Reconhecimento automático de locutor utilizando medidas de invariantes dinâmicas não-lineares

As técnicas utilizadas em sistemas de reconhecimento automático de locutor (RAL) objetivam identificar uma pessoa através de sua voz, utilizando recursos computacionais. Isso é feito a partir de um modelamento para o processo de produção da voz. A modelagem detalhada desse processo deve levar em consideração a variação temporal da forma do trato vocal, as ressonâncias associadas à sua fisiologia, perdas devidas ao atrito viscoso nas paredes internas do trato vocal, suavidade dessas paredes internas, radiação do som nos lábios, acoplamento nasal, flexibilidade associada à vibração das cordas vocais, etc. Alguns desses fatores são modelados por um sistema que combina uma fonte de excitação periódica e outra de ruído branco, aplicadas a um filtro digital variante no tempo. Entretanto, outros fatores são desconsiderados nesse modelamento, pela simples dificuldade ou até impossibilidade de descrevê-los em termos de combinações de sinais, filtros digitais, ou equações diferenciais. Por outro lado, a Teoria dos Sistemas Dinâmicos Não-Lineares ou Teoria do Caos oferece técnicas para a análise de sinais onde não se sabe, ou não é conhecido, o modelo detalhado do mecanismo de produção desses sinais. A análise através dessa teoria procura avaliar a dinâmica do sinal e, assumindo-se que tais amostras provêm de um sistema dinâmico não-linear, medidas qualitativas podem ser obtidas desse sistema. Essas medidas não fornecem informações precisas quanto ao modelamento do processo de produção do sinal avaliado, isto é, o modelo analítico é ainda inacessível. Entretanto, pode-se aferir a respeito de suaO problema analisado ao longo deste trabalho trata da busca de novos métodos para extrair informações úteis a respeito do locutor que produziu um determinado sinal de voz. Com isso, espera-se conceber sistemas que realizem a tarefa de reconhecer um pessoa automaticamente através de sua voz de forma mais exata, segura e robusta, contribuindo para o surgimento de sistemas de RAL com aplicação prática. Para isso, este trabalho propõe a utilização de novas ferramentas, baseadas na Teoria dos Sistemas Dinâmicos Não-Lineares, para melhorar a caracterização de uma pessoa através de sua voz. Assim, o mecanismo de produção do sinal de voz é analisado sob outro ponto de vista, como sendo o produto de um sistema dinâmico que evolui em um espaço de fases apropriado. Primeiramente, a possibilidade de utilização dessas técnicas em sinais de voz é verificada. A seguir, demonstra-se como as técnicas para estimação de invariantes dinâmicas não-lineares podem ser adaptadas para que possam ser utilizadas em sistemas de RAL. Por fim, adaptações e automatizações algorítmicas para extração de invariantes dinâmicas são sugeridas para o tratamento de sinais de voz. A comprovação da eficácia dessa metodologia se deu pela realização de testes comparativos de exatidão que, de forma estatisticamente significativa, mostraram o benefício advindo das modificações sugeridas. A melhora obtida com o acréscimo de invariantes dinâmicas da forma proposta no sistema de RAL utilizado nos testes resultou na diminuição da taxa de erro igual (EER) em 17,65%, acarretando um intrínseco aumento de processamento. Para sinais de voz contaminados com ruído, o benefício atingido com o sistema proposto foi verificado para relações sinal ruído (SNRs) maiores que aproximadamente 5 dB. O avanço científico potencial advindo dos resultados alcançados com este trabalho não se limita às invariantes dinâmicas utilizadas, e nem mesmo à caracterização de locutores. A comprovação da possibilidade de utilização de técnicas da Teoria do Caos em sinais de voz permitirá expandir os conceitos utilizados em qualquer sistema que processe digitalmente sinais de voz. O avanço das técnicas de Sistemas Dinâmicos Não-Lineares, como a concepção de invariantes dinâmicas mais representativas e robustas, implicará também no avanço dos sistemas que utilizarem esse novo conceito para tratamento de sinais vocais.

O uso da astronomia como instrumento para a introdução ao estudo das radiações eletromagnéticas no ensino médio

Este trabalho relata a utilização de tópicos ligados à Astronomia, como motivação educacional, a fim de inserir o estudo das radiações eletromagnéticas com abordagem na Física Moderna e Contemporânea. Em geral, a bibliografia atual disponível trata deste assunto (sob o título “ondas eletromagnéticas”) no capítulo relacionado a “ondas”, dentro da Física Clássica, não abordando assim, conceitos da Física Moderna: dualidade onda partícula, quantização da energia, efeito fotoelétrico, Lei de Planck, etc. O tema foi abordado utilizando atividades práticas: observação do Sol, observação do céu com telescópio, simulação computacional através de applets disponíveis na Internet, atividades de laboratório, sempre partindo de aspectos relacionados à Astronomia. A proposta foi aplicada em uma turma de terceira série de Ensino Médio, do Instituto Estadual de Educação de Sapiranga, cidade do Vale do Rio dos Sinos. Este trabalho foi embasado pela Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel e de Novak, e pela Teoria de mediação de Vygotsky. A partir dos dados colhidos através de testes comparativos, entrevistas e depoimentos dos alunos, foi possível detectar que eles estiveram motivados para a aprendizagem, sendo que alguns inclusive passaram a interessar-se mais pela disciplina de Física. Ao finalizar a aplicação desta proposta de trabalho, foi criado um CD com textos, simulações e sugestões para aplicações em sala de aula.

Testes de ajustamento de modelos em processos com longa dependência

Estudamos neste trabalho, o nível de significância empírico dos testes portmanteau baseados nas estatísticas propostas por Ljung e Box (1978), Monti (1994) e Pe˜na e Rodríguez (2002) nos processos ARFIMA(p; d; q). Consideramos o processo ARFIMA(p; d; q) nas situações adequadas para representar séries temporais com características de longa dependência. Para estimar o parâmetro de diferenciação d utilizamos os métodos de estimação propostos por Geweke e Porter-Hudak (1983), Reisen (1994), Robinson (1994) e Fox e Taqqu (1983).

Muro de contenção utilizando pneus : análise e alguns comparativos de custos

Neste trabalho é apresentada uma forma de avaliar a estabilidade de muros de pneus e são comparadas algumas soluções em termos de custos. Foram analisadas seções transversais com alturas entre 1 e 5 metros e escolhida a conformação que melhor se adequaa ao cálculo de estabilidade. Escolhida a melhor conformação foram feitos os cálculos de estabilidade, segundo parâmetros do trabalho de Sieira (1998) no Rio de Janeiro. Dentro des sesparâmetros: altura do muro, sobrecarga do muro, inclinação do talude, inclinação do muro, ângulo de atrito interno do solo, peso específico do solo, ângulo de atrito solo-muro, peso específico solo-pneu e coesão. Foram realizados cálculos aceitando certas variações nos parâmetros, para o cálculo de estabilidade As principais conclusões que podemos ressaltar para o muro de pneus são: (a) a altura deve ficar entre 2 e 4m, onde o custo e a es tabilidade jus tificam o seu uso; (b) a sobrecarga de aterro não deve ultrapassar 1,00 m; (c) a inclinação do muro deve ser de 6 e 8º; (d) o ângulo do talude deve ser horizontal de preferência; (e) a coesão deve ser calculada na situação crítica (0 kPa ). Foram feitos estudos também para uso de pneus como muro de apoio de ponte. Sua utilização se deve não só ao custo da obra em si, mas por razões ambientais , visto que o descarte dos pneus, é um grande problema atual. O enfoque deste trabalho é bastante prático e pode ser aplicado na maioria das situações , devendo ser adaptado a cada caso particular .

A hipótese de expectativas racionais : teoria e testes

Resumo não disponível.

Metodologia de testes de germinação e de vigor para sementes de leguminosas e gramíneas nativas de importância para o bioma campo

No desenvolvimento das condições ótimas para a avaliação da viabilidade, através da determinação de métodos eficientes na condução dos testes de germinação e de tetrazólio, e do vigor, através do estudo das variáveis que influenciam a realização dos testes de condutividade elétrica e de envelhecimento acelerado, foram utilizadas sementes forrageiras nativas das gramíneas Paspalum dilatatum Poir., P. lividum Trin. ex Schltdl., P. nicorae Parodi, P. notatum Flügge, P. pauciciliatum Parodi Herter, P. plicatulum Michx., P. pumilum Ness, P. regnellii Mez, P. urvillei Steud e das leguminosas Desmodium incanum DC., Trifolium riograndense Burkart, Adesmia latifolia (Spreng.) Vogel. e Desmanthus depressus Humb. & Bonpl. ex Willd. Os trabalhos foram desenvolvidos no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Plantas Forrageiras e Agrometeorologia da Faculdade de Agronomia/Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Os dados em porcentagem de germinação foram transformados em arco-seno√x/100. As médias foram comparadas pelo Teste de Tukey (P<0,05), de Dunnett (P<0,05) e análise de regressão. O delineamento experimental foi o completamente casualizado, com quatro repetições de 25 sementes cada. As condições adequadas de germinação, tipo de substrato, posição e temperatura utilizada, variaram conforme a espécie, mas de um modo geral as sementes de leguminosas mostraram bons resultados sobre substrato papel e em temperaturas alternadas. Nas gramíneas do gênero Paspalum, a condição papel, a posição sobre o substrato e as temperaturas constantes de 20 e 25°C e a alternada de 20-35°C destacaram-se das demais, para a maioria das espécies. A temperatura alta (40°C), o maior período de embebição (24 horas) e a concentração de 0,5%, de uma forma geral, apresentaram-se como as condições mais adequadas para condução do teste de tetrazólio nas espécies trabalhadas. A combinação 24 horas/25°C, para grande parte das leguminosas e gramíneas em questão, levou a uma liberação maior de lixiviados na realização do teste de condutividade elétrica. As condições de temperatura de 45°C e o período de exposição de 96 horas, de modo geral, afetaram de forma mais drástica a porcentagem média de germinação das sementes após o envelhecimento acelerado nas espécies estudadas.

Variabilidade dos testes de adequação da diálise peritoneal ambulatorial contínua

Os testes de adequação da diálise peritoneal ambulatorial contínua – (CAPD) e a determinação das características de transporte de solutos pela membrana peritoneal são muito importantes para a prescrição e avaliação da dose de diálise, assim como para a individualização da prescrição. Esses testes fornecem informações objetivas e permitem uma monitorização da dose de diálise oferecida para o paciente. Neste estudo, foi avaliada a variabilidade e reprodutibilidade dos testes de adequação da CAPD − depuração fracional de uréia (KT/V) e depuração de creatinina total semanal (D cr total semanal), assim como, a taxa de catabolismo protéico (PCR) – e do teste de equilíbrio peritoneal (PET), em pacientes em programa regular de CAPD nos ambulatórios de Nefrologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e do Hospital Universitário de Santa Maria. Foram incluídos 24 pacientes e efetuadas três avaliações consecutivas, com realização dos testes de adequação da diálise e do teste de equilíbrio peritoneal em cada avaliação. O intervalo entre a avaliação I e II foi de 43,3 ± 23,4 dias e entre a avaliação II e III foi de 66,2 ± 42,8 dias. Em cada avaliação foram coletados dialisado e urina de 24 horas para dosagem de creatinina e uréia. Amostra de sangue foi coletada no final da coleta de 24 horas para dosagem de uréia e creatinina. Foi medido o volume de dialisado e de urina de 24 horas. No final da coleta de 24 horas foi realizado o teste de equilíbrio peritoneal (PET), com uma solução de diálise com concentração de 2,5% e com duração de quatro horas. Com esses resultados, foi possível calcular cada teste e realizar a análise estatística. Na avaliação I , os testes de adequação da CAPD apresentaram médias de KT/V de 2,15 ± 0,44; D cr total semanal de 66,8 ± 14,5 litros/semana; PCR de 55,5 ± 16,0 g/dia e PCRn de 1,04 ± 0,21 g/kg/dia. Na avaliação II, os testes apresentaram médias de KT/V de 2,11 ± 0,39; D cr total semanal de 65,3 ± 13,3 litros/semana; PCR de 55,0 ± 14,6 g/dia e PCRn de 1,03 ± 0,23 g/kg/dia. Na avaliação III, as médias foram: para o KT/V, 2,18 ± 0,35; para Dcr total semanal, 63,0 ± 11,4 litros/semana; para PCR, 55,2 ± 16,7 g/dia e para PCRn, 1,05 ± 0,25 g/kg/dia. A comparação entre as médias foi feita pelo teste de análise de variância e comparações múltiplas. Não houve diferença estatisticamente significativa entre as três avaliações consecutivas. A variabilidade dos testes de adequação da CAPD foi analisada através do coeficiente de variação, a concordância de cada teste, em cada avaliação, foi feita pelo teste de concordância de kappa e a associação, pelo teste do Qui-Quadrado. O KT/V apresentou coeficiente de variação média (CV%) de 9,78%; a D cr total semanal teve coeficiente de variação média de 8,84%; a PCR apresentou CV% médio de 7,74% e a PCRn teve CV% médio de 7,09%. Esses testes mostraram uma fraca a média concordância e não mostraram associação entre as três avaliações. Os componentes do teste de equilíbrio peritoneal apresentaram os seguintes coeficientes de variação: relação glicose dialisado T4/T0 de 20,2%; relação creatinina dialisado T4/creatinina plasmática T4 de 14,1%; e volume drenado na quarta hora de 5,0%. Não houve diferença estatisticamente significativa entre as três avaliações consecutivas. A relação da glicose apresentou a maior variabilidade, seguida pela relação da creatinina e pelo volume de dialisado drenado na quarta hora. O teste de equilíbrio peritoneal não foi reproduzível. Em apenas 20% dos testes, foi possível classificar os pacientes quanto às características de transporte peritoneal, considerando os três critérios, nas três avaliações. Em 80% dos testes, a classificação foi feita por dois critérios coincidentes ou pela relação dialisado plasmática da creatinina. Na classificação final, a maioria dos testes de equilíbrio peritoneal foram médio alto e médio baixo transportadores. Os resultados mostram que os testes de adequação da CAPD e o PET não apresentam diferença estatisticamente significativa entre as três avaliações consecutivas. A variabilidade dos testes de adequação da diálise foi de 8 a 10%. A função renal residual apresentou variabilidade muito mais elevada que a depuração peritoneal. Os testes de adequação da CAPD também apresentam fraca a boa concordância, considerando as três avaliações. Essa variabilidade pode ser clinicamente significativa e deve ser considerada na avaliação e prescrição dos pacientes em CAPD.

Polineuropatia do diabetes mellitus : caracterização clínica e padronização de testes autonômicos e somáticos

A neuropatia diabética é a complicação mais freqüente do Diabetes Mellitus. Sua natureza ubíqüa, atingindo praticamente todo o organismo, a multiplicidade de técnicas de diagnóstico descritas tendem a dificultar o seu estudo. No presente trabalho, nos detivemos no diagnóstico de neuropatia autonômica e da polineuropatia sensitiva somática. No que concerne a neuropatia autonômica buscou-se: 1) Padronizar em indivíduos normais os testes para o diagnóstico de neuropatia autonômica cardiovascular utilizando um método de registro eletrônico das respostas autonômicas desenvolvida em nosso laboratório e avaliar a resposta aos mesmos testes em um grupo de pacientes diabéticos. Foram estudados 111 indivíduos hígidos e 143 portadores de Diabetes Mellitus dos quais foram avaliadas as respostas da freqüência cardíaca à respiração profunda, à posição supina e à manobra de Valsalva, e a resposta da pressão arterial à posição supina e ao handgrip sustentado. Foram observadas: forte correlação positiva entre os resultados obtidos com o método computadorizado e o método tradicional; as respostas da freqüência cardíaca e da pressão arterial de homens e mulheres não diferiram; houve correlação entre a idade dos indivíduos e a resposta da freqüência cardíaca ao assumir a posição supina (r= - 0.47, p< 0.001) e à respiração profunda (r= -0.43; p< 0.001). Respostas anormais da pressão arterial à posição supina foram usualmente observadas somente em diabéticos com neuropatia autonômica definida e grave. 2) Utilizando um delineamento transversal buscou-se identificar a relação entre a presença de sintomas usualmente relacionados a disfunção do sistema autonômico bem como outras complicações crônicas do Diabetes Mellitus com três graus objetivamente definidos de disfunção autonômica (NA). Os sintomas foram avaliados através de um questionário aplicado a 132 diabéticos (38 portadores de Diabetes Mellitus Insulino Dependente e 94 Não insulino Dependente), 65 sem e 67 com Neuropatia Autonômica. A neuropatia autonômica foi classificada conforme os 5 testes cardiovasculares autonômicos descritos no item 1: 1) neuropatia Incipiente: 1 teste anormal (n= 27); 2) neuropatia definida: 2 ou 3 testes anormais(n=26); neuropatia grave- 4 a 5 testes anormais (n=14). Foi observada uma significativa associação entre o grau de envolvimento autonômico e a presença de sintomas. A presença de 2 ou mais dentre 7 sintomas autonômicos teve sensibilidade de 93% e especificidade de 89% para o diagnóstico de neuropatia autonômica grave. Na avaliação da polineuropatia sensitiva somática, buscou-se: 1) Avaliar o desempenho de três métodos (número de erros quando o monofilamento de Semmes-Weinsten 5.07 foi aplicado em 54 sítios plantares de ambos os pés, limiar de sensibilidade vibratória na região plantar do primeiro dedo do pé e presença de sintomas de neuropatia periférica usando o escore de sintomas desenvolvido pela Universidade de Michigan) para o diagnóstico e estadiamento da polineuropatia diabética (PND). Os resultados foram comparados com a condução nervosa (padrão-ouro) em 6 nervos dos membros inferiores. Para tanto foram estudados em 26 indivíduos normais e 30 diabéticos (20 Não Insulino Dependente e 10 Insulino Dependente). Conforme o número de nervos com condução anormal os pacientes foram classificados em 4 grupos: a) sem PND: quando a condução nervosa estava normal em pelo menos 5 nervos; b) PND Grau 1: quando havia distúrbio da condução em 2 a 3 nervos, c) PND Grau 2: com 4 a 5 nervos afetados, e d) PND Grau 3: quando os 6 nervos estudados mostravam anormalidades. O desempenho dos métodos para o diagnóstico destes graus de PND foi estudado através de curvas ROC (Receiver Operator Characteristics). Os três métodos se mostraram igualmente adequados para o diagnóstico de PND grau 3. O monofilamento teve um alto grau de sensibilidade e especificidade também para o diagnóstico de PND grau 2 sendo estatisticamente melhor do que os outros métodos. A variabilidade do teste do monofilamento foi menor do que a da determinação do Limiar de Sensibilidade Vibratória. 3) Em uma amostra de pacientes com Diabetes Mellitus buscou-se caracterizar os aspectos clínicos da neuropatia sensitiva somática diagnosticada conforme a resposta ao monofilamento de Semmes-Weinstein. Cento e quatorze pacientes diabéticos (46 Insulino Dependente, 68 Não Insulino Dependente) foram avaliados para a presença de polineuropatia periférica com o monofilamento de Semmes-Weinsten 5.07. Conforme o número de erros os pacientes foram classificados em 3 grupos de neuropatia somática: grupo 1: até 2 erros; grupo 2: de 2,5 a 5 erros; e grupo 3: acima de 5,5 erros. A proporção de pacientes em cada grupo foi 37,71% no grupo 1,17,54% no grupo 2 e 44,73% no grupo 3. Houve correlação entre o número de sintomas e o número de erros na estesiometria (r= 0,48 p<0,0001). No grupo classificado como polineuropatia diabética grau 3, quando comparado com o 1 e 2, houve maior prevalência neuropatia autonômica, hipertensão arterial sistêmica, nefropatia, retinopatia, ulcerações e amputações, bem como, maior número de sintomas de neuropatia. Os estudos consolidaram técnicas de diagnóstico de neuropatia diabética somática e autonômica para o uso em estudos epidemiológicos, terapêuticos e seguimento clínico dos pacientes diabéticos.

Detecção de Chlamydia trachomatis em amostras cervicais por reação em cadeia da polimerase

Chlamydia trachomatis é o agente causal de uma das infecções sexualmente transmissíveis (IST) mais prevalentes da atualidade. Os maiores problemas no controle desta IST estão no caráter assintomático da infecção e no seu difícil diagnóstico laboratorial. Com o advento dos testes moleculares, grandes avanços ocorreram na área do diagnóstico laboratorial da infecção clamidial. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver um método de detecção de C. trachomatis por PCR a partir de amostras cérvico-vaginais. A seqüência alvo escolhida para amplificação consiste de um segmento da ORF 4 do plasmídio críptico de ocorrência natural nesta bactéria. Noventa e duas amostras cérvico-vaginais foram submetidas ao protocolo de PCR in house proposto. Os produtos de PCR foram detectados por visualização direta após eletroforese em gel de agarose com brometo de etídio e por exposição radiográfica após hibridização com sonda homóloga. As amostras foram testadas paralelamente pelo método de captura híbrida para detecção de C. trachomatis. O kit COBAS Amplicor (Roche) foi utilizado para resolver resultados discrepantes. A seqüência do fragmento de 201pb foi confirmada por clivagem enzimática e por seqüenciamento. O teste de especificidade dos primers confirmou especificidade dos mesmos frente ao DNA de diferentes agentes patogênicos e da flora normal feminina. Do total de amostras analisadas, 50 foram positivas por captura híbrida, 51 foram positivas por PCR in house e 67 positivaram após hibridização.O teste de McNemar indicou haver concordância entre os métodos analisados dois a dois (P<0,001). Verificou-se concordância moderada nos comparativos entre captura híbrida e PCR (valor de Kappa: 0,45; DP 0,093), captura híbrida e hibridização (valor de kappa: 0,389; DP 0,091) e, PCR e hibridização (valor de Kappa: 0,634: DP 0,077). O método de PCR in house proposto para a detecção de C. trachomatis é uma técnica rápida e de baixo custo para o diagnóstico, controle e monitoramento dos casos da infecção. Estudos complementares, no entanto, são necessários para implementação deste teste em laboratórios da rede pública.