Reconstrução de Superfícies usando um Scanner 3D de Luz Estruturada

Ao longo dos últimos anos, os scanners 3D têm tido uma utilização crescente nas mais variadas áreas. Desde a Medicina à Arqueologia, passando pelos vários tipos de indústria, ´e possível identificar aplicações destes sistemas. Essa crescente utilização deve-se, entre vários factores, ao aumento dos recursos computacionais, à simplicidade e `a diversidade das técnicas existentes, e `as vantagens dos scanners 3D comparativamente com outros sistemas. Estas vantagens são evidentes em áreas como a Medicina Forense, onde a fotografia, tradicionalmente utilizada para documentar objectos e provas, reduz a informação adquirida a duas dimensões. Apesar das vantagens associadas aos scanners 3D, um factor negativo é o preço elevado. No âmbito deste trabalho pretendeu-se desenvolver um scanner 3D de luz estruturada económico e eficaz, e um conjunto de algoritmos para o controlo do scanner, para a reconstrução de superfícies de estruturas analisadas, e para a validação dos resultados obtidos. O scanner 3D implementado ´e constituído por uma câmara e por um projector de vídeo ”off-the-shelf”, e por uma plataforma rotativa desenvolvida neste trabalho. A função da plataforma rotativa consiste em automatizar o scanner de modo a diminuir a interação dos utilizadores. Os algoritmos foram desenvolvidos recorrendo a pacotes de software open-source e a ferramentas gratuitas. O scanner 3D foi utilizado para adquirir informação 3D de um crânio, e o algoritmo para reconstrução de superfícies permitiu obter superfícies virtuais do crânio. Através do algoritmo de validação, as superfícies obtidas foram comparadas com uma superfície do mesmo crânio, obtida por tomografia computorizada (TC). O algoritmo de validação forneceu um mapa de distâncias entre regiões correspondentes nas duas superfícies, que permitiu quantificar a qualidade das superfícies obtidas. Com base no trabalho desenvolvido e nos resultados obtidos, é possível afirmar que foi criada uma base funcional para o varrimento de superfícies 3D de estruturas, apta para desenvolvimento futuro, mostrando que é possível obter alternativas aos métodos comerciais usando poucos recursos financeiros.

Successful control program to implement the appropriate antibiotic prophylaxis for cesarean section

OBJECTIVE: Describe implementation of a successful program to reduce doses (cefazolin 2 to 1 g) used for antimicrobial prophylaxis. METHODS: Evaluation of an intervention program to reduce prophylactic antimicrobial doses. The intervention included weekly staff discussions, automatic dispensation of 1g-vial of cefazolin by the pharmacy unless expressly requested by surgeon and increase in post-discharge surveillance as a strategy to reassure surgeons of the safety of the reduction. In the pre and post intervention periods, a prospective study of antimicrobial consumption and surgical site infections were measured. RESULTS: There were 5,164 and 5,204 deliveries in 2001-2002 and 2003-2004, respectively; 1,524 (29.5%) and 1,363 (26%) were cesarean sections. There was a 45% decrease in cefazolin vials used on average per cesarean section (2.29 to 1.25). Patients evaluated increased from 16% to 67% and the SSI rates in both periods were 3.34% to 2.42%, respectively. CONCLUSION: An ample intervention, including administrative and educational measures, led to high compliance with dose reduction and saved more than US$4,000 in cefazolin, considered important because government reimbursement in Brazil for cesarean section is $80.

Gestão de Recursos Energéticos para Apoio à Operação dos Virtual Power Players

A liberalização dos mercados de energia elétrica e a crescente integração dos recursos energéticos distribuídos nas redes de distribuição, nomeadamente as unidades de produção distribuída, os sistemas de controlo de cargas através dos programas de demand response, os sistemas de armazenamento e os veículos elétricos, representaram uma evolução no paradigma de operação e gestão dos sistemas elétricos. Este novo paradigma de operação impõe o desenvolvimento de novas metodologias de gestão e controlo que permitam a integração de todas as novas tecnologias de forma eficiente e sustentável. O principal contributo deste trabalho reside no desenvolvimento de metodologias para a gestão de recursos energéticos no contexto de redes inteligentes, que contemplam três horizontes temporais distintos (24 horas, 1 hora e 5 minutos). As metodologias consideram os escalonamentos anteriores assim como as previsões atualizadas de forma a melhorar o desempenho total do sistema e consequentemente aumentar a rentabilidade dos agentes agregadores. As metodologias propostas foram integradas numa ferramenta de simulação, que servirá de apoio à decisão de uma entidade agregadora designada por virtual power player. Ao nível das metodologias desenvolvidas são propostos três algoritmos de gestão distintos, nomeadamente para a segunda (1 hora) e terceira fase (5 minutos) da ferramenta de gestão, diferenciados pela influência que os períodos antecedentes e seguintes têm no período em escalonamento. Outro aspeto relevante apresentado neste documento é o teste e a validação dos modelos propostos numa plataforma de simulação comercial. Para além das metodologias propostas, a aplicação permitiu validar os modelos dos equipamentos considerados, nomeadamente, ao nível das redes de distribuição e dos recursos energéticos distribuidos. Nesta dissertação são apresentados três casos de estudos, cada um com diferentes cenários referentes a cenários de operação futuros. Estes casos de estudos são importantes para verificar a viabilidade da implementação das metodologias e algoritmos propostos. Adicionalmente são apresentadas comparações das metodologias propostas relativamente aos resultados obtidos, complexidade de gestão em ambiente de simulação para as diferentes fases da ferramenta proposta e os benefícios e inconvenientes no uso da ferramenta proposta.

Automatização de sistema de medição múltiplo de ensaio de manómetros analógicos

A dissertação em apreço resultou da necessidade em otimizar os recursos técnicos, mas sobretudo humanos, afetos às verificações de instrumentos de medição, no âmbito do Controlo Metrológico Legal. Estas verificações, realizadas nos termos do cumprimento das competências outrora atribuídas à Direção de Serviços da Qualidade da então Direção Regional da Economia do Norte, eram operacionalizadas pela Divisão da Qualidade e Licenciamento, na altura dirigida pelo subscritor da presente tese, nomeadamente no que respeita aos ensaios efetuados, em laboratório, a manómetros analógicos. O objetivo principal do trabalho foi alcançado mediante o desenvolvimento de um automatismo, materializado pela construção de um protótipo, cuja aplicação ao comparador de pressão múltiplo, dantes em utilização, permitiria realizar a leitura da indicação de cada manómetro analógico através de técnicas de processamento de imagem, função esta tradicionalmente efetuada manualmente por um operador especializado. As metodologias de comando, controlo e medição desse automatismo foram realizadas através de um algoritmo implementado no software LabVIEW® da National Intruments, particularmente no que respeita ao referido processamento das imagens adquiridas por uma câmara de vídeo USB. A interface com o hardware foi concretizada recorrendo a um módulo de Aquisição de Dados Multifuncional (DAQ) USB-6212, do mesmo fabricante. Para o posicionamento horizontal e vertical da câmara de vídeo USB, recorreu-se a guias lineares acionadas por motores de passo, sendo que estes dispositivos foram igualmente empregues no acionamento do comparador de pressão. Por último, procedeu-se à aquisição digital da leitura do padrão, recorrendo à respetiva virtualização, bem como a uma aplicação desenvolvida neste projeto, designada appMAN, destinada à gestão global do referido automatismo, nomeadamente no que se refere ao cálculo do resultado da medição, erro e incerteza associada, e emissão dos respetivos documentos comprovativos.

Control system for actuation and sensing in digital microfluidics devices

Digital Microfluidics (DMF) is a second generation technique, derived from the conventional microfluidics that instead of using continuous liquid fluxes, it uses only individual droplets driven by external electric signals. In this thesis a new DMF control/sensing system for visualization, droplet control (movement, dispensing, merging and splitting) and real time impedance measurement have been developed. The software for the proposed system was implemented in MATLAB with a graphical user interface. An Arduino was used as control board and dedicated circuits for voltage switching and contacts were designed and implemented in printed circuit boards. A high resolution camera was integrated for visualization. In our new approach, the DMF chips are driven by a dual-tone signal where the sum of two independent ac signals (one for droplet operations and the other for impedance sensing) is applied to the electrodes, and afterwards independently evaluated by a lock-in amplifier. With this new approach we were able to choose the appropriated amplitudes and frequencies for the different proposes (actuation and sensing). The measurements made were used to evaluate the real time droplet impedance enabling the knowledge of its position and velocity. This new approach opens new possibilities for impedance sensing and feedback control in DMF devices.

Vision-based hand Wheel-chair control

Several studies have shown that people with disabilities benefit substantially from access to a means of independent mobility and assistive technology. Researchers are using technology originally developed for mobile robots to create easier to use wheelchairs. With this kind of technology people with disabilities can gain a degree of independence in performing daily life activities. In this work a computer vision system is presented, able to drive a wheelchair with a minimum number of finger commands. The user hand is detected and segmented with the use of a kinect camera, and fingertips are extracted from depth information, and used as wheelchair commands.

SOFHIA: a CAD environment to design digital control systems

"Series Title: IFIP - The International Federation for Information Processing, ISSN 1868-4238"

Object-oriented inheritance of statecharts for control applications

This paper discusses how object-oriented iuheritance can be re-interpreted if statecharts are used for modelling the dynamic behaviour of an object. The support of inheritance of statecharts allows the improvement of systems' development by easing the reutilization of parts of already developed euccessful systems, aad by promoting the iterative and continuous models' refinement advocated by the operatioaal approach. Statechart is the formalism used within UML to specify reactive state.based behaviours. This paper covers the use of statecharts within the modelling of embedded systems for industrial control applxications, where performance and memory usage are main concerns.

Contribuição para o melhoramento da gestão operacional de uma linha de fabrico de garrafas de gás

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão Industrial

City Outdoor Lighting System Control. Problems and Prospects

This review describes current problems, trends and prospects of the quasi-automatic light control system. The lighting systems of million cities.

Estudi de casos pel control de síntesi d’instruments musicals virtuals mitjançant la veu cantada

Report for the scientific sojourn carried out at the Music Technology Area (Sound Processing and Control Lab), Faculty of Music, McGill University, Montreal, Canada, from October to December 2005.The aim of this research is to study the singing voice for controlling virtual musical instrument synthesis. It includes analysis and synthesis algorithms based on spectral audio processing. After digitalising the acoustic voice signal in the computer, a number of expressive descriptors of the singer are extracted. This process is achieved synchronously, thus all the nuance of the singer performance have been tracked. In a second stage, the extracted parameters are mapped to a sound synthesizer, the so-called digital musical instruments. In order achieve it, several tests with music students of the Faculty of Music, McGill University have been developed. These experiments have contributed to evaluate the system and to derive new control strategies to integrate: clarinet synthesis, bass guitar, visual representation of voice signals.

Sistema inalámbrico de control de iluminación

L’objectiu principal del projecte és dissenyar un sistema de control automàtic de il·luminació en un recinte tancat, mitjançant la detecció de presència d’una persona que entra dins del radi d’actuació del sistema. Utilitzant dues plaques amb capacitat de comunicació inalàmbrica es controlaran dos components, un sensor i un actuador. El sensor té la funció de detectar la presència d’una persona per mitjà d’infraroigs, mentre que l’actuador ens proporciona la funcionalitat d’un interruptor amb el qual pogué actuar sobre la llum, encenent-la o apagant-la en funció de l’estat de detecció.

Gestión de centros deportivos: Virtual Trainer Web Ed.

Virtual Trainer Web Edition proporciona un sistema de gestión, planificación y control de un centro deportivo, ofreciendo interactividad entre técnicos, socios y personal de gerencia y facilitando todo el trabajo de un mantenimiento de información tradicional. A través de cualquier PC con conexión a Internet y sin instalación de software adicional, se accede a una completa aplicación con contenidos multimedia.

Automatic measurement of key ski jumping phases and temporal events with a wearable system.

We propose a new method, based on inertial sensors, to automatically measure at high frequency the durations of the main phases of ski jumping (i.e. take-off release, take-off, and early flight). The kinematics of the ski jumping movement were recorded by four inertial sensors, attached to the thigh and shank of junior athletes, for 40 jumps performed during indoor conditions and 36 jumps in field conditions. An algorithm was designed to detect temporal events from the recorded signals and to estimate the duration of each phase. These durations were evaluated against a reference camera-based motion capture system and by trainers conducting video observations. The precision for the take-off release and take-off durations (indoor < 39 ms, outdoor = 27 ms) can be considered technically valid for performance assessment. The errors for early flight duration (indoor = 22 ms, outdoor = 119 ms) were comparable to the trainers' variability and should be interpreted with caution. No significant changes in the error were noted between indoor and outdoor conditions, and individual jumping technique did not influence the error of take-off release and take-off. Therefore, the proposed system can provide valuable information for performance evaluation of ski jumpers during training sessions.

A control flow prototype for a dose recommending device for chronic myeloid leukemia patients

In this paper we present a prototype of a control flow for an a posteriori drug dose adaptation for Chronic Myelogenous Leukemia (CML) patients. The control flow is modeled using Timed Automata extended with Tasks (TAT) model. The feedback loop of the control flow includes the decision-making process for drug dose adaptation. This is based on the outputs of the body response model represented by the Support Vector Machine (SVM) algorithm for drug concentration prediction. The decision is further checked for conformity with the dose level rules of a medical guideline. We also have developed an automatic code synthesizer for the icycom platform as an extension of the TIMES tool.