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.

Nexos e reflexos de uma experiência formativa mediatizada por ambiente virtual de aprendizagem: formação de professores de Ciências e Matemática na Amazônia

Esta é uma pesquisa qualitativa na modalidade narrativa, que se baseia nas experiências de formação de professores de Ciências e Matemática a distância na Amazônia, vividas no contexto de um curso via Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA). Objetivo investigar em que termos essa experiência formativa é catalisadora de reflexões docentes sobre o contexto amazônico de ensino de Ciências e Matemática e que outras aprendizagens resultantes dessa formação repercutem em percepções diferenciadas da prática docente desta área específica no ensino fundamental. Foram nove os sujeitos envolvidos na investigação, os quais foram selecionados segundo os critérios: serem professores-alunos, oriundos do curso de Especialização em Educação em Ciências e Matemática do Programa EDUCIMAT, que ensinam/ensinaram Ciências e Matemática; mantiveram um elevado nível de envolvimento nas interações ocorridas no AVA; expressaram ideias completas de modo reflexivo. Como instrumento investigativo, optei por ouvir depoimentos dos sujeitos por meio de entrevista semi-estruturada, que foram gravadas em áudio e, posteriormente, transcritas. Além das entrevistas, lancei mão de meu diário de campo como fonte de informação, que foi construído ao longo da pesquisa por meio de percepções sobre os sujeitos e seus contextos, além dos registros de ocorrências diversas no âmbito da pesquisa. Buscando produzir novas compreensões das narrativas investigadas, aproprio-me da Análise Textual Discursiva como metodologia de análise do material empírico. Assim, ao sistematizar as manifestações dos sujeitos, levando em consideração as recorrências e as singularidades, tais análises deram forma a três eixos temáticos, que trato nesta investigação, assumindo os seguintes títulos: i) Formar-se no contexto amazônico: obstáculos e enfrentamentos; ii) Tecnologias e AVA: sentido(s) da experiência formativa; e iii) As repercussões da experiência nas percepções da prática e da formação docente. A análise dos resultados revela as dificuldades de acesso à formação, à informação, às tecnologias e aos municípios no interior da Amazônia, além do fator custo, como enfrentamentos para formar-se nesse contexto. Além disso, os sujeitos revelam que, ao trocarem, experimentarem e interagirem no AVA, atribuíram sentidos de autoconhecimento apontando indicativos para a (re)invenção de si, de constituição docente num mundo marcado pelos avanços tecnológicos e de superação no uso das tecnologias que surpreendem e (trans)formam. Ainda como resultado das análises, os sujeitos anunciam conhecimentos elaborados por meio da experiência formativa que incidem em outras/novas percepções de suas práticas educativas: a utilização de tecnologias de informação e comunicação como possíveis ferramentas pedagógicas, além da interatividade, troca de experiências e diálogo em situações de ensino. O AVA, sendo percebido pelos sujeitos como um dos recursos incorporados pela formação docente a distância, apresenta-se como oportunidade de contínua formação tecida pela diversidade de ideias e como forma de aproximar-se das tecnologias educacionais frente às dificuldades na região, expressas pelos próprios sujeitos.

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.

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.