível de lisina (P= 0,009) sobre o ganho de peso e do tratamento térmico (P= 0,006) sobre o consumo de matéria seca. Não foram observados efeitos do tratamento térmico e do nível de lisina sobre os coeficientes de digestibilidade da matéria seca, da proteína e da energia das dietas. No ensaio 2 foi observado efeito do nível de lisina (P= 0,008) sobre a excreção fecal de proteína bruta e de energia bruta (P= 0,003) e do tratamento térmico sobre a excreção fecal da energia bruta (P= 0,04).

Teorias de calibre supersimétricas formuladas num espaço-tempo não-comutativo tridimensional

Teorias de calibre formuladas em um espaço-tempo não cumulativo têm sido intensamente estudadas nos últimos anos. O interesse nesse assunto possui motivações provenientes da teoria de cordas. Uma das propriedades mais notáveis das teorias das não-cumulativas consiste de uma estrutura não usual de divergências,a chamada mistura UV/IR, que pode levar ao aparecimento de divergências infravermelhas não integráveis. A eliminação de tais divergências é crucial já que elas podem provocar o colapso da série pertubativa. Modelos não- cumulativos supersimétricos tem um lugar proeminente entre as teorias de campo fisicamente interessantes, uma vez que a supersimetria favorece o cancelamento das divergências perigosas. Eles são os melhores candidatos num programa para definir teorias de campo não-cumulativas consistentes. Neste trabalho investigamos a QED e Yang-Mills não-cumulativos supersimétricos em três dimensões usando o formalismo de supercampos. Para o caso abeliano provamos que a mistura UV/IR não é fonte de divergências infravermelhas não integráveis. Além disso, o modelo resulta ser finito na aproximação de um laço. O mesmo se aplica ao caso abeliano porém apenas na representação fundamental do grupo de calibre.

Projeto de um DB2 extender para suporte aos conceitos de tempo e versão

A utilização de versões permite o armazenamento de diferentes alternativas de projeto no desenvolvimento de uma aplicação. Entretanto, nem todo o histórico das alterações aplicadas sobre os dados é registrado. Modificações importantes podem ser realizadas e os valores anteriores são perdidos. O histórico completo somente é acessível através da junção de versões com um modelo temporal. Os conceitos de tempo e de versão aplicados em conjunto possibilitam a modelagem de aplicações complexas. Uma extensão que implemente simultaneamente estes dois conceitos em um banco de dados comercial não está disponível. O Modelo Temporal de Versões (TVM – Temporal Version Model) fornece a base para esta funcionalidade. O objetivo deste trabalho é projetar um extender para oferecer suporte aos conceitos de tempo e versão no sistema DB2, utilizando como base o TVM. A extensão engloba o mapeamento da hierarquia do TVM; a criação de tabelas administrativas; procedimentos para especificação das classes, atributos e relacionamentos; a definição de gatilhos e restrições para a manipulação dos dados diretamente nas tabelas criadas; e a especificação de procedimentos e UDFs para controle de versões e valores temporais e de outras UDFs que permitem consultas envolvendo os dois conceitos. Apesar do SGBD não ser totalmente orientado a objetos, como é definido no modelo utilizado (TVM), oferece mecanismos que permitem o mapeamento para um modelo objetorelacional. Através da utilização desta extensão, a união de tempo e de versões pode ser utilizada em aplicações reais.

Desenvolvimento de uma arquitetura programável de controle em tempo real para um servoposicionador pneumático

Este trabalho aborda o desenvolvimento de uma arquitetura de controle em tempo real para servoposicionadores pneumáticos, baseada em computadores pessoais (PCs). Os servoposicionadores pneumáticos são de baixo custo, leves, não poluentes e de fácil utilização. Como apresentam boa relação entre peso e força, são bastante atraentes em aplicações de robótica. Entretanto, devido a suas não linearidades, os servoposicionadores pneumáticos apresentam dificuldades em seu controle. Visando compensá-las, são desenvolvidos algoritmos de controle cada vez mais complexos, necessitando de ferramentas mais robustas quanto ao poder de processamento. Ferramentas com características necessárias para o desenvolvimento de algoritmos e para o controle em tempo real de sistemas custam caro, o que dificulta o desenvolvimento de novas tecnologias de controle de servoposicionadores pneumáticos. Este trabalho apresenta uma revisão das soluções utilizadas na construção de sistemas pneumáticos de posicionamento e daquelas adotadas no controle digital de sistemas automáticos. Descrevese o processo de construção de uma bancada experimental, e o desenvolvimento das soluções em hardware e software para o controle digital é discutido. Visando uma solução economicamente atraente, são utilizados unicamente softwares de código aberto e de livre utilização, assim como hardwares de baixo custo.Para verificar a eficiência da solução proposta, a arquitetura de controle é utilizada para realizar a identificação dos parâmetros do sistema pneumático. Dentre eles, destacam-se a vazão mássica e o atrito, informações importantes para simulação e controle do sistema. Também são utilizados controladores do tipo Proporcional-Integral-Derivativo, implementados para apoiar o estudo do desempenho da arquitetura no controle do servoposicionador pneumático.

Funcionalidades temporais do banco de dados Oracle e mecanismos para consultas de tempo de validade

Apesar das vantagens das funcionalidades de banco de dados temporais, já amplamente demonstradas na literatura, ainda não existe, comercialmente, um SGBD totalmente temporal. Algumas propostas já foram feitas, embora um pouco discretas, dando ênfase em apenas parte das funcionalidades temporais, já sinalizando que em breve será possível existir um SGBD puramente temporal. Uma dessas propostas se constitui na implementação de uma camada de software que simula um banco de dados temporal, chamada Pacote de Tempo de Validade – PTV. Ela foi desenvolvida para demonstrar algumas funções temporais de banco de dados de tempo de validade. Embora o PTV tenha funções para garantir a integridade de dados temporais na inserção de tuplas, além de outros controles, não apresenta funções de consultas temporais. Essas funções foram desenvolvidas neste trabalho com base no TSQL2, aumentando, portanto, as funcionalidades temporais do PTV. Elas foram desenvolvidas para o SGBD Oracle 9i e consistem da principal proposta desse trabalho, permitindo inclusive validar as funções de consultas temporais de outras propostas da literatura. A segunda proposta desse trabalho é prover aos desenvolvedores e pesquisadores dessa área, uma interface visual apropriada para o uso do PTV, permitindo, assim, a exploração máxima dos recursos temporais desse pacote.

Arquitetura em hardware para co-processamento de tarefas em sistema operacional tempo real

Os sistemas operacionais de tempo real, assim como os sistemas embarcados, estão inseridos no desenvolvimento de projetos de automação industrial segmentado em diversas áreas de pesquisa como, por exemplo, robótica, telecomunicações, e barramentos industriais. As aplicações de sistemas modernos de controle e automação necessitam de alta confiabilidade, velocidade de comunicação, além de, determinismo temporal. Sistemas operacionais de tempo real (SOTR) têm-se apresentado como uma solução confiável quando aplicadas em sistemas que se fundamentam no cumprimento de requisitos temporais. Além disso, o desempenho computacional é totalmente dependente da capacidade operacional da unidade de processamento. Em um sistema monoprocessado, parte da capacidade computacional da unidade de processamento é utilizada em atividades administrativas, como por exemplo, processos de chaveamento e salvamento de contexto. Em decorrência disto, surge a sobrecarga computacional como fator preponderante para o desempenho do sistema. Este trabalho tem por objetivo, analisar e fornecer uma arquitetura alternativa para realizar o co-processamento de tarefas em uma plataforma IBM-PC, aumentando a capacidade computacional do microprocessador principal. No presente trabalho, a plataforma de coprocessamento realiza a execução do algoritmo de escalonamento do sistema operacional, desta forma distribuiu-se o gerenciamento temporal das tarefas entre a plataforma IBM-PC e a unidade de co-processamento.

Padrões de espécies e tipos funcionais de plantas lenhosas em bordas de floresta e campo sob influência do fogo

Mosaicos naturais de floresta e campo são freqüentes no sul do Brasil, apesar das condições climáticas em geral serem favoráveis às formações florestais. Os campos portanto têm sido considerados um tipo de vegetação relictual de um clima mais frio e seco. Dados paleopalinológicos têm confirmado a hipótese de expansão florestal proposta por Lindman e Rambo com base em evidências fitogeográficas. Porém, fogo e pastejo têm sido utilizados no manejo dos campos, limitando o estabelecimento de árvores em áreas de campo, e parecem ser essenciais para a existência dos campos num clima úmido. Mudanças na intensidade ou freqüência do fogo ou do pastejo podem permitir o adensamento de espécies lenhosas em comunidades campestres. Todavia, os processos envolvidos são influenciados pelas condições locais e tipo de espécies pioneiras. Esta tese aborda padrões espaciais de transição da floresta ao campo, na ausência de pastejo, porém sob diferentes condições locais relacionadas à exposição do relevo (norte, sul, sudoeste) e ao fogo. Os dados abrangem arbustos e árvores pela composição de espécies e tipos funcionais de plantas (plant functional types, PFTs), e variáveis do solo em bordas de floresta-campo, sob diferentes períodos de tempo transcorrido desde a última queimada nas áreas de campo. Dados sobre composição, diversidade, categoria de plantas (que rebrotam e não rebrotam) e PFTs foram analisados de acordo com o período de tempo sem fogo em dois levantamentos realizados em anos consecutivos. O objetivo desta última análise foi descrever como reagem as plantas lenhosas em áreas de campo freqüentemente queimadas, num contexto de ecótonos de floresta-campo O estudo foi conduzido no Morro Santana (30°03’ S, 51°07’ W, altitude máxima: 311m), Porto Alegre, RS, Brasil. A vegetação da área apresenta mosaicos de floresta-campo. Os dados foram coletados em seis pares de transecção (4,5 x 58,5 m cada) perpendiculares à borda florestacampo. Cada transecção era composta por seis quadros grandes (LP= 20,25 m²) consecutivos na floresta e sete no campo. Em cada um dos LP, foram instalados três quadros pequenos (SPs) consecutivos, a fim de medir todos os indivíduos iguais ou maiores que 10 cm de altura. Nos LPs, o critério de inclusão foi a altura mínima de 80 cm. Uma queimada experimental foi realizada nos quadros de campo, considerando sempre uma transecção de cada pa r, antes da coleta dos dados. Ao todo foram amostradas 124 espécies lenhosas de 42 famílias. Destas, 90 espécies foram amostradas nos quadros da floresta e 76 nos quadros do campo, das quais 44 foram comuns a ambas as formações (espécies típicas de borda ou pioneiras). No interior da floresta, plântulas e indivíduos jovens de árvores foram significativamente mais abundantes nos quadros próximos da borda, onde os índices de diversidade, eqüidade e riqueza também foram maiores. Os gradientes da floresta ao campo foram analisados como trajetórias de composição em um espaço de ordenação multidimensional. Diferenças nos padrões espaciais reveladas entre locais com exposição distinta foram evidenciadas. Bordas abruptas ocorreram principalmente nas transecções de exposição sul e sudoeste, enquanto transições mais graduais foram observadas no norte As condições do solo também diferiram em relação às exposições predominantes, porém os principais parâmetros variaram conforme a distância espacial do limite da floresta. Assim, apesar dos padrões de vegetação diferirem conforme a exposição predominante, o fator mais importante na explicação dos padrões foi a distância do limite florestal, não somente per se, mas por todos parâmetros correlacionados que variam no gradiente. Em relação aos dois levantamentos realizados em áreas de campo, 31 espécies arbustivas de campo e 45 florestais foram analisadas, das quais 65,8% tinham capacidade de rebrotar. A composição de espécies diferiu com o tempo após o fogo. Densidade, riqueza e diversidade foram menores nos quadros recentemente queimados, principalmente nos sítios com exposição sul. Considerando arbustos de campo, a riqueza e a densidade foram maiores nos quadros não queimados há um e dois anos do que naqueles há mais de três anos. Comparando arbustos com e sem capacidade de rebrotar, os que rebrotam tiveram sempre maior densidade Árvores com capacidade de rebrote predominaram nas áreas com exposição norte, apresentando densidades similares, independente do tempo após o fogo. Porém, árvores sem capacidade de rebrote apresentaram maior densidade nos quadros não queimados. Diferenças na dinâmica de recrutamento de arbustos ou árvores uni- ou multi-caulinares também foram detectadas. Nas análises com base em PFTs, foram identific ados nove PFTs florestais com máxima associação com a variável distância da borda. A habilidade de rebrote foi o principal atributo de plantas florestais que colonizam áreas de campo. A diversidade de PFTs foi maior nos quadros próximos da borda que no interior da floresta. Quatro PFTs foram identificados, entre espécies lenhosas florestais e campestres, com máxima associação com o tempo decorrido após o fogo nas áreas de campo. Alguns dos principais aspectos descritos no parágrafo anterior foram corroborados. Arbustos altos com base uni-caulinar predominaram nas áreas não queimadas (3-4 anos), enquanto arbustos baixos com base multi-caulinar predominaram nas áreas recentemente queimadas (3 meses a 1 ano). PFTs florestais ocorreram nos quadros da borda ou como adultos estabelecidos no campo, não sendo afetados pelo fogo. Com base nos principais resultados, as seguintes conclusões são possíveis: A alta proporção de espécies com capacidade de rebrote nas áreas de campo e a alta taxa de recrutamento das demais espécies caracterizam comunidades com distúrbios freqüentes e espécies bem adaptadas. O regime de fogo com intervalos de dois a três anos não impede o adensamento de arbustos do campo, porém retarda o avanço de espécies arbóreas florestais, exceto em sítios bastante próximos a borda ou em “ilhas” protegidas do fogo intenso PFTs lenhosos de áreas de campo, associados com os intervalos de fogo, sugerem que atributos facilmente mensurados são suficientes para avaliar a dinâmica pós-fogo em comunidades de espécies lenhosas. PFTs florestais nas áreas de campo se restringem àqueles com capacidade de rebrote, para sobreviver às queimadas recorrentes. Com base nas estratégias das plantas, nos PFTs e no padrão espacial das espécies nas bordas de floresta-campo sob influência freqüente do fogo, nós reforçamos a presença de dois mecanismos principais como formas de expansão florestal. Um deles refere-se ao adensamento gradual de espécies arbóreas junto à borda, em áreas cujo intervalo de tempo sem fogo é maior. Outro está relacionado ao recrutamento de árvores pioneiras isoladas no campo, freqüentemente próximo de matacões, onde menor biomassa de gramíneas conduz a menor intensidade do fogo. O fogo é portanto um fator de prevenção da expansão florestal sobre as áreas adjacentes de campo nas condições atuais de clima úmido. O presente regime de distúrbio permite a manutenção de uma elevada biodiversidade na paisagem dos morros de Porto Alegre pela co-ocorrência de ecossistemas ricos em espécies distintas (campos e florestas); a supressão de queimadas pode alterar o mosaico de tipos de hábitat, aumentando a proporção de áreas florestais.

Avaliação da resposta autonômica simpática à exposição da face ao frio de indivíduos normais e de pacientes com diabetes mellitus com e sem microangiopatia

Resumo não disponível.

Análise de vacinas contra o sorotipo 3 do vírus da doença de marek por PCR em tempo real e cultivo celular.

A doença de Marek (MD), causada por um alfaherpesvírus, é uma enfermidade linfoproliferativa que acomete principalmente galinhas. Como não existe tratamento, a melhor forma de prevenção e controle da MD é através do uso de vacinas atenuadas, que vêm sendo usadas desde 1970. Este trabalho descreve a análise de vacinas vivas congeladas contra o sorotipo 3 do vírus da doença de Marek (herpesvírus de peru – HVT) por PCR em tempo real (qPCR) e por cultivo em células de embrião de galinha. Foram avaliadas três vacinas (cepa FC126) provenientes de distintos fabricantes. As análises da homogeneidade inter e intra-lote apresentaram, respectivamente, média ± desvio padrão de 2,6 ± 1,7%, 2,1 ± 1,1% e 1,2 ± 0,1% e média ± desvio padrão de 1,5 ± 0,1%, 1,2 ± 0,8% e 1,0 ± 0,3% para A, B e C, respectivamente. A qPCR subestimou os títulos das vacinas concentradas 4x e superestimou os títulos das vacinas diluídas 8x, enquanto o cultivo celular superestimou os títulos das vacinas concentradas. As vacinas apresentaram quantidades diferentes de células/dose e unidade formadoras de placa/dose. Conseqüentemente, a relação PFU/célula também foi diferente, o que demonstra a necessidade de construção de curvas diferentes, para cada fabricante, para a titulação por qPCR.

Controle em tempo real de robôs através de redes IP

Com o intuito de utilizar uma rede com protocolo IP para a implementação de malhas fechadas de controle, este trabalho propõe-se a realizar um estudo da operação de um sistema de controle dinâmico distribuído, comparando-o com a operação de um sistema de controle local convencional. Em geral, a decisão de projetar uma arquitetura de controle distribuído é feita baseada na simplicidade, na redução dos custos e confiabilidade; portanto, um diferencial bastante importante é a utilização da rede IP. O objetivo de uma rede de controle não é transmitir dados digitais, mas dados analógicos amostrados. Assim, métricas usuais em redes de computadores, como quantidade de dados e taxa de transferências, tornam-se secundárias em uma rede de controle. São propostas técnicas para tratar os pacotes que sofrem atrasos e recuperar o desempenho do sistema de controle através da rede IP. A chave para este método é realizar a estimação do conteúdo dos pacotes que sofrem atrasos com base no modelo dinâmico do sistema, mantendo o sistema com um nível adequado de desempenho. O sistema considerado é o controle de um manipulador antropomórfico com dois braços e uma cabeça de visão estéreo totalizando 18 juntas. Os resultados obtidos mostram que se pode recuperar boa parte do desempenho do sistema.

Visualização interativa e manipulação de imagens 3D em tempo real usando métodos baseados na GPU

Este trabalho apresenta um conjunto de ferramentas que exploram as capacidades recentes das placas gráficas de computadores pessoais para prover a visualização e a interação com volumes de dados. O objetivo é oferecer ao usuário ferramentas que permitam a remoção interativa de partes não relevantes do volume. Assim, o usuário é capaz de selecionar um volume de interesse, o que pode tanto facilitar a compreensão da sua estrutura quanto a sua relação com os volumes circundantes. A técnica de visualização direta de volumes através do mapeamento de texturas é explorada para desenvolver estas ferramentas. O controle programável dos cálculos realizados pelo hardware gráfico para gerar a aparência de cada pixel na tela é usado para resolver a visibilidade de cada ponto do volume em tempo real. As ferramentas propostas permitem a modificação da visibilidade de cada ponto dentro do hardware gráfico, estendendo o benefício da visualização acelerada por hardware. Três ferramentas de interação são propostas: uma ferramenta de recorte planar que permite a seleção de um volume de interesse convexo; uma ferramenta do tipo “borracha”, para eliminar partes não relevantes da imagem; e uma ferramenta do tipo “escavadeira”, para remover camadas do volume Estas ferramentas exploram partes distintas do fluxo de visualização por texturas, onde é possível tomar a decisão sobre a visibilidade de cada ponto do volume. Cada ferramenta vem para resolver uma deficiência da ferramenta anterior. Com o recorte planar, o usuário aproxima grosseiramente o volume de interesse; com a borracha, ele refina o volume selecionado que, finalmente, é terminado com a escavadeira. Para aplicar as ferramentas propostas ao volume visualizado, são usadas técnicas de interação conhecidas, comuns nos sistemas de visualização 2D. Isto permite minimizar os esforços do usuário no treinamento do uso das ferramentas. Finalmente, são ilustradas as aplicações potenciais das ferramentas propostas para o estudo da anatomia do fígado humano. Nestas aplicações foi possível identificar algumas necessidades do usuário na visualização interativa de conjuntos de dados médicos. A partir destas observações, são propostas também novas ferramentas de interação, baseadas em modificações nas ferramentas propostas.

Modelos de simulação espacial de efeitos de pastejo em vegetação campestre

O principal objetivo da tese foi desenvolver um modelo matemático computacional espacialmente explícito, de autômatos celulares (CA), capaz de simular a dinâmica de vegetação campestre sob pastejo, descrita por tipos funcionais de plantas (PFTs), ao invés de espécies. Com dados obtidos a campo, utilizou-se um método recursivo de identificação politética de PFTs a partir de atributos morfológicos das plantas, de forma a expressar máxima correlação com diversidade de espécies. A alternância entre condições experimentais de exposição e exclusão de pastejo permitiu produzir variação em padrões espaciais e temporais da composição da vegetação descrita por esses PFTs. A seguir buscou-se modelar a dinâmica da vegetação. Assumiu-se que a dinâmica da vegetação, embora complexa, pudesse ser simulada a partir de mecanismos relativamente simples incorporados a um modelo CA formado por uma grade de células (comunidades). Cada célula tem uma dada composição de PFTs a qual se altera a cada passo no tempo conforme a composição da própria célula e da vizinhança e matrizes de transição determinadas empiricamente com os dados experimentais. A dinâmica simulada da composição de comunidades excluídas do pastejo mostrou determinismo no sentido de um PFT único, característico daquelas comunidades. A mesma tendência não foi observada nas simulações de comunidades sempre pastejadas. Os resultados indicam uma razoável concordância entre a dinâmica simulada e real, para as comunidades excluídas; e uma discordância para as comunidades sempre pastejadas. Sugere-se que diferenças no arranjo espacial inicial das comunidades motivam falhas do modelo sob pastejo. O Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), na França, vem desenvolvendo um modelo simulador multi-agente espacializado como objetivo de representar realisticamente o manejo da vegetação campestre natural sob diferentes regimes de pastejo. Ele foi concebido como uma ferramenta de pesquisa para explorar o comportamento animal em pastagens heterogêneas Nesse modelo implícito e determinístico, uma definição funcional de três diferentes comunidades vegetais foi introduzida objetivando simular a dinâmica de pastagens multi-espécies. Isto foi feito pela intercambio de parâmetros do modelo com atributos funcionais da comunidade. Do ponto vista conceptual o modelo apresentou boa resposta e parece adequado para simular a dinâmica de uma vegetação campestre por atributos funcionais. O modelo apresentou um bom ajuste aos dados experimentais para alto nível de utilização, mas não tão bom para médio e baixo nível de pastejo, ou seja, comunidades vegetais mais heterogêneas. Reforça-se a idéia de que mais modelos que levem em conta a estrutura horizontal da vegetação são necessários.