Técnicas de controlo não-linear baseadas em Redes Neuronais: do algoritmo à implementação

O presente trabalho analisa soluções de controlo não-linear baseadas em Redes Neuronais e apresenta a sua aplicação a um caso prático, desde o algoritmo de treino até à implementação física em hardware. O estudo inicial do estado da arte da utilização das Redes Neuronais para o controlo leva à proposta de soluções iterativas para a definição da arquitectura das mesmas e para o estudo das técnicas de Regularização e Paragem de Treino Antecipada, através dos Algoritmos Genéticos e à proposta de uma forma de validação dos modelos obtidos. Ao longo da tese são utilizadas quatro malhas para o controlo baseado em modelos, uma das quais uma contribuição original, e é implementado um processo de identificação on-line, tendo por base o algoritmo de treino Levenberg-Marquardt e a técnica de Paragem de Treino Antecipada que permite o controlo de um sistema, sem necessidade de recorrer ao conhecimento prévio das suas características. O trabalho é finalizado com um estudo do hardware comercial disponível para a implementação de Redes Neuronais e com o desenvolvimento de uma solução de hardware utilizando uma FPGA. De referir que o trabalho prático de teste das soluções apresentadas é realizado com dados reais provenientes de um forno eléctrico de escala reduzida.

Modelo de avaliação do retorno do investimento da promoção turística na Região Autónoma da Madeira

A importância da criação e aplicação de um modelo de análise pré-investimento, reside no facto dos recursos afectos á promoção serem limitados e escassos, resultando assim numa necessidade de análise sistemática da avaliação do retorno obtido. A importância estabelecida nesta análise deve-se ao facto de os impactos da decisão de investimento terem repercussões ao longo de vários anos, pelo que a flexibilidade da decisão imputada ao decisor é muito reduzida. Neste contexto, realiza-se um estudo que pretende estabelecer os parâmetros necessários para a elaboração de um modelo de avaliação de pré-investimento da promoção turística ao nível da Região Autónoma da Madeira. Das análises efectuadas conclui-se que existe um mecanismo transmissor do investimento em promoção no PIB da RAM. Este mecanismo é estabelecido pela via das receitas turísticas, uma vez que existe um efeito positivo do investimento em promoção turística nas receitas turísticas, e que este por sua vez apresenta também um impacto positivo ao nível do PIB da RAM. No que se refere á avaliação dos investimentos efectuados, não há evidências de existir actualmente ao nível regional, de facto, uma política de avaliação do investimento realizado para todas as acções promovidas, nem de uma avaliação a priori e de auxílio à decisão de investir. Ao aplicar a regra de decisão do Índice de Rendibilidade da Promoção, com base no modelo criado verifica-se que de acordo com os objectivos estratégicos delineados, em consonância com o plano de contratualização estabelecido, o valor obtido é de um Retorno do Investimento de 32,4 vezes, abaixo do obtido ao nível histórico que situa-se nos 60 vezes. Dada a importância que o Turismo detém na Região Autónoma da Madeira, e a impossibilidade de deter recursos elevados para a actividade promocional, assiste-se assim a importância redobrada da aplicação de um modelo que permita aferir e estabelecer de uma forma clara, os objectivos necessários a cumprir para que se obtenha um aumento do retorno.

Estudo da prevalência do vírus Influenza A e B numa amostragem populacional do Arquipélago da Madeira

As infecções respiratórias de etiologia viral constituem um problema alarmante de Saúde Pública, sendo responsáveis pelo elevado e constante aumento dos índices de morbimortalidade registados no Mundo associados ao vírus influenza. O presente estudo teve como objetivo avaliar a prevalência dos anticorpos IgG e IgM em soros de utentes com requisições para análises serológicas ao vírus influenza A e B. Os utentes foram atendidos entre 1 de Abril de 2009 e 30 de Abril de 2011. Outro objectivo foi determinar a epidemiologia do vírus pandémico A (H1N1) 2009 nos indivíduos com sintomatologia de gripe durante o período entre Julho de 2009 e Julho de 2010 utilizando a técnica de RT-PCR em amostras de exsudado (ou aspirado) nasofaríngeo. Tendo por base o universo de amostragem de 981 indivíduos, constatou-se que 10,7 e 8,2% da população analisada apresenta valores positivos de anticorpos IgM e IgG indicativos de infecção pelo vírus influenza A e B, respectivamente. Constatou-se, também, que entre os 1934 indivíduos submetidos a procedimentos de diagnóstico laboratorial para a detecção de infecção pelo vírus pandémico A (H1N1) 2009, cerca de 747 (38,6%) estavam infectados. Verificou-se que, a população mais jovem foi mais susceptível à infecção pelo vírus influenza A (H1N1) 2009. Isto difere da típica época de gripe sazonal, na qual as pessoas mais idosas estão mais propensas a tornarem-se infectadas e a desenvolver doença grave por influenza A e/ou B. A prevalência de gripe na RAM é reduzida – um dos aspectos plausíveis que justifiquem esta afirmação poderá dever-se às características genéticas da população da RAM estudada. Embora seja de elevada relevância salientar que o Programa Regional de Vacinação (PRV) da RAM tem alcançado reconhecimento nacional e internacional devido às excelentes taxas de cobertura vacinal, fruto da atitude entre cidadãos e profissionais de saúde.

Avaliação de recursos genéticos agrícolas: análise nutricional e anti-nutricional de variedades regionais de feijão (Phaseolus vulgaris L.)

O presente trabalho teve como objectivo proceder à avaliação da qualidade nutricional de 20 variedades regionais de Phaseolus vulgaris L. e à análise comparativa dos parâmetros bioquímicos (nutricionais e anti-nutricionais) obtidos recorrendo às técnicas analíticas convencionais por química molhada e de NIRS (Near Infra-Red Spectroscopy). Uma tipificação das variedades regionais de feijão foi realizada recorrendo a sete parâmetros ou caracteres (traits) nutricionais compreendidos em humidade, proteína bruta, lípidos totais, açúcares solúveis, amido, cinzas e minerais. A faseolamina foi incluída na tipificação do feijão como parâmetro anti-nutricional enquanto inibidor de enzimas digestivas. A variedade que apresentou uma melhor qualidade nutricional foi o feijão vermelho (ISOP 00724), enquanto que o feijão Filipe (ISOP 00478) apresentou uma maior actividade inibitória da PPA (amilase do pâncreas suíno), contribuindo de igual forma como uma característica de qualidade deste feijão. A aplicação de técnicas de quimiometria na quantificação dos vários parâmetros de qualidade nutricional, através da técnica de NIRS, permitiu o desenvolvimento dos modelos PLS globais após a colecção dos valores de referência e obtenção dos respectivos espectros de cada ISOP em análise. A análise comparativa dos parâmetros nutricionais, recorrendo às técnicas analíticas convencionais por química molhada e de NIRS, permitiu relacionar os parâmetros cinzas e proteína bruta como os principais critérios nutricionais para distinção das variedades regionais quanto à sua qualidade, ao diferirem significativamente relativamente aos parâmetros restantes. A partir destas duas técnicas, conclui-se que a espectroscopia NIR associada a técnicas de análise multivariada consegue quantificar os parâmetros em estudo, permitindo distinguir amostras das variedades regionais, quanto às suas características nutricionais, exigindo uma preparação reduzida da amostra, com consequente custo de análise muito reduzido. Este trabalho representou o início de uma base de fenotipagem a partir de caracteres nutricionais, estabelecendo-se um perfil das variedades regionais de feijão e avaliação da importância dos caracteres na sua distinção e tipagem.

A multidimensionalidade da criatividade: a pessoa, o processo, o produto e o ambiente criativo no ensino superior

A criatividade tem sido encarada ao longo da história de diversos modos pelos investigadores. Salienta-se o trabalho de Rhodes (1961) que desenvolveu uma das primeiras categorizações da criatividade ao subdividi-la em a pessoa, o processo, o produto e o ambiente criativo e cuja categorização dá forma a este trabalho. Neste sentido, a revisão teórica centra-se na abordagem a estes tópicos. Empiricamente todo o trabalho foi realizado ao nível do Ensino Superior e apresentam-se dois estudos de validação, com análise fatorial exploratória e confirmatória, de instrumentos que avaliam a pessoa e o produto criativo: a Escala de Personalidade Criativa (α= 0,918) e o Inventário de Comportamentos Criativos-versão reduzida, composto por quatro fatores (artes plásticas, α=0,762; literatura, α=0,766; artes visuais, α=0,768 e artes manuais, α=0,765). O último estudo compreende a investigação empírica sobre os quatro tópicos categorizados por Rhodes (1961). Os resultados apontam para a influência significativa do género sobre o fator artes manuais e da variável classe etária sobre todas as variáveis criativas, à exceção do fator literatura. Ao nível das habilitações literárias não foi encontrada nenhuma relação significativa. Na análise do ambiente criativo (ciências sociais e humanas vs artes), encontraram-se resultados significativos para os fatores literatura, artes visuais e artes manuais, com os sujeitos das ciências sociais a apresentarem médias mais altas para a literatura e para as artes manuais. No estudo entre o ambiente criativo e os tipos vocacionais de Holland (1997) encontrou-se também valores significativos entre o ambiente criativo e os tipos artístico, social, convencional e realista, com os sujeitos das artes a pontuarem mais alto nos tipos artístico e realista. De modo geral, constatou-se que as variáveis criativas são influenciadas pela idade dos sujeitos e que o ambiente criativo tem impacto na produção criativa, sendo que apesar dos sujeitos das artes terem mais vocação artística não são necessariamente os mais produtivos. No estudo da correlação entre as variáveis criativas, verificou-se que apenas o processo criativo não se correlacionou significativamente com as restantes variáveis. Ao nível da análise multivariada encontraram-se modelos preditivos da criatividade, com modelos generalizáveis à população para o produto criativo, sendo possível com estes modelos explicar 51,0% da variabilidade das artes visuais e 44,1% da variabilidade das artes manuais. Globalmente, conclui-se que a criatividade é transversal às áreas do conhecimento e não somente passível de se encontrar nas artes. É possível ainda predizer comportamentos criativos tendo por base os 4 Ps da criatividade, sendo que sugere-se a continuação deste estudo noutras populações.

Solução construtiva com elementos de aço enformados a frio

A atual dissertação consiste numa apreciação global dos vários critérios que integram a aplicação do método construtivo de elementos estruturais de aço enformado a frio, muitas vezes designado por método prescritivo da construção em “aço leve”, “Light Steel Framing” (LSF) ou em alternativa também designado de “Light Gauge Steel Framing” (LGSF) e está especialmente vocacionado para a construção de edifícios de um a três pisos. Este conceito tem origem no facto de se usar chapas de aço de espessura reduzida, respetivamente mais leve, para fabricação dos perfis o que contribui para um menor peso dos elementos estruturais. Será abordado essencialmente o sector dos edifícios de habitação bem como a reabilitação dos mesmos, com recurso à solução em estudo, dado que é um dos setores que detém maior impacte socio-económico e ambiental. O estudo engloba igualmente a descrição e análise dos métodos construtivos, bem como os produtos empregues nesta solução sustentável, definindo desta forma uma resposta ajustada a cada subsistema da construção, desde estrutura, pavimentos, coberturas, fachadas, divisórias, climatização e acústica. Por fim, para obter um retrato da prática na Região Autónoma da Madeira, face a este tipo de construção sustentável, realizou-se uma análise de casos de estudo, nomeadamente no que diz respeito à viabilidade económica desta solução construtiva.

Sistema de transmissão de dados de uma aplicação remota

O principal objetivo deste projeto foi propor um sistema de aquisição de dados de uma aplicação remota. Existem diversas aplicações que requerem a recolha de informação remota, sendo, para isso, necessário estabelecer um sistema de comunicação dedicado. Este trabalho procurou encontrar as melhores soluções para o problema em causa, testando e avaliado um sistema de comunicação. Para testar o sistema foi desenvolvido um protótipo de monotorização de parâmetros ambientais, que mede periodicamente os valores de temperatura, humidade, luminosidade e pressão atmosférica. A comunicação entre sensores foi realizada com recurso a rádios XBee com protocolo Zigbee. Foi, também, desenvolvido um nó de coordenação que tem como objetivo principal gerir e manter todo o sistema de aquisição de dados. Este protótipo recebe, valida e armazena num cartão SD todos os dados provenientes do nó sensor e periodicamente envia os dados para um servidor com acesso a internet. A aquisição de dados em aplicações remotas, normalmente, é efetuada em zonas de ausência de energia elétrica. Então, tendo em consideração a capacidade reduzida dos sistemas de armazenamento de energia, foram desenvolvidos sistemas de alimentação através de energia solar, focando-se no mínimo de consumo possível. Para a comunicação de longa distância foi implementado e testado um sistema de feixes hertzianos. Estudou-se a propagação, utilizando a banda isenta de licença dos 2,4 GHz. Projetou-se uma ligação entre dois pontos e procedeu-se à validação das áreas de cobertura, a qual requer a estimação do sinal nos pontos de interesse. Verificou-se as zonas de interferência e as zonas onde o sinal é fraco ou está no seu limite. O desenvolvimento deste sistema de comunicação foi fundamentado com a análise e avaliação dos modelos de propagação, juntamente com o software criado em plataforma Matlab. Finalmente foram apresentadas as conclusões e algumas sugestões de trabalhos futuros.

IP network usage accounting, parte 2: accounting system

O controlo de banda larga é um conceito importante quando lidamos com redes de larga escala. Os ISPs precisam de garantir disponibilidade e qualidade de serviço a todos os clientes, enquanto garantem que a rede como um todo não fica mais lenta. Para garantir isto, é necessário que os ISPs recolham dados de tráfego, analisem-nos e usem-nos para definir a velocidade de banda larga de cada cliente. A NOS Madeira implementou, durante vários anos, um sistema semelhante. No entanto, este sistema encontrava-se obsoleto, sendo necessário construir um novo, totalmente de raíz. Entre as limitações encontrava-se a impossibilidade de alterar os algoritmos de análise de tráfego, fraca integração com os serviços de gestão de rede da NOS Madeira e reduzida escalabilidade e modularidade. O sistema IP Network Usage Accounting é a resposta a estes problemas. Este projeto foca-se no desenvolvimento do subsistema Accounting System, o segundo dos três subsistemas que compõem o sistema IP Network Usage Accounting. Este subsistema, implementado com sucesso e atualmente em produção na NOS Madeira, é responsável por analisar os dados referidos acima e usar os resultados dessa análise para direcionar a disponibilidade de banda larga, de acordo com o uso da rede de cada cliente.