SIMPLARCOM: simulador para planejamento de redes de comunicação sem fio utilizando realidade virtual e modelos de propagação

Este simulador é formado pela junção de técnicas de Realidade Virtual com modelos de propagação, desenvolvidos através dos estudos de rádio enlace, que descrevem a perda que o sinal transmitido sofre ao longo do percurso no ambiente. O simulador possui dois módulos. O primeiro permite a criação do ambiente virtual com o posicionamento, sobre um terreno, de prédios, árvores, carros, antenas e outras primitivas que permitem a construção de um ambiente tridimensional customizável. O segundo módulo permite a configuração dos parâmetros relacionados a propagação de sinal de antenas como a potência, a frequência, o ganho, etc., e também selecionar o modelo de propagação para a execução da simulação. Dentro deste segundo módulo, existe um submódulo responsável pelo estudo do planejamento da área de cobertura composta pelas antenas, em outras palavras, este submódulo simula a distância que cada antena no cenário consegue atingir e gera a respectiva área de cobertura. Para demonstrar a eficiência do simulador foram criados dois ambientes virtuais para testes. Um cenário representando um ambiente urbano onde empregou-se um modelo de propagação clássico, Okumura-Hata para cidades pequenas e médias, e um ambiente tridimensional arborizado utilizando um modelo especifico para simulação de propagação para regiões densamente arborizadas, desenvolvido na Universidade Federal do Pará chamado de Lyra-Castro-UFPA.

Projeto e implementação de um sistema de autoria para animações, simulações e treinamentos em realidade virtual

Esta dissertação apresenta o projeto, desenvolvimento e implementação de um software para criação de animações, simulações e treinamentos de processos e instruções técnicas industriais, destacando também a arquitetura utilizada para sua implementação. O software apresentado permite a geração de animações, textos, sons e interações, fornecendo ferramentas de criação, visualização e supervisão da simulação com o uso de Realidade Virtual em três dimensões. A dissertação trata ainda do uso prático do software através de um estudo de caso com simulações 3D de processos industriais reais de uma usina de geração de energia elétrica. Este estudo também contribui para as áreas de treinamento em realidade virtual e sistemas de autoria 3D ao apresentar conceitos inovadores na área de supervisão automática, mostrando também uma possível estrutura de componentes de software para uso nas áreas citadas. Pode-se destacar ainda a revisão de tecnologias semelhantes à proposta neste trabalho, visando à identificação de influências, melhorias e inovações nas áreas de autoria 3D e treinamento.

SwImax: um simulador em realidade virtual para auxiliar o ensino do padrão WiMAX

O padrão IEEE 802.16, também chamado de WiMAX, é uma tecnologia da rede banda larga sem fio para áreas metropolitanas, utilizado como alternativa para transmissão de sinal de Internet a regiões que não possuem infraestrutura de rede cabeada. Atualmente, o ensino desta tecnologia em sala de aula é meramente teórico, o que dificulta a compreensão dos alunos com relação a determinadas funcionalidades do WiMAX. Nesse sentido, a presente dissertação aborda o projeto de desenvolvimento de um simulador em Realidade Virtual, chamado SwImax, voltado para auxílio do ensino do padrão IEEE 802.16. Assim, o SwImax simula algumas características do funcionamento deste padrão, quais sejam: faixas de frequência de operação, área de cobertura, procedimento de handover, transmissão sem linha de visada, entre outros. A dissertação apresenta os trabalhos correlatos que influenciaram o desenvolvimento do projeto, além de um resumo acerca do padrão IEEE 802.16. O texto apresenta também as ferramentas utilizadas no desenvolvimento do SwImax e a implementação do simulador. Ao final do desenvolvimento, o software foi submetido a uma avaliação dos usuários, de modo que os resultados também são abordados nesta dissertação.

Modelagem de objetos tridimensionais para um ambiente interativo de instruções técnicas virtuais

Esta dissertação aborda metodologias de criação de objetos tridimensionais destinados a ambientes virtuais interativos, contextualizando as principais técnicas de implementação computacional envolvidas no processo. Foi utilizado como estudo de caso o Sistema de Instruções Técnicas Virtuais, desenvolvido pelo Laboratório de Realidade Virtual (LaRV) da Universidade Federal do Pará (UFPA) para as Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A (Eletronorte), como recurso de treinamento e simulação de procedimentos de manutenção e operação da Usina Hidrelétrica de Tucuruí.

Navegação, reconhecimento de gestos e controle de interface no sistema ITV utilizando o dispositivo kinect

Esta dissertação apresenta a implementação de navegação no ambiente virtual, reconhecimento de gestos e controle de interface, feitos através do dispositivo Kinect, no Sistema ITV: um sistema de treinamento de operadores e mantenedores de usinas hidrelétricas e subestações elétricas. São mostrados, também, determinados aperfeiçoamentos recentes, como conversão em vídeo, telas de alarmes sonoros e visuais, ambientação sonora em três dimensões e narração do processo. Além da apresentação do Sistema ITV, são expostos o dispositivo Kinect e o algoritmo utilizado na comparação dos padrões de movimento, o DTW. Em seguida, são abordados em detalhes o projeto e a implementação da navegação, do reconhecimento de gestos e do controle de interface. Como estudo de caso, é exibida uma Instrução Técnica Virtual (ITV), elaborada especialmente para testar e avaliar a nova interface proposta. Posteriormente, são apresentados os resultados, considerados satisfatórios, obtidos através da análise de questionários qualitativos aplicados a estudantes da Universidade Federal do Pará. Por fim, são realizadas as considerações referentes a este trabalho e expostas idéias de trabalhos futuros.

Um ambiente colaborativo de aprendizagem interdisciplinar apoiado por interfaces adaptativas

A utilização de Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVAs) torna-se, a cada dia, mais evidente em diversas instituições de ensino público e particular, assim como em órgãos governamentais e privados. Várias versões de AVAs encontram-se disponíveis para utilização gratuita, cada uma com suas idiossincrasias. No Brasil, já são quase mil instituições que utilizam referidos ambientes. Esses números expressam a necessidade de investimentos e de novas pesquisas na área. Este trabalho especifica e desenvolve um AVA que tem por objetivo minimizar problemas encontrados em muitas abordagens de ambientes atualmente disponíveis, propondo um ambiente denominado de Ambiente Colaborativo de Aprendizagem Interdisciplinar (ACAI), desenvolvido para disponibilizar uma infra-estrutura que permita integrar os conceitos de: trabalho colaborativo, comunidades virtuais de aprendizagem, interdisciplinaridade, adaptação de interfaces e, de forma complementar, permitir a geração de recomendações automáticas a seus usuários baseadas em seus perfis.

Em busca do doador perdido: um jogo educativo como ferramenta de conscientização e informação sobre doação de sangue

Frente às dificuldades para captação de bolsas de sangue pelos hemocentros, são utilizados os mais diversos meios para sensibilizar os doadores e manter abastecidos os bancos de sangue. Este trabalho apresenta a “simulação parcial” dessa realidade, através de um jogo educativo eletrônico que objetiva informar e conscientizar sobre a importância da doação. Trata-se de um mecanismo de esclarecimento de dúvidas comuns e desmitificação de crenças disseminadas pela falta de conhecimento que dificultam a captação. Com o objetivo de informar o jogador e não somente entreter, “Em busca do doador perdido” é a apresentação de um tema comum em formato criativo, motivador e de impacto social. A simulação proporciona ao jogador experimentar as dificuldades de se encontrar doadores e desperta no mesmo o conhecimento sobre questões básicas do processo de doação. A partir de dois experimentos com doadores em potencial foi validada a proposta do jogo, como uma forma de conscientizar os jogadores sobre a importância da doação.

Detecção de potenciais corticais antecipatórios em sinais de eletroencefalografia (EEG) durante a condução de carros

O reconhecimento da intenção do condutor a partir de sinais de eletroencefalografia (EEG) pode ser útil no desenvolvimento de interfaces cérebro computador (BCI) para serem usadas em sinergia com veículos inteligentes. Isso pode ser benéfico para melhorar a qualidade de interação entre o motorista e o carro, por exemplo, fornecendo uma resposta do carro inteligente alinhada com a intenção do motorista. Neste estudo, considera-se a antecipação como sendo o estado cognitivo que leva a ações especificas durante a condução de um automóvel. Portanto, propomos investigar a presença de padrões antecipatórios em sinais EEG durante a condução de veículos para determinar duas ações especifícas (1) virar à esquerda e (2) virar à direita, alguns milissegundos antes que tais ações aconteçam. Um protocolo experimental foi proposto para gravar sinais EEG de 5 indivíduos enquanto eles operam um simulador de realidade virtual não invasiva - que foi projetado para tal experimento - que simula a condução de um carro virtual. O protocolo experimental é uma variante do paradigma da variação negativa contingente (CNV) com condições Go e No-go no sistema de condução de realidade virtual. Os resultados apresentados neste estudo indicam a presença de padrões antecipatórios em potenciais corticais lentos observados no domínio do tempo (medias dos sinais EEG) e da frequência (Power Spectra e coerência de fase). Isso abre um leque de possibilidades no desenvolvimento de sistemas BCI - baseados em sinais antecipatórios - que conectem o motorista ao veiculo inteligente favorecendo uma tomada de decisão que analise as intenções dos condutores podendo eventualmente evitar acidentes durante a condução.

MVC-RA: múltiplas visões coordenadas em ambientes de realidade aumentada

Versa sobre a aplicação das características de um ambiente de realidade aumentada, tais como: interação fácil e intuitiva, e grande espaço para visualização de dados, na implementação, interação e visualização de múltiplas visões de dados coordenadas. As múltiplas visões de dados permitem que o usuário realize uma melhor análise dos dados sobre diferentes aspectos, e a coordenação entre as múltiplas visões tem o objetivo de diminuir a sobrecarga oogniriva conferida ao usuário. O ambiente aumentado foi concebido através do ARToolKit, a interação se dá através de uma interface baseada em cartões marcadores. A técnica implementada foi Dispersão de Dados 3D, acompanhada de uma diversidade de filtros e configurações para as visões de dados. Por fim, são apresentados alguns ensaios de usabilidade preliminares do protótipo desenvolvido.

Estimação da porcentagem de flúor em alumina fluoretada proveniente de uma planta de tratamento de gases por meio de um sensor virtual neural

As indústrias têm buscado constantemente reduzir gastos operacionais, visando o aumento do lucro e da competitividade. Para alcançar essa meta, são necessários, dentre outros fatores, o projeto e a implantação de novas ferramentas que permitam o acesso às informações relevantes do processo de forma precisa, eficiente e barata. Os sensores virtuais têm sido aplicados cada vez mais nas indústrias. Por ser flexível, ele pode ser adaptado a qualquer tipo de medição, promovendo uma redução de custos operacionais sem comprometer, e em alguns casos até melhorar, a qualidade da informação gerada. Como estão totalmente baseados em software, não estão sujeitos a danos físicos como os sensores reais, além de permitirem uma melhor adaptação a ambientes hostis e de difícil acesso. A razão do sucesso destes tipos de sensores é a utilização de técnicas de inteligência computacional, as quais têm sido usadas na modelagem de vários processos não lineares altamente complexos. Este trabalho tem como objetivo estimar a qualidade da alumina fluoretada proveniente de uma Planta de Tratamento de Gases (PTG), a qual é resultado da adsorção de gases poluentes em alumina virgem, via sensor virtual. O modelo que emula o comportamento de um sensor de qualidade de alumina foi criado através da técnica de inteligência computacional conhecida como Rede Neural Artificial. As motivações deste trabalho consistem em: realizar simulações virtuais, sem comprometer o funcionamento da PTG; tomar decisões mais precisas e não baseada somente na experiência do operador; diagnosticar potenciais problemas, antes que esses interfiram na qualidade da alumina fluoretada; manter o funcionamento do forno de redução de alumínio dentro da normalidade, pois a produção de alumina de baixa qualidade afeta a reação de quebra da molécula que contém este metal. Os benefícios que este projeto trará consistem em: aumentar a eficiência da PTG, produzindo alumina fluoretada de alta qualidade e emitindo menos gases poluentes na atmosfera, além de aumentar o tempo de vida útil do forno de redução.

Aplicação de sensores virtuais na inferência da temperatura de banho no processo de fabricação de alumínio primário

As indústrias buscam a todo o momento reduzir seus gastos operacionais para aumentar seus lucros e sua competitividade. Uma boa gestão é o fator mais importante, porém uma boa gestão é feita com auxílio de ferramentas que permitam o acesso às informações relevantes para o processo, que tenham bastante influência na tomada de decisões estratégicas, com o menor custo possível. O uso de sensores virtuais tem sido aplicado cada vez mais nas indústrias. Por ser flexível, ele pode ser adaptado a qualquer tipo de medição, promovendo uma redução de custos operacionais sem comprometer, e em alguns casos até melhorar, a qualidade da informação gerada. Como estão totalmente baseados em software, não estão sujeitos a danos físicos como os sensores reais, além de permitirem uma melhor adaptação a ambientes hostis e de difícil acesso. A razão do sucesso destes tipos de sensores é a utilização de técnicas de inteligência computacional, as quais têm sido usadas na modelagem de vários processos não lineares altamente complexos. Atualmente, muitas indústrias já utilizam com sucesso os sensores virtuais, e este trabalho explora a sua utilização, em conjunto com as Redes Neurais Artificiais, em um processo químico em uma importante indústria de alumínio brasileira cujo controle é muito difícil pois é muito difícil extrair medidas da planta dada sua natureza corrosiva e cujas medições exigem certo custo operacional além de estarem sujeitas a ruídos. A aplicação dos sensores virtuais poderá reduzir os intervalos de medições bem como os custos operacionais. Ao longo deste trabalho será apresentada a metodologia de como projetar o sensor virtual utilizando o processo químico como estudo de caso, seguindo a literatura recomendada.

Avaliação dos níveis de ruído e das soluções arquitetônicas adotadas em ambientes das unidades de urgência e emergência no município de Belém-PA

Nos grandes centros urbanos pode-se constatar que o nível de ruído é tão elevado que ameaça a integridade psicológica e física dos habitantes. Entretanto, observa-se que muito do ruído no ambiente hospitalar origina-se de dentro do hospital, tendo como uma das principais fontes geradoras de ruído nas unidades os equipamentos e a conversação entre a equipe hospitalar. A perda auditiva induzida pelo ruído (PAIR) é uma das consequências que o ruído elevado pode acarretar à saúde, entre outros danos. Assim, o ambiente hospitalar que deveria ser sereno e silencioso transforma-se em um espaço ruidoso e estressante, aumentando a ansiedade e a percepção dolorosa do paciente, reduzindo o sono e estendendo a convalescença. Objetivo: Avaliar as condições acústicas dos principais ambientes nas unidades de urgência e emergência no município de Belém, Estado do Pará, Brasil. Verificar a adequação às normas sanitárias e técnicas vigentes, com a simulação de um ambiente piloto validado com a utilização do software ODEON e apresentar soluções virtuais de condicionamento acústico. Material e Métodos: foi utilizado o equipamento Medidor de Nível Sonoro com certificado de calibração da Rede Brasileira de Calibração (RBC) para aferição dos NPS nos períodos diurno e noturno, de acordo com o estabelecido pela NBR 10.151 (2000), além da observação e identificação das fontes de ruído dos ambientes. Resultados: Os valores obtidos durante as aferições dos NPS nos ambientes do Hospital A foram de 58 dB(A) a 70 dB(A) e do Hospital B foram de 62 dB(A) a 70 dB(A). O ambiente piloto foi selecionado de acordo com os resultados e com o tempo de permanência da equipe de saúde e dos pacientes. Conclusão: foi desenvolvido o modelo computacional validado do ambiente piloto, gerando um modelo proposto com intervenções arquitetônicas visando o conforto acústico da equipe de saúde e dos pacientes. Os ambientes pesquisados não apresentaram níveis de ruído superiores a 85 dB(A), comprovando que não há risco ocupacional para as equipes de saúde. Entretanto, níveis de ruídos elevados, por mais que não causem PAIR nos trabalhadores, são responsáveis por estimular ou até mesmo por desencadear diversos sintomas que prejudicam a capacidade laborativa da equipe de saúde, além de aumentar a convalescença e prejudicar a recuperação dos pacientes.

Projeto e construção de um robô móvel AGV/ROV não-holonômico com habilidade para navegação autônoma do tipo wall-following

Esta dissertação de mestrado apresenta o projeto e a construção de um robô móvel terrestre denominado LOGBOT, com tração de movimento do tipo diferencial – com duas rodas motoras e uma roda livre para manter a estabilidade de sua estrutura em relação à superfície. O controle do robô dispõe dos modos de telemetria e autônomo. No modo de controle por telemetria (ROV), a comunicação do robô com a estação de controle é feita por radiofreqüência a uma distância de até um quilometro em ambientes externos, e até cem metros em ambientes internos. No modo de controle autônomo (AGV), o robô tem habilidade para navegar em ambientes internos e desconhecidos usando sempre a parede à sua esquerda como referência para a trajetória de seu movimento. A seqüência de movimentos para execução da trajetória é enviada para a estação de controle que realiza análises de desempenho do robô. Para executar suas tarefas no modo autônomo, a programação do robô conta com um agente inteligente reativo, que detecta características do ambiente (obstáculos, final de paredes, etc.) e decide sobre qual atitude deve ser executada pelo robô, com objetivo de contornar os obstáculos e controlar a velocidade de suas rodas. Os problemas de erro odométrico e suas correções com base no uso de informações sensoriais externas são devidamente tratados. Técnicas de controle hierárquico do robô como um todo e controle em malha fechada da velocidade das rodas do robô são usadas. Os resultados mostraram que o robô móvel LOGBOT é capaz de navegar, com estabilidade e precisão, em ambientes internos no formato de um corredor (wall following).

Fóruns virtuais de REDD: análise da função comunicativa na construção de políticas orientadas por organizações da sociedade civil

Frente a evidências científicas que apontam o desflorestamento da Amazônia como fator preponderante na liberação de gases do efeito estufa à atmosfera e na consequente intensificação das mudanças climáticas globais, organizações não-governamentais e ambientalistas criaram fóruns temáticos sobre a Redução de Emissões por Desmatamento e Degradação florestal (REDD). Sob a premissa de intercambiar informações e promover a articulação e o debate público, essas iniciativas reúnem diferentes atores sociais, sob a coordenação de organizações da própria sociedade civil, tendo a internet como principal lugar de referência. Considerando a perspectiva democrática aberta pela noção habermasiana de esfera pública e com base em critérios fundamentais à publicidade social, relacionados às funções de dar visibilidade e promover o debate público, a análise de quatro espaços virtuais permitiu uma reflexão sobre a forma contemporânea de atuação das organizações não-governamentais ambientalistas e as potencialidades de atuação política trazidas por novas Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), ainda não apropriadas de forma plena ou efetiva por esse e outros setores da sociedade. Os resultados da pesquisa apontam que, na prática, tais fóruns atendem satisfatoriamente a nenhuma das funções: não esclarecem os usuários quanto ao assunto e tão pouco são capazes de fomentar discussões que resultem em desdobramentos em prol da coletividade. Isso resulta na perda da qualidade democrática a que se propõem e ainda reforça o efeito do “silenciamento” sobre as populações locais, que veem os seus anseios e necessidades representados por essas ONGs sem que essas entidades sejam real e necessariamente representativas de seus interesses.