Os robots nas aulas de informática: plataformas e problemas

Desde há alguns anos que vêm sendo desenvolvidas, em vários sítios do mundo, experiências com a utilização de Robots como uma ferramenta educativa, com especial incidência ao nível do Ensino Superior e em alguns casos no Ensino Básico ou Secundário. Neste trabalho de investigação pretende-se fazer uma análise crítica sobre o uso dos robots no ensino da programação nas disciplinas de Informática do Ensino Secundário e disciplina de Inteligência Artificial da Licenciatura do Curso de Engenharia Informática. Com o objectivo de usar o robot como mediador entre o aluno e o ensino da programação, identificamos os conteúdos programáticos das diversas disciplinas do Ensino Secundário e fizemos o levantamento de ferramentas e soluções tecnológicas existentes que pudessem ser aplicadas nas aulas. Como contributo desta investigação pretende-se: (i)disponibilizar uma série de problemas adequados aos vários conteúdos programáticos, para serem utilizados nas salas de aulas; (ii) criar e optimizar ferramentas, mais concretamente plataformas de programação, para os alunos resolverem os problemas através dos robots.

MetaSketch OCL Interpreter

No contexto das tecnologias propostas pela OMG, o MOF é utilizado para definir a sintaxe de linguagens de modelação, contudo, os aspectos semânticos não podem ser capturados usando esta linguagem. A descrição dos aspectos não sintácticos é realizada com recurso à linguagem OCL. Consequentemente, para uma completa definição de uma linguagem de modelação é necessário incorporar o OCL no MOF, criando uma infra-estrutura que possui a expressividade necessária para realizar esta função. Este projecto visa complementar a ferramenta de metamodelação MetaSketch Editor, introduzindo a capacidade de executar expressões em OCL e permitindo, desta forma, a verificação semântica dos modelos construídos usando o MetaSketch Editor. A gramática da linguagem OCL adoptada está de acordo com a especificação elaborada pela OMG (2006-05-01), juntando-se algumas contribuições de trabalhos existentes sobre esta linguagem. O projecto envolveu a implementação de um parser com recurso ao sistema GOLD Parser, a implementação da standard library do OCL em C# e, por último, a implementação de uma estratégia de execução das expressões em OCL.

Bolsa de objectos de aprendizagem

Enquadrado na área das tecnologias de suporte ao ensino e aprendizagem são analisados vários repositórios de objectos de aprendizagem (OA) em termos das suas funcionalidades, com o intuito de identificar as suas características mais relevantes, boas práticas emergentes, e também limitações ou constrangimentos. Neste âmbito, é proposto o sistema “Bolsa de Objectos de Aprendizagem” (BOA), o qual é desenvolvido de acordo com a metáfora da bolsa de valores, e que introduz uma abordagem inovadora para a concepção de repositórios de OA. O principal objectivo do sistema BOA é atrair e motivar os autores a produzirem e submeterem no sistema OA de qualidade e, por outro lado, promover a colaboração entre todos os utilizadores, quer na submissão de comentários, sugestões de melhoria, ou pela descrição de experiências educativas que acrescentam valor aos OA existentes. Para atingir este objectivo é proposto um mecanismo de créditos associado quer a utilizadores quer a OA. Este mecanismo atribui créditos aos utilizadores que criam OA e ou que colaboram no sistema e, por outro lado, suporta a alteração dinâmica do valor dos OA de acordo com a sua popularidade. Estas alterações dinâmicas de valores dos OA reflectem-se nos créditos dos seus autores criando assim uma competitividade saudável entre os utilizadores do sistema. Para além da concepção e correspondente implementação preliminar do BOA, através de uma plataforma Web colaborativo, esta dissertação introduz e discute ainda diferentes cenários de aplicação do sistema BOA, ilustrando consequentemente a sua versatilidade e flexibilidade.

Modelação de diálogos com o Midiki: um gestor de diálogo do tipo Information State Update

Nesta dissertação investigamos a problemática da criação de sistemas e interfaces que permitam a interacção entre pessoas e máquinas através de linguagem natural(LN), recorrendo a Gestores de Diálogo (GD). Esse tipo de interacção concretiza-se através do estabelecimento de diálogos entre uma pessoa (cliente ou utilizador de um serviço) e a máquina, por exemplo, e em particular, através da fala. Quando disponibilizado da forma tradicional, o acesso ao serviço exige um intermediário Humano ou a adaptação da Pessoa a interfaces menos naturais, tais como linhas de comandos num computador, digitadas através de teclado ou o recurso (usual) a janelas, cliques de rato e preenchimento de formulários. Os sistemas que possibilitam a intermediação com esses serviços através de LN chamam-se Sistemas de Diálogo (SD), no núcleo dos quais se encontram os chamados Gestores de Diálogo. A implementação de SDs robustos ainda constitui um desafio, dada a complexidade, problemas e dificuldades que apresenta. Um SD, e em particular um GD, tem de ser configurado para levar a cabo um diálogo em linguagem natural com um Humano, por mais restrito ou mais genérico que seja o domínio (ou tarefa) considerado. Infelizmente, existem poucas metodologias e ferramentas de autoria que possibilitem a modelação fácil e intuitiva de tais diálogos (sobre os GDs). Nesta dissertação apresentamos uma metodologia [Quintal & Sampaio, 2007] e uma ferramenta para a autoria de diálogos com base no Gestor de Diálogo MIDIKI [Burke, 2005b]. A ferramenta de autoria automatiza as partes mais importantes da geração de código com vista à execução de um diálogo nesse GD.

WOW!floor: framework de visão computacional

Os tapetes interactivos são uma nova forma de interagir com sistemas informáticos de uma forma natural proporcionando uma experiência inovadora e cativando os utilizadores a interagirem com o conteúdo multimédia apresentado. No entanto é necessário encontrar formas de melhorar as Frameworks para que estas sejam mais flexíveis e fáceis de utilizar, e melhorar os tapetes interactivos para que sejam mais apelativos e mais naturais. Para isso estudou-se vários sistemas de tapetes interactivos de forma a determinar quais as principais funcionalidades das suas Frameworks, quais as arquitecturas de montagem mais favoráveis e que tipos de protótipos são mais comuns. O estudo efectuado levou à construção de sistema interactivo com um custo reduzido e com resultados satisfatórios que nos permitiram verificar que os tapetes interactivos são uma boa aposta para o futuro essencialmente nas áreas de marketing e publicidade, cultura, educação e lazer.

Geologia e recursos hídricos subterrâneos da Ilha da Madeira

Nesta tese da especialidade de Hidrogeologia, é apresentado um primeiro levantamento vulcano-estratigráfico da ilha da Madeira. Os trabalhos de campo permitiram definir, até agora, sete unidades geológicas principais, descritas da mais antiga para a mais recente: 1- Complexo Vulcânico Antigo (CA) 2- Calcários Marinhos dos Lameiros - S. Vicente (CM) 3- Depósito Conglomerático-Brechóide (CB) 4- Complexo Vulcânico Principal (CP) 5- Complexo Vulcânico S. Roque/Paul (SRP) 6- Episódios Vulcânicos Recentes (VR) 7- Depósitos de Vertente (dv), Fajãs (fj), Quebradas (q), Depósitos de Enxurrada Recentes (dr), Areias de Praia (ap), Dunas Fósseis (df), Terraços (t), e Aluviões (a) A caracterização climática da ilha da Madeira foi feita com base nos dados recolhidos em 27 pontos de observação climatológicos, dos quais 14 são estações meteorológicas e 13 são postos udométricos, o que representa uma densidade de 1 ponto de observação/27 km2. Constatou-se que a variação da precipitação com a altitude não era linear e dependia da orientação das vertentes. Efectuou-se o balanço hídrico sequencial diário, com base nos valores de precipitação média diária, registados no Paul da Serra, durante os últimos 15 anos hidrológicos. Pretendeu-se quantificar a precipitação oculta na vegetação típica da ilha da Madeira, de modo a poder avaliar a contribuição daquele tipo de precipitação para os recursos hídricos subterrâneos, e, ainda, determinar qual o potencial daquele recurso natural, como contribuição importante às fontes tradicionais de abastecimento de água à ilha. Para o efeito, procedemos a dois tipos principais de medição: medição directamente sob a vegetação de altitude da Madeira, o urzal, que se desenvolve entre os 1200 e os 1600 m de altitude, e construção de aparelhos constituídos por obstáculos artificiais, de modo a interceptarem as gotículas de água contidas no nevoeiro. Pela sua importância, os resultados obtidos justificam o desenvolvimento futuro deste estudo. A caracterização hidrodinâmica das formações da ilha da Madeira baseou-se nas observações feitas no interior das galerias e túneis em escavação, na análise dos registos de caudais de galerias e nascentes e na interpretação de ensaios de bombeamento dos furos de captação. Os dados evidenciam a grande heterogeneidade e anisotropia características do meio vulcânico. As transmissividades vão desde 11 m2/d até 25 766 m2/d. A caracterização hidrogeoquímica permitiu identificar um grupo de 5 águas termais, emergentes em falhas, no Complexo Antigo, com características muito próprias, bastante distintas das restantes, que representam, quer em quantidade, quer em volume de caudais captados, a grande maioria das águas da ilha da Madeira. O principal fenómeno mineralizador das águas é a hidrólise de minerais silicatados, verificando-se, nas águas dos furos, nas das nascentes de altitude e nas situadas próximo do litoral, o efeito da contaminação de sais de origem marinha. A partir dos dados hidrogeológicos obtidos, foi possível elaborar um modelo conceptual de funcionamento hidrogeológico para a ilha da Madeira, que, apesar de possuir alguns elementos comuns, é, no seu conjunto, diferente dos modelos conhecidos para outras ilhas vulcânicas, nomeadamente, Canárias, Reunião, Havai e Polinésia Francesa.

Estudo hidrogeológico do Paúl da Serra

Orientador: Manuel Oliveira da Silva

Wow!: objects

Nowadays computers have advanced beyond the desktop into many parts of everyday life and objects. To achieve this we have to make the computer invisible, and making a computer invisible is not a matter of size of the hardware, it’s all about how the human perceives the computer. To make this possible, the interaction with the computer has to be done in an alternative way, such that the user doesn’t notice the usual computer interfaces (mouse and keyboard) when using it. Therefore this thesis focuses on physical objects that are interactive to achieve various purposes like persuasive objects for stress relief, persuasive objects to help the process of teaching, persuasive objects for fun, persuasive objects to display internet information and persuasive objects to make people feel more in community (exchange virtual emotions), persuasive objects are going to be created and evaluated to see if they have the power to simplify and turn our lives better. The persuasive objects developed employ technology like sensors, actuators, microcontrollers, and computer/web services’ communication. This Master thesis starts by presenting a comprehensive introduction of what are persuasive objects and some general information about several areas that are related to our persuasive objects like stress relief, work experience, multimedia education and other major aspects. It continues by describing related work done in this area. Then we have a detailed view of each persuasive object and finally this thesis finishes with a general conclusion and notion of future work.

Culture`s for us: uma plataforma para o turismo móvel

Orientador: Jos P. van Leeuwen

Glaze visualization framework for mobile devices

Supervisor: Ian Oakley

Análise da performance táctico-técnica no andebol de alto nível: estudo das acções ofensivas com recurso à análise sequencial

O presente estudo insere-se na problemática da Análise da performance táctico – técnica em Andebol, efectuada a partir da observação do jogo e visando a optimização do rendimento desportivo. Tendo como finalidade contribuir para uma alternativa na análise táctico-técnica do rendimento no Andebol, centrou-se a atenção na microanálise de acções táctico-técnicas, integrando-as numa análise mais global das sequências de jogo e das respectivas alterações contextuais. Pretendeu-se questionar a eficácia do ataque e da defesa no Andebol, tendo-se direccionado o estudo para os seguintes objectivos: (1) Analisar padrões de comportamento dos defensores após a recuperação da bola, em relação com o modo e zona de início das sequências ofensivas, tendo em conta as diferentes relações numéricas;(2) Analisar a eficácia do guarda-redes, tendo em conta a interacção guardaredes/defensor; (3) Analisar os meios tácticos que precedem a finalização bem como a sua influência no resultado final da sequência, considerando diferentes relações numéricas; (4) Analisar a interrupção das sequências por faltas sofridas e a respectiva influência no resultado final, tendo em conta diferentes relações numéricas. A amostra do presente estudo foi constituída pelas sequências ofensivas registadas a partir de vinte e cinco jogos das fases finais do Campeonato da Europa de 2002 (onze) e do Campeonato do Mundo de 2003 (catorze), envolvendo, em ambos os casos, apenas as equipas classificadas nos oito primeiros lugares de cada competição. Para a realização do estudo recorreu-se à metodologia observacional, tendo-se efectuado a exploração dos dados através da análise sequencial, tanto prospectiva como retrospectivamente. Usou-se ainda a técnica de análise através das coordenadas polares. Os resultados do estudo permitiram concluir que: (1) É significativa a probabilidade da cooperação guarda-redes/defensor influenciar a eficácia do guarda-redes na defesa da baliza; (2) É significativa a probabilidade do modo de recuperação da bola influenciar o modo de início da sequência ofensiva; (3) É significativa a probabilidade do modo de recuperação da bola influenciar a zona para onde é efectuada a primeira acção com bola da sequência ofensiva; (4) A interrupção da sequência ofensiva por falta sofrida, acompanhada ou não de uma exclusão, tem uma probabilidade significativa de activar o golo de sete metros. A não ocorrência de interrupção da sequência por falta sofrida, evidencia uma probabilidade significativa de activar o golo. No entanto, não é possível concluir que é significativa a probabilidade das interrupções por faltas sofridas influenciarem o resultado da sequência; (5) É significativa a probabilidade da utilização de meios tácticos anteriores à finalização influenciar a eficácia das sequências; (6) É significativa a probabilidade da relação numérica influenciar a eficácia das sequências.

TacRemote

Orientador: Luís Alberto da Silva Gaspar

Wow!Table: framework de visão computacional

Orientador: Pedro Filipe Pereira Campos

Weblogs, aprendizagem e cultura da escola: um estudo etnográfico numa sala do 1º ciclo do Ensino Básico

Este estudo tem como objectivo descrever e interpretar a cultura emergente na sala de aula do 4º Ano de Escolaridade, no momento em que os alunos a professora e eu como investigador nos envolvemos em tarefas relacionadas com Weblogs. Deste modo, o uso desta tecnologia, no contexto pedagógico, desencadeia um conjunto de repercussões no status quo vigente, sendo possível: - A observação e análise do processo de apropriação dos Weblogs pelos alunos; - A análise dos artefactos resultantes dessa acção, e as implicações na construção social das aprendizagens; - A descrição dos papéis assumidos pelos actores envolvidos durante essa acção. Nesta investigação utilizo uma metodologia etnográfica, para explanação e confronto de subjectividades. Descrevo a realidade centrando-me primeiro na professora da sala e depois, dou a voz aos alunos, à medida que me deparo com um novo espaço de liberdade virtual, entretanto criado. O carácter inovador do projecto reside no facto deste discutir o momento a partir do qual os alunos, utilizando um espaço e um tempo para manusear as ferramentas tecnológicas, desenvolvem acções que não têm a ver directamente com o currículo, e que o amplia. O Weblog ou blog surge da vontade da professora, do interesse manifesto dos alunos quando utilizam a tecnologia disponível na sala de aula, do apoio do investigador e da comunidade escolar. Afirma-se com espaço de comunicação entre a escola e o mundo, criado e mantido pelos alunos, num claro desafio ao currículo, ampliando o espaço de actuação da escola.

Transparent access to relational, autonomous and distributed databases using semantic web and service oriented technologies

With the constant grow of enterprises and the need to share information across departments and business areas becomes more critical, companies are turning to integration to provide a method for interconnecting heterogeneous, distributed and autonomous systems. Whether the sales application needs to interface with the inventory application, the procurement application connect to an auction site, it seems that any application can be made better by integrating it with other applications. Integration between applications can face several troublesome due the fact that applications may not have been designed and implemented having integration in mind. Regarding to integration issues, two tier software systems, composed by the database tier and by the “front-end” tier (interface), have shown some limitations. As a solution to overcome the two tier limitations, three tier systems were proposed in the literature. Thus, by adding a middle-tier (referred as middleware) between the database tier and the “front-end” tier (or simply referred application), three main benefits emerge. The first benefit is related with the fact that the division of software systems in three tiers enables increased integration capabilities with other systems. The second benefit is related with the fact that any modifications to the individual tiers may be carried out without necessarily affecting the other tiers and integrated systems and the third benefit, consequence of the others, is related with less maintenance tasks in software system and in all integrated systems. Concerning software development in three tiers, this dissertation focus on two emerging technologies, Semantic Web and Service Oriented Architecture, combined with middleware. These two technologies blended with middleware, which resulted in the development of Swoat framework (Service and Semantic Web Oriented ArchiTecture), lead to the following four synergic advantages: (1) allow the creation of loosely-coupled systems, decoupling the database from “front-end” tiers, therefore reducing maintenance; (2) the database schema is transparent to “front-end” tiers which are aware of the information model (or domain model) that describes what data is accessible; (3) integration with other heterogeneous systems is allowed by providing services provided by the middleware; (4) the service request by the “frontend” tier focus on ‘what’ data and not on ‘where’ and ‘how’ related issues, reducing this way the application development time by developers.