Sistema de mapeamento e localização simultânea para inspecção subaquática

A sequente dissertação resulta do desenvolvimento de um sistema de navegação subaquático para um Remotely Operated Vehicle (ROV). A abordagem proposta consiste de um algoritmo em tempo real baseado no método de Mapeamento e Localização Simultâneo (SLAM) a partir de marcadores em ambientes marinhos não estruturados. SLAM introduz dois principais desafios: (i) reconhecimento dos marcadores provenientes dos dados raw do sensor, (ii) associação de dados. Na detecção dos marcadores foram aplicadas técnicas de visão artificial baseadas na extracção de pontos e linhas. Para testar o uso de features no visual SLAM em tempo real nas operações de inspecção subaquáticas foi desenvolvida uma plataforma modicada do RT-SLAM que integra a abordagem EKF SLAM. A plataforma é integrada em ROS framework e permite estimar a trajetória 3D em tempo real do ROV VideoRay Pro 3E até 30 fps. O sistema de navegação subaquático foi caracterizado num tanque instalado no Laboratório de Sistemas Autónomos através de um sistema stereo visual de ground truth. Os resultados obtidos permitem validar o sistema de navegação proposto para veículos subaquáticos. A trajetória adquirida pelo VideoRay em ambiente controlado é validada pelo sistema de ground truth. Dados para ambientes não estruturados, como um gasoduto, foram adquiridos e obtida respectiva trajetória realizada pelo robô. Os dados apresentados comprovam uma boa precisão e exatidão para a estimativa da posição.

Manobras de condução assistida para veículos submarinos subactuados

A intervenção humana no manuseamento de veículos submarinos operados remotamente (ROVs) é um requisito necessário para garantir o sucesso da missão e a integridade do equipamento. Contudo, a sua teleoperação não é fácil, pelo que a condução assistida destes veículos torna-se relevante. Esta dissertação propõe uma solução para este problema para ROVs de 3DOF (surge, heave e yaw). São propostas duas abordagens distintas – numa primeira propõe-se um sistema de controlo Image Based Visual Servoing (IBVS) tendo em vista a utilização exclusiva de uma câmara (sensor existente neste tipo de sistemas) por forma a melhorar significativamente a teleoperação de um pequeno ROV; na segunda, propõe-se um sistema de controlo cinemático para o plano horizontal do veículo e um algoritmo de uma manobra capaz de dotar o ROV de movimento lateral através de uma trajectória dente-de-serra. Demonstrou-se em cenários de operação real que o sistema proposto na primeira abordagem permite ao operador de um ROV com 3DOF executar tarefas de alguma complexidade (estabilização) apenas através de comandos de alto nível, melhorando assim drasticamente a teleoperação e qualidade de inspecção do veículo em questão. Foi também desenvolvido um simulador do ROV em MATLAB para validação e avaliação das manobras, onde o sistema proposto na segunda abordagem foi validado com sucesso.

Modelização do despacho económico de Gás Natural

Com as variações e instabilidade dos preços do petróleo, assim como as políticas europeias para adoção de estratégias para o desenvolvimento sustentável, têm levado à procura de forma crescente de novas tecnologias e fontes de energia alternativas. Neste contexto, tem-se assistido a políticas energéticas que estimulam o aumento da produção e a utilização do gás natural, visto que é considerado uma fonte de energia limpa. O crescimento do mercado do gás natural implica um reforço significativo das redes de transporte deste combustível, quer ao nível do armazenamento e fornecimento, quer ao nível dos gasodutos e da sua gestão. O investimento em gasodutos de transporte implica grandes investimentos, que poderiam não ser remunerados da forma esperada, sendo um dos motivos para que exista em Portugal cinco distritos se veem privados deste tipo de infraestruturas. O transporte de gás natural acarreta custos elevados para os consumidores, tanto maiores quanto maior forem as quantidades de gás transacionadas e quanto maior for o percurso pelo gás natural percorrido. Assim assume especial importância a realização de um despacho de gás natural: quais as cargas que cada unidade de fornecimento de gás irá alimentar, qual a quantidade de gás natural que cada UFGs deve injetar na rede, qual o menor percurso possível para o fazer, o tipo de transporte que será utilizado? Estas questões são abordadas na presente dissertação, por forma a minimizar a função custo de transporte, diminuindo assim as perdas na rede de alta pressão e os custos de transporte que serão suportados pelos consumidores. A rede de testes adotada foi a rede nacional de transporte, constituída por 18 nós de consumos, e os tipos de transporte considerados, foram o transporte por gasoduto físico e o transporte através de gasoduto virtual – rotas de transporte rodoviário de gás natural liquefeito. Foram criados diversos cenários, baseados em períodos de inverno e verão, os diferentes cenários abrangeram de forma distinta as variáveis de forma a analisar os impactos que estas variáveis teriam no custo relativo ao transporte de gás natural. Para dar suporte ao modelo de despacho económico, foi desenvolvida uma aplicação computacional – Despacho_GN com o objetivo de despachar as quantidades de gás natural que cada UFG deveria injetar na rede, assim como apresentar os custos acumulados relativos ao transporte. Com o apoio desta aplicação foram testados diversos cenários, sendo apresentados os respectivos resultados. A metodologia elaborada para a criação de um despacho através da aplicação “Despacho_GN” demonstrou ser eficiente na obtenção das soluções, mostrando ser suficientemente rápida para realizar as simulações em poucos segundos. A dissertação proporciona uma contribuição para a exploração de problemas relacionados com o despacho de gás natural, e sugere perspectivas futuras de investigação e desenvolvimento.

Establishing a high titer transient gene expression process in conditioned media for CHO-DG44 cells

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Correction of spatial distortion in magnetic resonance imaging

Dissertation to Obtain the Degree of Master in Biomedical Engineering

Estudo da turvação em rede de abastecimento de água a alta pressão no grande porto

A turvação é uma das principais preocupações das empresas de rede de distribuição de água potável. Para se saber a sua origem existem diversos mecanismos, sugeridos em bibliografia, que explicam a formação de depósitos de partículas nas tubagens, que se acumulam em camadas sobrepostas, criando entre si forças de coesão. A turvação pode surgir se o caudal ou a velocidade na tubagem aumentar, por alguma razão, pois um aumento da tensão de corte sobre o depósito, pode superar as forças de coesão levando à sua ressuspensão. Esta explicação é traduzida matematicamente pelo modelo PODDS (Prediction of Discolouration in Drinking Water Distribtuion System). O modelo PODDS foi compilado em EPANET recentemente por uma equipa de investigadores da Universidade de Sheffield e foi utilizado para fazer o estudo num ramal da empresa AdDP - Águas do Douro e Paiva, SA. Os resultados das simulações permitirão prever o caudal mínimo teórico a utilizar no ramal que origina o valor limite de turvação. Foram realizados ensaios de variação do caudal no ramal de Jovim-Ramalde para a calibração do modelo. Os parâmetros obtidos foram: Cmáx igual a 100 NTUm, b e n igual a 1, k é igual -1 NTUm3/N, e por fim, P igual a 0,0001 NTUm3/N.s. Após calibração do modelo realizaram-se simulações com atualização das forças de coesão para conhecer o caudal que provocaria a mobilização das partículas até uma turvação de 4 NTU e concluiu-se que o valor seria de 4,32 m3/s. O tempo necessário para regressar a valores inferiores a 1 NTU também foi determinado e 4 horas e 8 minutos foi o valor alcançado. Por fim realizou-se um estudo da influência da temperatura neste modelo e o resultado mostrou que este parâmetro é pouco influente para a gama de temperaturas considerada.

A Real Time Vision System for Autonomous Systems: Characterization during a Middle Size Match

in RoboCup 2007: Robot Soccer World Cup XI

BoaVista – Sensor Dedicado de Visão Artificial Baseado em Hardware (Re)configurável

4º Festival Nacional de Robótica - Actas do Encontro Científico - Proceedings of the Scientific Meeting, Biblioteca Almeida Garrett, Palácio de Cristal – Porto, 23-24 Abril 2004

Vision-Based Assisted Teleoperation for Inspection Tasks with a Small ROV

It is well-known that ROVs require human intervention to guarantee the success of their assignment, as well as the equipment safety. However, as its teleoperation is quite complex to perform, there is a need for assisted teleoperation. This study aims to take on this challenge by developing vision-based assisted teleoperation maneuvers, since a standard camera is present in any ROV. The proposed approach is a visual servoing solution, that allows the user to select between several standard image processing methods and is applied to a 3-DOF ROV. The most interesting characteristic of the presented system is the exclusive use of the camera data to improve the teleoperation of an underactuated ROV. It is demonstrated through the comparison and evaluation of standard implementations of different vision methods and the execution of simple maneuvers to acquire experimental results, that the teleoperation of a small ROV can be drastically improved without the need to install additional sensors.

Sistemas de Derivação de Fluxo no Tratamento de Aneurismas Intra-Cranianos - Resultados aos Seis Meses de Seguimento

A reconstrução endoluminal com sistemas de derivação de fluxo (flow diverter devices) constitui uma técnica inovadora no tratamento de aneurismas intra-cranianos. Estes novos stents, auto-expansíveis e de reduzida porosidade, são libertados através de microcateterização da artéria portadora do aneurisma, reconstruindo assim a sua parede e excluindo a formação aneurismática da circulação arterial. Neste trabalho mostramos os resultados preliminares obtidos no tratamento de 10 doentes no Hospital de São José, Lisboa. Estes doentes, com aneurismas de colo largo (> 4mm) ou ratio saco/colo não favorável (< 1,5), foram tratados com o sistema PIPELINE®, e estudos angiográficos de controlo foram efectuados aos três e seis meses. Novo controlo será feito aos 12 meses. A idade media dos doentes envolvidos é de 54,3 anos, oito doentes são do sexo feminino e dois doentes do sexo masculino. Os aneurismas foram incidentalmente descobertos em dois doentes e os restantes foram diagnosticados no contexto de investigação imagiológica por cefaleias (n = 3), defeito de campo visual (n = 1), vertigens (n = 1) e parésia de pelo menos um par craniano (n = 2). Em apenas dois doentes foi observada hemorragia subaracnoideia e outros dois doentes foram submetidos a terapêutica endovascular prévia, com espiras metálicas. As localizações dos aneurismas tratados são o segmento M1/M2 da artéria cerebral média (n = 1) e os segmentos da artéria carótida interna para-oftálmico (n = 6), oftálmico (n = 2) e cavernoso (n = 4). Treze aneurismas intra-cranianos foram tratados uma vez que três doentes apresentavam múltiplos aneurismas. Os estudos de controlo efectuados demonstram um grau de oclusão médio aos três meses de 74% e aos seis meses de 86%. Não se observou qualquer redução das dimensões do saco de um dos aneurismas para-oftálmico. A experiência deste serviço é muito favorável a utilização de sistemas de derivação de fluxo no tratamento de aneurismas seleccionados, tendo obtido taxas de oclusão elevadas dados os desafios existentes na terapêutica deste tipo de aneurismas.

Pipelined analog-to-digital conversion using current-mode reference shifting

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Detecção e Quantificação de Neurónios em C.elegans

Nesta dissertação é apresentado um estudo dos sistemas de processamento automático de imagem em contexto de um problema relacionado com a individualização de neurónios em imagens da nematoda C. elegans durante estudos relacionados com a doença de Parkinson. Apresenta-se uma breve introdução à anatomia do verme, uma introdução à doença de Parkinson e uso do C. elegans em estudos relacionados e também é feita a análise de artigos em contexto de processamento de imagem para contextualizar a situação atual de soluções para o problema de extração de características e regiões específicas. Neste projeto é desenvolvida uma pipeline com o auxilio do software CellProfiler para procurar uma resposta para o problema em questão.

Incremental compilation and deployment for OutSystems Platform

OutSystems Platform is used to develop, deploy, and maintain enterprise web an mobile web applications. Applications are developed through a visual domain specific language, in an integrated development environment, and compiled to a standard stack of web technologies. In the platform’s core, there is a compiler and a deployment service that transform the visual model into a running web application. As applications grow, compilation and deployment times increase as well, impacting the developer’s productivity. In the previous model, a full application was the only compilation and deployment unit. When the developer published an application, even if he only changed a very small aspect of it, the application would be fully compiled and deployed. Our goal is to reduce compilation and deployment times for the most common use case, in which the developer performs small changes to an application before compiling and deploying it. We modified the OutSystems Platform to support a new incremental compilation and deployment model that reuses previous computations as much as possible in order to improve performance. In our approach, the full application is broken down into smaller compilation and deployment units, increasing what can be cached and reused. We also observed that this finer model would benefit from a parallel execution model. Hereby, we created a task driven Scheduler that executes compilation and deployment tasks in parallel. Our benchmarks show a substantial improvement of the compilation and deployment process times for the aforementioned development scenario.

Malaria in the State of Amazonas: a typical Brazilian tropical disease influenced by waves of economic development

In Brazil, more than 99% of malaria cases are reported in the Amazon, and the State of Amazonas accounts for 40% of this total. However, the accumulated experience and challenges in controlling malaria in this region in recent decades have not been reported. Throughout the first economic cycle during the rubber boom (1879 to 1912), malaria was recorded in the entire state, with the highest incidence in the villages near the Madeira River in the Southern part of the State of Amazonas. In the 1970s, during the second economic development cycle, the economy turned to the industrial sector and demanded a large labor force, resulting in a large migratory influx to the capital Manaus. Over time, a gradual increase in malaria transmission was observed in peri-urban areas. In the 1990s, the stimulation of agroforestry, particularly fish farming, led to the formation of permanent Anopheline breeding sites and increased malaria in settlements. The estimation of environmental impacts and the planning of measures to mitigate them, as seen in the construction of the Coari-Manaus gas pipeline, proved effective. Considering the changes occurred since the Amsterdam Conference in 1992, disease control has been based on early diagnosis and treatment, but the development of parasites that are resistant to major antimalarial drugs in Brazilian Amazon has posed a new challenge. Despite the decreased lethality and the gradual decrease in the number of malaria cases, disease elimination, which should be associated with government programs for economic development in the region, continues to be a challenge.

Hospital público português: da crise à renovação?

RESUMO - Este artigo descreve a evolução do estatuto jurídico do hospital público português, com o intuito de o caracterizar, em especial do ponto de vista da sua autonomia. Considera-se que, pelo menos em parte, o estatuto jurídico do hospital público português é responsável pela limitada autonomia de que estas instituições gozaram nos últimos sessenta anos, com as consequentes ineficiências na produção e produtividade, fraca equidade no acesso e aumento de custos com a prestação de cuidados, de discutível qualidade. Nessa medida, várias reformas foram implementadas com o intuito de conferir ao hospital maior autonomia: ao nível da gestão, do financiamento e também reformas organizacionais. De um sistema regionalizado, estabelecido em 1946, até ao Serviço Nacional de Saúde e ao hospital dos nossos dias foram adoptados diversos modelos estatutários. A reforma de 2002 pretende estabelecer uma clara fronteira entre o hospital público, administrativo, burocratizado e aquele que assume natureza empresarial, numa clara viragem — demasiado precoce? — com as «experiências inovadoras » subsequentes à Lei de Bases da Saúde, que permitiram concluir que à maior autonomia correspondiam atitudes e resultados pró-activos e positivos. Por outro lado, ultima-se a preparação da construção de dez novos hospitais com recurso a parcerias público-privadas (PPP), sem ainda estarem definidos quais os estatutos, grau de autonomia e forma de gestão destas entidades. Ainda é cedo para avaliar esta última reforma; não deverá, no entanto, perder-se de vista que a implementação de um novo estatuto jurídico para os hospitais terá necessariamente de permitir a sua renovação sem descurar a sua secular missão de solidariedade.