Análise de desempenho de algoritmos de otimização para extração de parâmetros em modelos semicondutores de potência

Apresenta-se nesta tese uma revisão da literatura sobre a modelação de semicondutores de potência baseada na física e posterior análise de desempenho de dois métodos estocásticos, Particle Swarm Optimizaton (PSO) e Simulated Annealing (SA), quando utilizado para identificação eficiente de parâmetros de modelos de dispositivos semicondutores de potência, baseado na física. O conhecimento dos valores destes parâmetros, para cada dispositivo, é fundamental para uma simulação precisa do comportamento dinâmico do semicondutor. Os parâmetros são extraídos passo-a-passo durante simulação transiente e desempenham um papel relevante. Uma outra abordagem interessante nesta tese relaciona-se com o facto de que nos últimos anos, os métodos de modelação para dispositivos de potência têm emergido, com alta precisão e baixo tempo de execução baseado na Equação de Difusão Ambipolar (EDA) para díodos de potência e implementação no MATLAB numa estratégia de optimização formal. A equação da EDA é resolvida numericamente sob várias condições de injeções e o modelo é desenvolvido e implementado como um subcircuito no simulador IsSpice. Larguras de camada de depleção, área total do dispositivo, nível de dopagem, entre outras, são alguns dos parâmetros extraídos do modelo. Extração de parâmetros é uma parte importante de desenvolvimento de modelo. O objectivo de extração de parâmetros e otimização é determinar tais valores de parâmetros de modelo de dispositivo que minimiza as diferenças entre um conjunto de características medidas e resultados obtidos pela simulação de modelo de dispositivo. Este processo de minimização é frequentemente chamado de ajuste de características de modelos para dados de medição. O algoritmo implementado, PSO é uma técnica de heurística de otimização promissora, eficiente e recentemente proposta por Kennedy e Eberhart, baseado no comportamento social. As técnicas propostas são encontradas para serem robustas e capazes de alcançar uma solução que é caracterizada para ser precisa e global. Comparada com algoritmo SA já realizada, o desempenho da técnica proposta tem sido testado utilizando dados experimentais para extrair parâmetros de dispositivos reais das características I-V medidas. Para validar o modelo, comparação entre resultados de modelo desenvolvido com um outro modelo já desenvolvido são apresentados.

Tolerância a falhas em sistemas de tempo-real distribuídos e embebidos

Este documento descreve um modelo de tolerância a falhas para sistemas de tempo-real distribuídos. A sugestão deste modelo tem como propósito a apresentação de uma solu-ção fiável, flexível e adaptável às necessidades dos sistemas de tempo-real distribuídos. A tolerância a falhas é um aspeto extremamente importante na construção de sistemas de tempo-real e a sua aplicação traz inúmeros benefícios. Um design orientado para a to-lerância a falhas contribui para um melhor desempenho do sistema através do melhora-mento de aspetos chave como a segurança, a confiabilidade e a disponibilidade dos sis-temas. O trabalho desenvolvido centra-se na prevenção, deteção e tolerância a falhas de tipo ló-gicas (software) e físicas (hardware) e assenta numa arquitetura maioritariamente basea-da no tempo, conjugada com técnicas de redundância. O modelo preocupa-se com a efi-ciência e os custos de execução. Para isso utilizam-se também técnicas tradicionais de to-lerância a falhas, como a redundância e a migração, no sentido de não prejudicar o tempo de execução do serviço, ou seja, diminuindo o tempo de recuperação das réplicas, em ca-so de ocorrência de falhas. Neste trabalho são propostas heurísticas de baixa complexida-de para tempo-de-execução, a fim de se determinar para onde replicar os componentes que constituem o software de tempo-real e de negociá-los num mecanismo de coordena-ção por licitações. Este trabalho adapta e estende alguns algoritmos que fornecem solu-ções ainda que interrompidos. Estes algoritmos são referidos em trabalhos de investiga-ção relacionados, e são utilizados para formação de coligações entre nós coadjuvantes. O modelo proposto colmata as falhas através de técnicas de replicação ativa, tanto virtual como física, com blocos de execução concorrentes. Tenta-se melhorar ou manter a sua qualidade produzida, praticamente sem introduzir overhead de informação significativo no sistema. O modelo certifica-se que as máquinas escolhidas, para as quais os agentes migrarão, melhoram iterativamente os níveis de qualidade de serviço fornecida aos com-ponentes, em função das disponibilidades das respetivas máquinas. Caso a nova configu-ração de qualidade seja rentável para a qualidade geral do serviço, é feito um esforço no sentido de receber novos componentes em detrimento da qualidade dos já hospedados localmente. Os nós que cooperam na coligação maximizam o número de execuções para-lelas entre componentes paralelos que compõem o serviço, com o intuito de reduzir atra-sos de execução. O desenvolvimento desta tese conduziu ao modelo proposto e aos resultados apresenta-dos e foi genuinamente suportado por levantamentos bibliográficos de trabalhos de in-vestigação e desenvolvimento, literaturas e preliminares matemáticos. O trabalho tem também como base uma lista de referências bibliográficas.

Intramedia, meta-interactividade e biocomunicação: a emergência da rede sistémica

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Ciências da Comunicação – Cultura Contemporânea e Novas Tecnologias

Is mental practice an effective adjunct therapeutic strategy for upper limb motor restoration after stroke? A systematic review and meta- analysis

Stroke is one of the most common conditions requiring rehabilitation, and its motor impairments are a major cause of permanent disability. Hemiparesis is observed by 80% of the patients after acute stroke. Neuroimaging studies showed that real and imagined movements have similarities regarding brain activation, supplying evidence that those similarities are based on the same process. Within this context, the combination of mental practice (MP) with physical and occupational therapy appears to be a natural complement based on neurorehabilitation concepts. Our study seeks to investigate if MP for stroke rehabilitation of upper limbs is an effective adjunct therapy. PubMed (Medline), ISI knowledge (Institute for Scientific Information) and SciELO (Scientific Electronic Library) were terminated on 20 February 2015. Data were collected on variables as follows: sample size, type of supervision, configuration of mental practice, setting the physical practice (intensity, number of sets and repetitions, duration of contractions, rest interval between sets, weekly and total duration), measures of sensorimotor deficits used in the main studies and significant results. Random effects models were used that take into account the variance within and between studies. Seven articles were selected. As there was no statistically significant difference between the two groups (MP vs control), showed a - 0.6 (95% CI: -1.27 to 0.04), for upper limb motor restoration after stroke. The present meta-analysis concluded that MP is not effective as adjunct therapeutic strategy for upper limb motor restoration after stroke.

From Mind to Body: Is Mental Practice Effective on Strength Gains? A Meta-Analysis

Mental practice is an internal reproduction of a motor act (whose intention is to promote learning and improving motor skills). Some studies have shown that other cognitive strategies also increase the strength and muscular resistance in healthy people by the enhancement of the performance during dynamic tasks. Mental training sessions may be primordial to improving muscle strength in different subjects. The aim of this study was to systematically review and meta-analiyze studies that assessed whether mental practice is effective in improving muscular strength. We conducted an electronic-computed search in Pub-Med/Medline and ISI Web of Knowledge, Scielo and manual searchs, searching papers written in English between 1991 and 2014. There were 44 studies in Pub-Med/Medline, 631 in ISI Web of Knowledge, 11 in Scielo and 3 in manual searchs databases. After exclusion of studies for duplicate, unrelated to the topic by title and summary, different samples and methodologies, a meta-analysis of 4 studies was carried out to identify the dose-response relationship. We did not find evidence that mental practice is effective in increasing strength in healthy individuals. There is no evidence that mental practice alone can be effective to induce strength gains or to optimize the training effects.

SleepLab V.2.0: plataforma integrada de teste de algoritmos para classificação não supervisionada do sono

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Medicina Baseada na Evidência e Meta-Análise: à Procura do Santo Graal

Os autores reflectem sobre a evolução da formação médica, achando excessiva a ênfase dada actualmente à Medicina baseada na evidência e à meta-análise. Baseados numa análise dos problemas metodológicos dos ensaios clínicos controlados aleatórios e da meta-análise, tecem algumas considerações sobre a utilização destes métodos na prática clínica.

O impacto do sono no desempenho de tarefas de memória procedimental em crianças: Revisão sistemática e meta-análise

Introdução: Estudos actuais sugerem que o sono possui um papel importante na melhoria do desempenho motor em adultos. Porém, em crianças saudáveis os resultados são contraditórios, indicando que apenas a passagem do tempo pode produzir um ganho ilusório. Objetivo: Identificar e sumarizar a evidência acerca do impacto do sono no desempenho de tarefas de memória procedimental em crianças saudáveis. Métodos: Foi conduzida uma pesquisa bibliográfica nas principais bases de dados electrónicas, Medline, ISI Web of Science e Scopus. Esta foi realizada até 17 de Maio de 2015 e de acordo com o equação de pesquisa. Após a selecção dos artigos, segundo os critérios de inclusão e exclusão, avaliou-se a qualidade metodológica com recurso ao instrumento designado QATSDD (Quality Assessment Tool and Scoring Guidance Notes) e outro instrumento para estudos de intervenção beforeafter, sem grupo de controlo, desenvolvido por profissionais de sáude pertencentes ao National Institutes of Health. A meta-análise foi realizada com a medida do tempo de reacção, usando a diferença das médias padronizadas. O método estatístico utilizado foi Mantel-Haenszel para efeitos aleatórios. Resultados: Conduziu-se a revisão sistemática com quatorze artigos publicados entre 2007 e 2014, três estudos usados na meta-análise. Apenas quatro estudos denotaram melhorias, estatisticamente significativas, no que diz respeito ao efeito de um período de sono no desempenho de uma tarefa motora em crianças. Pelo contrário, a maioria dos estudos é a favor de que um período de sono prejudica o desempenho. Na meta-análise mostra-se que a vigília favorece os valores do tempo de reacção. Conclusões: A presente evidência não suporta o facto de que um período de sono optimiza o desempenho de tarefas de memória procedimental em crianças. Dadas as limitações apresentadas, nomeadamente a heterogeneidade das intervenções e reduzida qualidade metodológica dos estudos incluídos, sem grupo de controlo, sugere-se a realização de estudos futuros com maior nível de evidência.

The Effect of Statins on Mortality in Septic Patients: a Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials

OBJECTIVE: Statins are among the most prescribed drugs worldwide and their recently discovered anti-inflammatory effect seems to have an important role in inhibiting proinflammatory cytokine production, chemokines expression and counteracting the harmful effects of sepsis on the coagulation system. We decided to perform a meta-analysis of all randomized controlled trials ever published on statin therapy in septic patients to evaluate their effect on survival and length of hospital stay. DATA SOURCES AND STUDY SELECTION: Articles were assessed by four trained investigators, with divergences resolved by consensus. BioMedCentral, PubMed, Embase and the Cochrane Central Register of clinical trials were searched for pertinent studies. Inclusion criteria were random allocation to treatment and comparison of statins versus any comparator in septic patients. DATA EXTRACTION AND SYNTHESIS: Data from 650 patients in 5 randomized controlled studies were analyzed. No difference in mortality between patients receiving statins versus control (44/322 [14%] in the statins group vs 50/328 [15%] in the control arm, RR = 0.90 [95% CI 0.65 to 1.26], p = 0.6) was observed. No differences in hospital stay (p = 0.7) were found. CONCLUSIONS: Published data show that statin therapy has no effect on mortality in the overall population of adult septic patients. Scientific evidence on statins role in septic patients is still limited and larger randomized trials should be performed on this topic.

Otimização de secções de aço por chapas soldadas utilizando algoritmos genéticos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Grade of membership (GoM) por algoritmos genéticos

Muitas vezes é necessário trabalhar com variáveis categóricas, porem há um número restrito de análisesque as abordam. Uma boa técnica de segmentação é a grade of membership (GoM), muito utilizada na área médica, em psicologia e em sociologia. Essa metodologia possui uma interpretação interessante baseada em perfis extremos (segmentos) e grau de pertencimento. Porém o modelo possui grande complexidade de estimação dos parâmetros pormáxima verossimilhança. Assim, neste trabalho propõe-se o uso de algoritmos genéticos para diminuir a complexidade e o tempo de cálculo, e aumentar a acurácia. A técnica é nomeada de Genetics Algorithms grade of membership (GA-GoM). Para averiguar a efetividade, o modelo foi primeiramente abordado por simulação – foi executado um experimento fatorial levando em conta o número de segmentos e variáveis trabalhadas. Em seguida, foi abordado um caso prático de segmentação de engajamento em redes sociais. Os resultados são superiores para modelos de maior complexidade. Conclui-se, assim, que é útil a abordagem para grandes bases de dados que contenham dados categóricos.

Inhaled nitric oxide in the management of persistent pulmonary hypertension of the newborn: a meta-analysis

OBJECTIVES: To evaluate the use of inhaled nitric oxide (NO) in the management of persistent pulmonary hypertension of the newborn. METHODS: Computerized bibliographic search on MEDLINE, CURRENT CONTENTS and LILACS covering the period from January 1990 to March 1998; review of references of all papers found on the subject. Only randomized clinical trials evaluating nitric oxide and conventional treatment were included. OUTCOMES STUDIED: death, requirement for extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), systemic oxygenation, complications at the central nervous system and development of chronic pulmonary disease. The methodologic quality of the studies was evaluated by a quality score system, on a scale of 13 points. RESULTS: For infants without congenital diaphragmatic hernia, inhaled NO did not change mortality (typical odds ratio: 1.04; 95% CI: 0.6 to 1.8); the need for ECMO was reduced (relative risk: 0.73; 95% CI: 0.60 to 0.90), and the oxygenation was improved (PaO2 by a mean of 53.3 mm Hg; 95% CI: 44.8 to 61.4; oxygenation index by a mean of -12.2; 95% CI: -14.1 to -9.9). For infants with congenital diaphragmatic hernia, mortality, requirement for ECMO, and oxygenation were not changed. For all infants, central nervous system complications and incidence of chronic pulmonary disease did not change. CONCLUSIONS: Inhaled NO improves oxygenation and reduces requirement for ECMO only in newborns with persistent pulmonary hypertension who do not have diaphragmatic hernia. The risk of complications of the central nervous system and chronic pulmonary disease were not affected by inhaled NO.

Arte e terrorismo: meta-representações da Arte

Tendo como ponto de partida os estudos da performance para a análise do terrorismo, a presente dissertação teve como resultado a possibilidade de reflectir sobre tácticas de incorporação, reperformance e meta-teatro, três conceitos que permitem compreender de que forma a arte assimila e se compreende em relação com o terrorismo. Apresenta, por um lado, documentos oficiais que demonstram a existência de um conflito quanto à definição de terrorismo, reflectindo sobre “terrorismo de estado” e “contra-estado”. Por outro lado, a partir da análise dos Surveillence Camera Players e da performance Three Posters, ou de artistas como Hasan Elahy e Alyson Wyper, esta dissertação defende que a arte reperforma “táticas de representação” e realização mediática do terrorismo, nomeadamente, o teatro panóptico, a tortura como performance e os vídeo-testemunhos de mártires como retratos e vídeo-performances.