Geração automática de interfaces com o utilizador: uma abordagem baseada em MDA para a plataforma PHP

Os modelos e as técnicas de modelação são, hoje em dia, fundamentais na engenharia de software, devido à complexidade e sofisticação dos sistemas de informação actuais.A linguagem Unified Modeling Language (UML) [OMG, 2005a] [OMG, 2005b] tornou-se uma norma para modelação, na engenharia de software e em outras áreas e domínios, mas é reconhecida a sua falta de suporte para a modelação da interactividade e da interface com o utilizador [Nunes and Falcão e Cunha, 2000].Neste trabalho, é explorada a ligação entre as áreas de engenharia de software e de interacção humano-computador, tendo, para isso, sido escolhido o processo de desenvolvimento Wisdom [Nunes and Falcão e Cunha, 2000] [Nunes, 2001]. O método Wisdom é conduzido por casos de utilização essenciais e pelo princípio da prototipificação evolutiva, focando-se no desenho das interfaces com o utilizador através da estrutura da apresentação, com a notação Protótipos Abstractos Canónicos (PAC) [Constantine and Lockwood, 1999] [Constantine, 2003], e do comportamento da interacção com a notação ConcurTaskTrees (CTT) [Paternò, 1999] [Mori, Paternò, et al., 2004] em UML.É proposto, também, neste trabalho um novo passo no processo Wisdom, sendo definido um modelo específico, construído segundo os requisitos da recomendação Model Driven Architecture (MDA) [Soley and OMG, 2000] [OMG, 2003] elaborada pela organização Object Managent Group (OMG). Este modelo específico será o intermediário entre o modelo de desenho e a implementação da interface final com o utilizador. Esta proposta alinha o método Wisdom com a recomendação MDA, tornando possível que sejam gerados, de forma automática, protótipos funcionais de interfaces com o utilizador a partir dos modelos conceptuais de análise e desenho.Foi utilizada a ferramenta de modelação e de metamodelação MetaSketch [Nóbrega, Nunes, et al., 2006] para a definição e manipulação dos modelos e elementos propostos. Foram criadas as aplicações Model2Model e Model2Code para suportar as transformações entre modelos e a geração de código a partir destes. Para a plataforma de implementação foi escolhida a framework Hydra, desenvolvida na linguagem PHP [PHP, 2006], que foi adaptada com alguns conceitos de modo a suportar a abordagem defendida neste trabalho.

Associação do envolvimento físico com níveis de obesidade, aptidão física, actividades sedentárias e participação desportiva: um estudo em alunos dos 2º e 3º Ciclos, e Ensino Secundário de um concelho rural da RAM

O presente trabalho é constituído por dois estudos, sendo que o primeiro prende-se com a adaptação e quantificação da fiabilidade de um instrumento que visa caracterizar o envolvimento físico. O segundo estudo é constituído pela caracterização de uma amostra de jovens, no que se refere a essas variáveis do envolvimento, níveis de aptidão física, participação em actividades sedentárias e actividades desportivas, bem como da relação entre estes parâmetros. Metodologia do primeiro estudo: A amostra do primeiro estudo é constituída por 106 indivíduos de ambos os sexos (50 rapazes e 56 raparigas) do 7º ano de escolaridade. O instrumento validado por Evenson et al. (2006), foi traduzido para a língua Portuguesa, e testado para a fiabilidade através da sua aplicação em dois momentos, com uma semana de intervalo. Foi verificada a consistência interna, níveis de concordância e percentagens de acordos entre os dois momentos de avaliação. Metodologia do segundo estudo: A amostra do segundo estudo é composta por 296 indivíduos (150 do sexo masculino e 146 do sexo feminino) com idades compreendidas entre os 10 e os 18 anos (com uma média de idades de 13,6 + 1,9 anos). A classificação do IMC foi determinada pelos valores referenciados por Cole et al. (2000 e 2007). As avaliações normativas e criteriais da %MG foram obtidas pelas equações de Slaughter et al. (1988) e níveis de classificação de Lohman (1987), respectivamente. A aptidão física foi avaliada pela bateria de testes Fitnessgram (The Cooper Institute for Aerobics Research, 1999) e pela bateria de testes Eurofit (Adam et al., 1988). A variável grupo de prática desportiva foi determinada com base num questionário individual. A participação em actividades sedentárias foi determinada pela aplicação do questionário auto reportado. O envolvimento foi caracterizado com base no questionário de Evenson et al. (2006) traduzido para português. Resultados: Entre os dois momentos de avaliação, foram verificados bons níveis de concordância e uma boa consistência interna. As percentagens de acordos registadas estavam entre o razoável e o significativo, sendo estes valores similares aos apresentados por Evenson et al. (2006). A taxa de prevalência para o excesso de peso e obesidade foi de 26%, e para a %MG moderadamente alta, alta ou muito alta, foi de 53%. Ao nível dos testes motores, mais de metade da amostra classificou-se abaixo da ZAFS nos testes do vaivém, dos abdominais e da suspensão na barra. Em relação à participação desportiva, 54,4% da amostra tem como única actividade física organizada, as aulas de educação física e os restantes praticam algum tipo de actividade desportiva fora ou dentro da escola. Em relação às actividades sedentárias, 23,4% dos inquiridos afirmaram passar mais de 4 horas diárias neste tipo de actividades. Ao nível do envolvimento detectamos diferenças para o sexo e EE para apenas em alguns itens do questionário. Verificaram-se correlações significativas entre as variáveis estudadas, em nomeadamente entre os %MG e os testes motores, bem como entre os %MG e o envolvimento natural e o transporte activo.

Culture`s for us: uma plataforma para o turismo móvel

Orientador: Jos P. van Leeuwen

Sistema de notificação e extensão da plataforma WISE-MUSE

A integração de sensores em estruturas, máquinas e ambientes, juntamente com uma eficiente recolha e envio de informação, trazem elevados benefícios para as sociedades actuais. Nesse sentido, com a crescente importância que as redes sem fios (WSN) assumem no contexto da qualidade de vida dos indivíduos, principalmente ao nível das comunicações, é fundamental procedermos à exploração das suas diversas potencialidades nos mais variados âmbitos. Deste modo, as WSN podem ser aplicadas em diversas áreas: saúde, monitorização ambiental, segurança de edifícios, indústria, monitorização de tráfego, monitorização de terramotos ou outras catástrofes naturais. Assim surge o projecto WISE-MUSE (Environmental Monitoring based on Wireless Sensor Networks for conservation of artwork and historical archives), que visa a implementação de um conjunto de soluções que permitem a monitorização contínua e automática de parâmetros ambientais (luminosidade, humidade, temperatura e CO2) através de WSN em museus. Este projecto de Mestrado em Engenharia Informática situa-se no âmbito deste projecto WISE-MUSE e tem como intuito: (i) a extensão da plataforma de monitorização de modo a recolher os dados das portas de emergência; (ii) a implementação de um sistema de notificações e alarmes via SMS e E-mail; e (iii) o desenvolvimento da plataforma Web WISE-MUSE, que permita a visualização remota dos dados dos sensores e das portas de uma forma integrada e em tempo real.

Plataforma para o suporte de blended peer assisted learning

Este projecto foi realizado na Universidade da Madeira, no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática e tem como título “Plataforma para o suporte de Blended Peer Assisted Learning”. Ao longo da nossa pesquisa sobre os vários métodos de aprendizagem online, deparamo-nos com uma grande lacuna que abrange a maior parte dos sistema de ensino assistidos por computador, ou seja, todas elas preocupam-se com a passagem de conhecimentos, mas raras são aquelas que têm em atenção o tipo de utilizador, qual a seu percurso académico e profissional, qual a metodologia que fará com que o mesmo capte melhor os conteúdos, etc. Com este objectivo em mente, e tendo em atenção as diversas plataformas e metodologias de ensino existentes, optou-se por elaborar uma arquitectura de uma plataforma capaz de centralizar na mesma, um conjunto de funcionalidades e metodologias que possibilitassem um acompanhamento mais específico do utilizador, proporcionando um maior conhecimento, através do qual poderia encaminhar o utilizador para a estratégia de aprendizagem que mais se adequasse a um utilizador com as suas características. Como se poderá constatar no decorrer desta dissertação, a plataforma desenhada e o módulo desenvolvido têm como base teórica o Peer Assisted Learning (PAL) e as suas estratégias de aprendizagem. O PAL é um conceito relativamente novo, que se encontra em plena ascensão, sendo cada vez maior o número de instituições/organizações que adoptam o PAL como metodologia de ensino para a formação dos seus membros. Este crescimento deve-se em grande parte às várias estratégias PAL que visam uma maior adequação ao tipo de utilizador, contribuindo assim para uma aprendizagem mais rápida e eficaz. Uma vez que a implementação da plataforma na sua totalidade seria de todo impossível, optouse por desenvolver apenas um dos módulos referente à estratégia de PAL – Peer Tutoring (PT). No final, o objectivo principal, passa não só por fornecer as bases necessárias ao desenvolvimento da referida plataforma, mas também pela disponibilização do módulo de PT que servirá de referência para o desenvolvimento das restantes estratégias. Tendo em atenção toda a investigação efectuada, facilmente se depreende as inúmeras vantagens que podem advir da utilização do PAL, das quais se salienta, a adequação da estratégia PAL mais indicada para cada tipo de utilizador.

Desenvolvimento do currículo do 4º ano de escolaridade: análise da utilização de uma plataforma de e-learning em contexto escolar

Partindo de um sentido de inovação pedagógica assente numa concepção de clara ruptura com abordagens pedagógicas tradicionalistas ligadas a uma certa perspectiva transmissiva/reprodutiva do saber, o presente trabalho de investigação analisa a utilização, em contexto curricular escolar, de uma plataforma de e-learning, considerando um enquadramento referencial de natureza construtivista, no qual, o aluno possa assumir um papel central e activo, na criação do seu próprio conhecimento. Consistindo numa abordagem de natureza qualitativa, o estudo de caso apresentado releva um paradigma interpretativo decorrente da análise da utilização, pelos alunos, de uma turma do 4º Ano de escolaridade, da plataforma de e-learning ―Escola Virtual™‖. Para tal intento, a diversidade de técnicas de recolha de dados — observação participante, entrevistas , e análise documental — ao permitirem uma triangulação dos mesmos, fundamentam um aprofundado sentido de comprensão do fenómeno analisado. Deste modo, a investigação centra-se em 3 componentes referenciais: Componente Pedagógica, Componente de Conteúdos e Componente de Interface. Os resultados obtidos revelam que, no âmbito da primeira componente, surgem especialmente facilitados os processos colaborativos entre os alunos, embora num contexto de interacção presencial e com carácter essencialmente pontual; a actuação docente, mantendo o seu carácter imprescindível, adquire uma dimensão de maior proximidade e orientação dos alunos enquanto, por seu turno, o nível motivacional dos alunos é estimulado, focalizando o aluno nas tarefas de aprendizagem. A natureza do feedback presente, no entanto, revelou-se um factor com efeitos prejudiciais para os processos de reflexão e metacognição dos alunos. No respeitante aos conteúdos, foi evidente alguma ligeireza e fragilidade de concepção em muitos deles, comprovada por uma quantidade expressiva de erros e lapsos de diversa natureza; enquanto que a natureza pré-formatada dos conteúdos — estruturando-os em ―Objectos de Aprendizagem‖ — limitou significativamente a possibilidade de desenvolvimento de procressos activos e criativos por parte do aluno, bem como, anulando a capacidade de abordagem de competências de natureza prática previstas no Programa Nacional do Ensino Básico. Por fim, o interface que, embora caracterizando-se pela sua intuitividade e simplicidade, suporta um limitado grau de controlo, pelos alunos, sobre os fluxos interactivos, reduzidos às suas expressões mais elementares. No seu aspecto global podemos considerar que, num contexto curricular escolar, a plataforma ―Escola Virtual‖ não se constitui como uma ferramenta de aprendizagem capaz de se enquadrar num paradigma de inovação pedagógica congruente com o sentido atrás defendido,não obstante possamos entender, que a mesma, constitua uma potencial mais-valia no âmbito da consolidação e testagem de conhecimentos préviamente adquiridos.

Sistema de divulgação dos serviços e produtos da Porto Santo Line na plataforma Android

A Porto Santo Line é a empresa responsável pela ligação marítima entre as ilhas Madeira e Porto Santo, oferecendo, para além do transporte, um conjunto de serviços e produtos que estão associado à sua actividade principal. A sua base de clientes inclui não só os residentes de ambas as ilhas, mas também muitos dos turistas que visitam o arquipélago. O posicionamento desta empresa no mercado é feito das formas tradicionais, onde se inclui uma rede de balcões e um site através do qual os clientes podem aceder aos produtos e serviços que constitui a oferta da Porto Santo Line. Num esforço de reforçar a sua presença no mercado e de intensificar a sua aposta na inovação, a empresa tem procurado encontrar novas formas e novos canais para chegar aos seus clientes. Este projecto visa dotar a Porto Santo Line de uma aplicação que estenda a sua presença no mercado, oferecendo aos seus clientes a possibilidade de aceder aos seus produtos e serviços através de equipamentos móveis. Este relatório documenta a realização deste projecto, dando principal enfase ao processo adoptado, assim como ao desenho do sistema e sua avaliação. Procurou-se igualmente evidenciar ao longo do relatório, as considerações mais relevantes na elaboração de um projecto com estas características.

VirtualLabs@UMa: uma plataforma personalizável para a realização de actividades experimentais

Os presentes métodos de estudo complementar fora de aulas adequam-se a um contexto mais teórico onde alunos, necessitam somente de manuais escolares ou acesso a um computador para complementar os seus estudos e atingirem os objectivos. O mesmo não se enquadra para cadeiras ou contextos mais práticos como por exemplo química ou biologia. Nestes contextos normalmente necessitamos de um laboratório ou localização específica onde se encontra as condições mínimas para a realização destes exercícios ou ensino. Actualmente existem laboratórios virtuais que vêem suplantar esta necessidade, mas os nossos estudos indicam que estes não são capazes de se adaptar a novas actividades sendo necessário desenvolver um laboratório específico para cada actividade. Neste contexto, a principal contribuição desta dissertação de mestrado é a proposta e o desenvolvimento de uma aplicação de Realidade Virtual, que seja capaz de adaptar-se facilmente às novas actividades laboratoriais de forma a personalizar as tarefas a serem realizadas pelos alunos, e que possa ser acedido através da plataforma Moodle. A aplicação desenvolvida proporciona aos alunos uma melhor percepção da forma como a actividade será realizada e prepara-os para realiza-la com sucesso num ambiente real.

Sincronização de múltiplas câmaras e controlo de iluminação sobre uma plataforma FPGA

O objetivo deste projeto foi o de realizar a sincronização de pelo menos quatro câmaras individuais, ajustando dinamicamente o frame rate de operação de cada câmara, tendo por base a família de sensores de imagem CMOS NanEye da empresa Awaiba, numa plataforma FPGA com interface USB3. Durante o projeto analisou-se, com a assistência de um supervisor da Awaiba, o sistema core de captura de imagem existente, baseado em VHDL. Foi estudado e compreendido o princípio do ajuste dinâmico do frame rate das câmaras. Tendo sido então desenvolvido o módulo de controlo da câmara, em VHDL, e um algoritmo de ajuste dinâmico do frame rate, sendo este implementado junto com a plataforma de processamento e interface da FPGA. Foi criado um módulo para efetuar a monitorização da frequência de operação de cada câmara, medindo o período de cada linha numa frame, tendo por base um sinal de relógio de valor conhecido. A frequência é ajustada variando o nível de tensão aplicado ao sensor com base no erro entre o período da linha medido e o período pretendido. Para garantir o funcionamento conjunto de múltiplas câmaras em modo síncrono foi implementada uma interface Master-Slave entre estas. Paralelamente ao módulo anteriormente descrito, implementou-se um sistema de controlo automático de iluminação com base na análise de regiões de interesse em cada frame captada por uma câmara NanEye. A intensidade de corrente aplicada às fontes de iluminação acopladas à câmara é controlada dinamicamente com base no nível de saturação dos pixéis analisados em cada frame. Foram desenvolvidas e implementadas variantes do algoritmo de controlo e o seu desempenho foi avaliado em laboratório. Os resultados obtidos na prática evidenciam que a solução implementada cumpre os requisitos de controlo e ajuste da frequência de operação de múltiplas câmaras. Mostrou ser um método de controlo capaz de manter um erro de sincronização médio de 3,77 μs mesmo na presença de variações de temperatura de aproximadamente 50 °C. Foi também demonstrado que o sistema de controlo de iluminação é capaz de proporcionar uma experiência de visualização adequada, alcançando erros menores que 3% e uma velocidade de ajuste máxima inferior a 1 s.

Projeto de um protótipo de um veículo elétrico

Os veículos movidos com combustíveis fósseis são, hoje em dia, os veículos mais utilizados em transportes. Estes meios de transporte caracterizam-se pelo seu baixo rendimento e por serem poluentes, pelo que, nos últimos anos, tem havido um esforço em criar ou melhorar meios de transporte, através do aumento do seu rendimento e eliminando a emissão de poluentes. A utilização de máquinas elétricas como meio de locomoção é uma das soluções alternativas, uma vez que, estas apresentam um rendimento elevado e não emitem diretamente gases tóxicos, apesar das baterias serem uma das principais dificuldades, no que diz respeito à relação peso/densidade de energia. Por outro lado, as baterias, devido à sua capacidade de armazenamento de energia, podem ser utilizadas para armazenar energia da rede elétrica, contribuindo para uma melhor gestão, e também para armazenar num veículo elétrico a energia gerada em modo de travagem e que posteriormente pode ser utilizada para fazer mover o motor elétrico. Neste trabalho fez-se um projeto de um veículo elétrico (VE) e estudou-se o impacto da utilização em massa de veículos elétricos na gestão da rede de energia elétrica. A verificação experimental fez-se com um conversor DC/DC bidirecional com uma configuração em ponte H e com um conversor DC/DC redutor unidirecional. Utilizaram-se compensadores clássicos para, em malha fechada, regular o binário, a velocidade e a corrente, através de compensadores Proporcional Integrativo (PI) e Proporcional Integrativo Derivativo (PID). No desenvolvimento deste projeto, fez-se uma análise teórica, realizaram-se simulações na ferramenta MATLAB/Simulink onde foram criados modelos do veículo elétrico para verificar o seu comportamento, e seguidamente analisaram-se experimentalmente estes resultados. O controlo deste veículo foi feito com a utilização de microcontroladores de baixo custo, recorrendo a uma arquitetura de processamento distribuído/partilhado, constituindo esse estudo uma nova contribuição. Os resultados demonstraram que o rendimento dos veículos elétricos em média encontram-se nos 85-90 %, superior aos atuais 40% dos veículos a combustão interna, eliminando também a emissão de poluentes.

Compressão de imagem e vídeo com controlador ARM

Este trabalho foi desenvolvido num estágio na empresa ABS GmbH sucursal em Portugal, e teve como foco a compressão de imagem e vídeo com os padrões JPEG e H.264, respetivamente. Foi utilizada a plataforma LeopardBoard DM368, com um controlador ARM9. A análise do desempenho de compressão de ambos os padrões foi realizada através de programas em linguagem C, para execução no processador DM368. O programa para compressão de imagem recebe como parâmetros de entrada o nome e a resolução da imagem a comprimir, e comprime-a com 10 níveis de quantização diferentes. Os resultados mostram que é possível obter uma velocidade de compressão até 73 fps (frames per second) para a resolução 1280x720, e que imagens de boa qualidade podem ser obtidas com rácios de compressão até cerca de 22:1. No programa para compressão de vídeo, o codificador está configurado de acordo com as recomendações para as seguintes aplicações: videoconferência, videovigilância, armazenamento e broadcasting/streaming. As configurações em cada processo de codificação, o nome do ficheiro, o número de frames e a resolução do mesmo representam os parâmetros de entrada. Para a resolução 1280x720, foram obtidas velocidades de compressão até cerca de 68 fps, enquanto para a resolução 1920x1088 esse valor foi cerca de 30 fps. Foi ainda desenvolvida uma aplicação com capacidades para capturar imagens ou vídeos, aplicar processamento de imagem, compressão, armazenamento e transmissão para uma saída DVI (Digital Visual Interface). O processamento de imagem em software permite melhorar dinamicamente as imagens, e a taxa média de captura, compressão e armazenamento é cerca de 5 fps para a resolução 1280x720, adequando-se à captura de imagens individuais. Sem processamento em software, a taxa sobe para cerca de 23 fps para a resolução 1280x720, sendo cerca de 28 fps para a resolução 1280x1088, o que é favorável à captura de vídeo.

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.