Modelagem de articulações para humanos virtuais baseada em anatomia

Técnicas de Processamento de Imagens e de Computação Gráfica vêm sendo empregadas há bastante tempo para o diagnóstico por imagens em Medicina. Mais recentemente, aplicações baseadas em modelos anatômicos, tanto extraídos de volumes de imagens como criados com base em estudos de anatomia, despontam com força. Tais modelos visam suportar simulação de movimento e de fisiologia. Porém, para que isso se torne realidade, modelos anatômicos do corpo humano precisam ser construídos e aperfeiçoados. Entre outras funcionalidades, esses modelos devem ser capazes de representar o movimento articulado do corpo humano. O problema de modelagem das articulações já foi considerado em diversos trabalhos, principalmente em Robótica e Animação. Entretanto, esses trabalhos não levaram em conta fidelidade anatômica com profundidade suficiente para que pudessem ser utilizados em aplicações de Medicina. O principal objetivo deste trabalho, portanto, é a criação de uma estratégia de representação de articulações embasada em características anatômicas para modelagem de esqueletos humanos virtuais. Um estudo da anatomia do esqueleto humano é apresentado, destacando os tipos de articulações humanas e aspectos do seu movimento. Também é apresentado um estudo dos modelos de articulações encontrados na literatura de Computação Gráfica, e são comentados alguns sistemas de software comercial que implementam corpos articulados. Com base nesses dois estudos, procurou-se identificar as deficiências dos modelos existentes em termos de fidelidade anatômica e, a partir disso, propor uma estratégia de representação para articulações humanas que permitisse a construção de corpos humanos virtuais anatomicamente realísticos. O modelo de articulações proposto foi projetado com o auxílio de técnicas de projeto orientado a objetos e implementado no âmbito do projeto Virtual Patients. Usando as classes do modelo, foi construído um simulador de movimentos, que recebe a descrição de um corpo articulado através de um arquivo em formato XML e apresenta uma animação desse corpo. A descrição do movimento também é especificada no mesmo arquivo. Esse simulador foi utilizado para gerar resultados para verificar a correção e fidelidade do modelo articular. Para isso, um joelho virtual foi construído, seus movimentos foram simulados e comparados com outros joelhos: o modelo de outro simulador, um modelo plástico anatômico e o joelho real.

Manipulação simultânea de objetos em ambientes virtuais imersivos

Este trabalho trata do suporte à interação simultânea de mais de um usuário, sobre um mesmo objeto, em Ambientes Virtuais Colaborativos. Este suporte é obtido através do conceito de Metáfora Colaborativa e da arquitetura que materializa este conceito. Primeiramente, abordam-se os aspectos referentes às formas de interação usadas em ambientes virtuais imersivos monousuários. São apresentadas algumas técnicas interativas consideradas relevantes ao desenvolvimento do trabalho. No que diz respeito aos Ambientes Virtuais Colaborativos propriamente ditos apresentam-se suas principais características incluindo as semelhanças com os ambientes tradicionais de suporte computadorizado ao trabalho cooperativo. São abordados tanto aspectos referentes às facilidades providas por estes ambientes, quanto ao seu projeto e arquitetura. As principais abordagens existentes para suportar a interação entre usuários em ambientes virtuais colaborativos são apresentadas e é feita uma análise da execução de tarefas colaborativas em ambientes imersivos apontando-se as principais dificuldades existentes nos sistemas atuais. A partir deste embasamento, faz-se o desenvolvimento da chamada Metáfora Colaborativa, que se constitui em um conjunto de regras que permitem combinar técnicas interativas comumente usadas na interação individual em ambientes virtuais imersivos. Esta combinação é baseada na definição de quais graus de liberdade cada usuário irá controlar durante a manipulação simultânea de um objeto. Para possibilitar a combinação das técnicas individuais na implementação de ambientes virtuais colaborativos, foi definida uma arquitetura que prevê sistemas de controle local sobre cada ambiente e a combinação dos comandos aplicados sobre os objetos. Com o objetivo de avaliar a Metáfora Colaborativa, foram modeladas e implementadas diversas técnicas de interação colaborativa e sua eficiência foi aferida através de tarefas. Foi definido um protocolo de testes aplicado a trinta duplas de usuários, comparando seu desempenho individual e colaborativo na execução das tarefas.

Consolidação de componentes de modelos de negócios para o comércio eletrônico de produtos virtuais

A internet tem provocado mudanças significativas em processos de compra, venda e troca de bens e serviços entre empresas e clientes. Uma das áreas mais afetadas pela internet é o comércio: têm-se novos produtos, processos e relações entre os atores. Esta pesquisa tem como tema os modelos de negócios de empresas que comercializam virtualmente produtos virtuais, ou seja, produtos ou serviços que podem ser divulgados, vendidos, pagos, entregues ou utilizados pela internet. O foco da pesquisa são os modelos de negócios. Um modelo de negócios pode ser definido como um sumário lógico da criação de valor de uma organização ou uma rede de empresas, incluindo suposições sobre seus parceiros, competidores e clientes, cuja importância consiste em identificar e analisar papéis, funções, recursos e habilidades necessários para manter uma empresa atuante e sustentável. O contexto de aplicação é a indústria de software, mais especificamente o Application Solution Provider, um produto virtual baseado em software, que consiste em hospedagem e gerenciamento remoto de soluções em sistemas de informação. Os elementos motivadores da pesquisa advém da pesquisa de Kauffman e Walden (2001), que indica a necessidade do estudo dos produtos virtuais, devido ao potencial de crescimento destes. Os autores também sugerem pesquisas que busquem compreender como os modelos de negócio estão sendo modificados pela (e para a) internet, formulando uma base de modelos de negócios para comércio eletrônico que possa oferecer às empresas que o utilizarem uma vantagem competitiva sustentável. Tendo em vista a delimitação de tema, foco e contexto apresentados, a questão de pesquisa consiste em estudar quais são os componentes de modelos de negócios e como se manifestam em uma empresa que comercializa eletronicamente produtos virtuais. O objetivo do trabalho é consolidar os componentes de modelos de negócios e compreender como estes se manifestam em uma empresa que comercializa eletronicamente produtos virtuais. O objetivo do trabalho é consolidar os componentes de modelos de negócios e compreender como estes se manifestam em uma empresa que comercializa eletronicamente produtos virtuais. Em relação aos procedimentos metodológicos, realizou-se análise de documentos, entrevistas com especialistas e estudo de caso. A análise de documentos teve o intuito de criar um conjunto de componentes de modelos de negócios baseado na teoria (artigos sobre o tema). Este conjunto de componentes foi apreciado por um grupo de especialistas. A partir da análise do roteiro de componentes os especialistas sugeriram unir, desmembrar, excluir, alterar ou manter inalterado cada um dos componentes. O roteiro consolidado após a opinião dos especialistas foi aplicado em um caso prático – um produto virtual comercializado eletronicamente – visando verificar a consistência e adequação do roteiro de componentes. O resultado deste trabalho – um conjunto de componentes de modelos de negócios – potencialmente pode ser útil a empresas que comercializam eletronicamente seus produtos, seja para definir um modelo de negócios adequado à sua atividade, seja para orientar, diagnosticar e compreender um modelo de negócios que já esteja em atividade.

Framework orientado a objetos para projeto de hardware e software embarcados para sistemas tempo-real

A crescente complexidade dos sistemas tempo-real embarcados demanda novas metodologias e ferramentas para gerenciar os problemas de projeto, análise, integração e validação de sistemas complexos. Este trabalho aborda o tema co-projeto de sistemas tempo-real embarcados, propondo estratégias para a integração das fases iniciais de modelagem de um sistema tempo-real embarcado com as fases subseqüentes do projeto, como a implementação do software e do hardware. É proposto um framework orientado a objetos que permite a criação de modelos orientados a objetos de sistemas tempo-real embarcados, utilizando conceitos temporais similares aos propostos em UML-RT (ou mais especificamente no UML Profile for Schedulability, Performance and Time). É proposta uma estratégia de mapeamento dos requisitos temporais dos diagramas UMLRT para uma interface de programação (API) baseada na “Especificação Tempo-Real para Java” (Real-Time Specification for Java ou RTSJ), a qual pode ser executada tanto em software – em programas RTSJ executando em máquinas virtuais Java (JVM) tempo-real – ou em hardware – em processadores Java Tempo-Real. Para permitir o mapeamento para hardware são propostas extensões tempo-real ao processador Java FemtoJava, desenvolvido no âmbito de dissertações de mestrado e projetos de pesquisa no PPGC, criando-se um novo processador tempo-real denominado de RT-FemtoJava. Dentre as extensões propostas ao processador FemtoJava destaca-se a inclusão de um relógio de tempo-real e o suporte a instruções para alocação e manipulação de objetos. Os conceitos propostos foram validados no âmbito de estudos de caso, sendo os resultados obtidos descritos na presente dissertação.