Design e gestão de sistemas, robótica, redes e médias interativos

Este relatório pretende ilustrar a experiência profissional obtida, principalmente após a conclusão, em 1998, da Licenciatura em Engenharia de Sistemas e Computadores na Universidade da Madeira. Esta experiência circunscreve-se à proficiência nas áreas de redes de comunicação de dados, automação e robótica e desenvolvimento de média interativos (tanto na vertente de CD-ROMs como orientado à Internet). Embora também disponha de experiência no ensino destas áreas citadas, foram privilegiados os projetos com uma relevância mais técnica atendendo à natureza deste mestrado. Sendo assim, são apresentadas nestas quatro áreas primeiro uma descrição dos projetos realizados no âmbito do percurso profissional, para depois descrever uma implementação (relativa a cada área) utilizando uma metodologia científica que fora alvo de estudo na componente letiva deste mestrado, salientando as virtudes e defeitos de ambas as abordagens e comparando os resultados obtidos. Em síntese, é analisado o projeto de gestão de sistemas de redes das Escolas Secundárias Francisco Franco e Jaime Moniz (no âmbito do desempenho das funções de Diretor das Instalações Informáticas em ambas as instituições) culminando numa proposta de implementação utilizando equipamentos da Cisco; é analisado o projeto de CD-ROM sobre a Reserva Natural das Ilhas Desertas para depois completar um jogo educativo utilizando uma metodologia científica de Game Design; são descritos os websites desenvolvidos (com especial ênfase nos realizados enquanto técnico superior de informática na Secretaria Regional do Ambiente e dos Recursos Naturais) para concluir com uma proposta de implementação de um sistema de marcação de reuniões orientado para a Cloud; finalmente, é descrito a utilização dos kits Lego Mindstorms para o ensino da programação, propondo uma implementação de baixo custo (alternativa) baseada num Raspberry Pi e componentes acessórios (tanto estandardizados como construídos com uma RepRap). Em suma, é contraposto o rigor e método do ensino académico com o pragmatismo e metas de produtividade exigidas no mercado de trabalho.

Avaliação e validação de instalações interativas para museus

Desenhar e avaliar experiências interativas digitais para museus, são processos complexos que requerem muita atenção, sobretudo nos aspectos que contribuem para que a mesma seja uma experiência de aprendizagem rica e cativante. Por outro lado, a avaliação de instalações interativas em museus é uma tarefa muito exigente devido à interseção de múltiplos campos de pesquisa, como a interação humano computador, design e multimédia, museologia, estudo de audiências e outros. Neste projeto foi criada uma plataforma com dez parâmetros específicos que permite avaliar e guiar o desenho de instalações interativas, concebidos especificamente para museus. A conceção da plataforma foi baseada em métodos e princípios de avaliação de usabilidade atuais, bem como na literatura sobre museologia. Seguidamente foi refinada de forma iterativa e, por fim, foi validada através de um estudo de longo prazo, sobre a interatividade do em todos os museus interativos da Ilha da Madeira. Além disso, e em paralelo com a criação desta plataforma de avaliação, foi criada, desenhada e desenvolvida uma instalação interativa cujo objetivo principal seria oferecer uma experiência de visita ao museu completamente diferente do que os visitantes estão habituados, na Madeira. Foi instalada na Casa-Museu Frederico de Freitas e apresentou um feedback muito positivo por parte dos visitantes do museu, que afirmaram ter gostado da experiência e ter adquirido algum conhecimento sobre a história e cultura da Madeira. A criação desta instalação permitiu aplicar a plataforma de avaliação criada, de forma iterativa ao longo de todo o processo de design e desenvolvimento, guiando e apoiando todas as fases e tomadas de decisão. Os resultados obtidos enfatizam a importância de adotar a plataforma proposta para futuras pesquisas sobre avaliação museus interativos. Além disso, demonstram a utilidade desta plataforma no design e desenvolvimento de instalações interativas que, por sua vez, revelaram ter um impacto positivo na integração nos museus da Região.

Sistema de replicação de circuitos integrados digitais baseado em análise comportamental

Nesta dissertação de mestrado é desenvolvido um sistema de replicação de circuitos integrados digitais (combinatórios e sequenciais), por observação do seu normal funcionamento. O sistema desenvolvido carateriza-se pela capacidade de extrair e descrever na linguagem VHDL o comportamento de um circuito integrado digital em funcionamento, utilizando técnicas não invasivas e automatizadas, suportado por um vasto conjunto de algoritmos de aquisição e análise de dados. O sistema desenvolvido assenta em dois módulos principais: um módulo de software que consiste numa plataforma de algoritmos de análise, controlo e gestão do sistema (alojada num computador) e um módulo de aquisição de dados (hardware) que consiste num circuito capaz de realizar as medições necessárias para o funcionamento do sistema, comandado pelo módulo de software. A comunicação entre os dois módulos é efetuada via porta série. Os algoritmos desenvolvidos realizam uma análise da correspondência entre entradas e saídas procurando aplicar uma aproximação a um circuito combinatório se possível, caso contrário são utilizados métodos heurísticos para efetuar uma aproximação a um circuito sequencial através de uma máquina de estados. Entradas ou saídas constantes são previamente identificados e excluídos do processo de análise, para efeitos de simplificação. Os resultados obtidos demonstram que é possível replicar o comportamento observado em circuitos digitais (combinatórios e sequenciais) desde que o número de amostras recolhidas seja adequado. Verifica-se ainda que o método desenvolvido replica a funcionalidade do circuito integrado nas condições onde o circuito está inserido.

Caracterização, simulação (à escala) e modelação do escoamento em canais artificiais: aplicação a caso de estudo

Os escoamentos no interior de zonas urbanas, apresentam grande heterogeneidade, pelo que a sua caracterização, requer uma formulação que incorpore explicitamente essa variabilidade espacial. A caracterização, simulação (à escala) e modelação do escoamento em canais artificiais e a aplicação a um caso de estudo, no Laboratório de Hidráulica da UMa, representa o cerne desta dissertação. Os objetivos principais desta dissertação são: a caracterização e desenvolvimento de ferramentas de simulação do comportamento do escoamento em canais artificiais, no caso de uma variação súbita dos caudais afluentes, mecanismos de prevenção de cheia; o desenvolvimento de um modelo de simulação hidrodinâmico, considerando os escoamentos variáveis em superfície livre no caso de situações de cheia, na simulação entre as condições variáveis das afluências, das condições hidromorfológicas do canal e da instalação e operação dos sistemas e regulação dos escoamentos; e ainda a análise da viabilidade da simulação (modelo) na gestão e prevenção de cheias em canais artificiais. Numa primeira instância, procede-se à recolha de toda a informação bibliográfica disponível. Com recurso aos modelos digitais do terreno e ao programa ArcGis, é efetuada toda uma exaustiva caracterização da bacia hidrográfica, relativa ao caso de estudo (canal artificial), a partir da qual foi possível obter os dados inerentes às características geométricas, características de relevo e características de drenagem. Segue-se a análise da precipitação com recurso a folhas de cálculo e dados fornecidos pelas instituições pertinentes, de forma a obter valores de precipitação média diária e anual para aplicação de fórmulas, tanto para calcular valores de tempo de concentração, bem como caudais. O próximo passo é selecionar os troços relevantes do canal em estudo e com recurso ao equipamento disponível no Laboratório de Hidráulica da UMa, à folha de cálculo programada e ao programa HEC-RAS procede-se à simulação/modelação/análise desses troços, comparando o resultado/comportamento simulado, com o expectável e entre os vários métodos. Por fim, são expostas as conclusões, bem como algumas considerações finais e uma listagem de objetivos a manter ou alcançar nos próximos anos, onde se incluem, ações prioritárias e recomendações visando, não só melhorar o processo de caracterização do escoamento em canais artificiais, bem como simplificar a prevenção e gestão de cheias.

Práticas pedagógicas na utilização de quadros interativos multimédia

Mudança, rutura, inovação – estas são algumas das principais demandas da realidade do século XXI, num mundo que avança vertiginosamente face a um futuro incerto. A noção de proficiência enquadra-se em praticamente todos os cenários com que o ser humano se depara. Em temos educacionais urge adequar as evoluções tecnológicas, que controlam a maioria das tarefas do quotidiano, aos processos educativos implementados nas escolas, bem como na vida de cada indivíduo como ser construtor do seu saber; desta forma, alguns requisitos tornam-se prementes face à construção de um conhecimento válido e universal. O modo como as tecnologias assumiram um papel preponderante na maioria dos sistemas educativos postula estudos empíricos que apresentam uma perceção da articulação entre as tecnologias e os atuais métodos de ensino-aprendizagem. A presente investigação propõe-se analisar uma ferramenta cognitiva da atualidade – o Quadro Interativo – no que concerne às estratégias e práticas pedagógicas a ela associadas. Este estudo baseia-se numa metodologia preponderantemente qualitativa cujo objetivo consiste em reunir os dados mais recentes relacionados com o tema, incidindo no uso de técnicas e instrumentos de índole qualitativa nomeadamente observação, entrevistas e análise documental. Não se pretende tirar ilações ou generalizações dos factos, sendo que, a investigação visa estudar casos nos quais se encetam práticas pedagógicas com recurso às novas tecnologias, em particular ao Quadro Interativo, numa perspetiva de rutura paradigmática, averiguando em que medida estas práticas representam cenários inovadores. Foi possível apurar que a tecnologia não é sinónimo de inovação pedagógica uma vez que os processos de ensino estão presentes nas observações da investigadora; a tecnologia é usada na abordagem e esclarecimento de conteúdos curriculares porém, contribui para a retenção de informação e a aquisição do conhecimento inerente aos conteúdos referidos ao incrementar a motivação dos alunos.

Novos contextos de aprendizagem : processos de letramento a partir dos gêneros digitais

Num mundo em constante transformação e cercado de novas tecnologias, é necessário que os estudantes desenvolvam habilidades que vão além do letramento alfabético, é urgente ser digitalmente letrado. No entanto, contrariando as mudanças aceleradas que acontecem na sociedade, a escola contemporânea insiste na manutenção do paradigma educacional adotado desde a Revolução Industrial, ancorado no modelo instrucionista da educação de massas. Considerando que o pleno domínio da língua é algo essencial para nos tornarmos cidadãos ativos, este estudo pretende investigar processos de letramento a partir dos gêneros textuais que circulam na sociedade, dando relevo aos gêneros digitais e suas contribuições ao desenvolvimento linguístico-cognitivo do educando. Como o desenvolvimento das habilidades de leitura e escrita ainda é um problema nas escolas, e sendo os gêneros digitais pouco explorados nas aulas de língua materna, temos por objetivo analisar como práticas pedagógicas voltadas para a produção de gêneros textuais digitais e não digitais, nas aulas de Língua Portuguesa, contribuem para a formação de leitores e escritores proficientes no Ensino Fundamental. A pesquisa realizada foi de natureza etnográfica, pesquisa-ação, e aconteceu em uma turma do 8º ano de uma escola pública do município de Recife – PE/Brasil. Para coleta de dados utilizei a observação participante completa, a entrevista etnográfica semiestruturada e a análise documental. Os resultados obtidos apontam que os contextos criados para que os alunos se tornem cidadãos letrados facilitaram o debate e a interação, estimularam a autonomia e a aprendizagem colaborativa e promoveram a construção do conhecimento, sendo, mesmo que a nível micro, Inovação Pedagógica.

Sistema de monitorização de defeitos na rede de energia elétrica de média tensão

Nesta dissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Telecomunicações desenvolveu-se um sistema de monitorização de defeitos de uma rede de energia elétrica de média tensão, para melhorar a qualidade de serviço do fornecimento de energia elétrica. O sistema deteta e indica a localização da respetiva falha, que impede o funcionamento de uma parte da rede, também interliga todos os sensores instalados na rede a um ponto central que recebe toda a informação proveniente dos sensores, e ajuda na tomada de decisão. Neste trabalho de dissertação fez-se o estudo e descrição das redes de energia elétrica, realçando a topologia, o modo de operação e parâmetros de qualidade. Assinalou-se também os principais defeitos que podem ocorrer na rede de média tensão. Apresentou-se, ao nível comercial, soluções para mitigar o problema alvo de estudo. Explorou-se, num ambiente de simulação, soluções de deteção dos defeitos da rede, tendo sido desenvolvidos três sistemas distintos: sistema A, sistema B e sistema C. Sistema A que monitoriza o valor nominal da corrente elétrica em cada troço da rede elétrica, sistema B com a monitorização do valor da corrente elétrica em cada posto de transformação e sistema C que compara as correntes no inicio e final de cada troço da rede elétrica, verificando se há alguma discrepância entre ambas. Após a análise e simulação das soluções descreve-se o procedimento realizado para criar um protótipo de um sistema de monitorização. Começou-se por testar, individualmente, os sensores de corrente, circuito de condicionamento, microcontroladores e sistema Scada, usado para a visualização dos dados. Posteriormente, elaborou-se manuais de utilização de forma a auxiliar o sistema em trabalhos futuros que venham dar continuidade a este trabalho. Para validar a análise teórica e confirmar os resultados da simulação, testou-se experimentalmente o sistema de deteção C. Confirmou-se que o sistema de monitorização de defeitos é capaz de detetar e localizar a avaria presente na rede de energia elétrica.