An integration bridge for heterogeneous e-service environments

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

Feature Extraction in Densely Sensed Environments: Extensions to Multiple Broadcast Domains

The vision of the Internet of Things (IoT) includes large and dense deployment of interconnected smart sensing and monitoring devices. This vast deployment necessitates collection and processing of large volume of measurement data. However, collecting all the measured data from individual devices on such a scale may be impractical and time consuming. Moreover, processing these measurements requires complex algorithms to extract useful information. Thus, it becomes imperative to devise distributed information processing mechanisms that identify application-specific features in a timely manner and with a low overhead. In this article, we present a feature extraction mechanism for dense networks that takes advantage of dominance-based medium access control (MAC) protocols to (i) efficiently obtain global extrema of the sensed quantities, (ii) extract local extrema, and (iii) detect the boundaries of events, by using simple transforms that nodes employ on their local data. We extend our results for a large dense network with multiple broadcast domains (MBD). We discuss and compare two approaches for addressing the challenges with MBD and we show through extensive evaluations that our proposed distributed MBD approach is fast and efficient at retrieving the most valuable measurements, independent of the number sensor nodes in the network.

Measuring data transfer in heterogeneous IoT environments

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

Organising interoperability information on highly dynamic and heterogeneous environments

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

ezGo: A voice operated wheelchair with biosignal monitoring for home environments

In this paper we present ezGo, an electric powered wheelchair with a speech based interface and biosignal monitoring instrumentation. The user can use the voice, a natural communication method, for controlling the chair movement and obtain information about his health. Additionally a set of semi-autonomous modes with macro recording enable the execution of navigation tasks with little effort and improved precision. The main purpose of the system is to provide severely disabled persons with an assistive device that can improve their confidence and daily independence. The obtained results on usability tests showed that users consider ezGo a valuable help on their daily tasks and a very desirable addition to standard wheelchairs.

Desenvolvimento e Controlo de um Veículo Autónomo Aéreo Quadrotor

A crescente necessidade de meios de inspecção e recolha de informação de infraestruturas e do meio ambiente natural, origina o recurso a meios tecnológicos cada vez mais evoluídos. Neste contexto, os robôs móveis autónomos aéreos surgem como uma ferramenta importante. Em particular, os veículos aéreos de asa móvel, pela sua manobrabilidade e controlo podem-se utilizar eficazmente em meios complexos como cenários interiores onde o ambiente é parcialmente controlado. A sua utilização em coordenação com outros veículos robóticos móveis e em particular com a crescente autonomia de decisão, permitem uma eficiência elevada, por exemplo, em tarefas de recolha automática de informação, vigilância, apoio a comunicações, etc. A inexistência de um veículo autónomo de asa móvel no cenário multi-robótico desenvolvido pelo Laboratório de Sistemas Autónomos do Instituto Superior de Engenharia do Porto, aliada às suas aplicações referidas, criou a necessidade do desenvolvimento de um veículo desta gama. Identificou-se, pois, o desenvolvimento de um veículo autónomo aéreo do tipo quadrotor com capacidade de vôo base estabilizado como o problema a resolver. Foi efectuado um levantamento de requisitos do sistema, a caracterização de um veículo autónomo aéreo Vertical Take-off and Landing - VTOL, e efectuado um trabalho de pesquisa a fim de possibilitar o conhecimento das técnicas e tecnologias envolvidas. Tendo em vista o objectivo de controlo e estabilização do veículo, foi efectuada a modelização do sistema que serviu não só para a melhor compreensão da sua dinâmica mas também para o desenvolvimento de um simulador que possibilitou a validação de estratégias de controlo e avaliação de comportamentos do veículo para diferentes cenários. A inexistência de controladores de motores brushless adequada (frequência de controlo), originou o desenvolvimento de um controlador dedicado para motores brushless, motores esses utilizados para a propulsão do veículo. Este controlador permite uma taxa de controlo a uma frequência de 20KHz, possui múltiplas interfaces de comunicação (CAN, RS232, Ethernet, SPI e JTAG), é de reduzido peso e dimensões e modular, visto ter sido implementado em dois módulos, i.e., permite a sua utilização com diferentes interfaces de potência. Projectou-se um veículo autónomo aéreo em termos físicos com a definição da sua arquitectura de hardware e software bem como o sistema de controlo de vôo. O sistema de estabilização de vôo compreende o processamento de informação fornecida por um sistema de navegação inercial, um sonar e o envio de referências de velocidade para cada um dos nós de controlo ligados a um barramento CAN instalado no veículo. A implementação do veículo foi alcançada nas suas vertentes mecânica, de hardware e software. O UAV foi equipado com um sistema computacional dotando-o de capacidades para o desempenho de tarefas previamente analisadas. No presente trabalho, são também tiradas algumas conclusões sobre o desenvolvimento do sistema e sua implementação bem como perspectivada a sua evolução futura no contexto de missões coordenadas de múltiplos veículos robóticos.

In vitro SCREENING ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF Bidens pilosa LINNÉ AND Annona crassiflora MART. AGAINST OXACILLIN RESISTANT Staphylococcus aureus (ORSA) FROM THE AERIAL ENVIRONMENT AT THE DENTAL CLINIC

Currently multiresistant Staphylococcus aureus is one common cause of infections with high rates of morbidity and mortality worldwide, which directs scientific endeavors in search for novel antimicrobials. In this study, nine extracts from Bidens pilosa (root, stem, flower and leaves) and Annona crassiflora (rind fruit, stem, leaves, seed and pulp) were obtained with ethanol: water (7:3, v/v) and their in vitro antibacterial activity evaluated through both the agar diffusion and broth microdilution methods against 60 Oxacillin Resistant S. aureus (ORSA) strains and against S. aureus ATCC6538. The extracts from B. pilosa and A. crassiflora inhibited the growth of the ORSA isolates in both methods. Leaves of B. pilosa presented mean of the inhibition zone diameters significantly higher than chlorexidine 0.12% against ORSA, and the extracts were more active against S. aureus ATCC (p < 0.05). Parallel, toxicity testing by using MTT method and phytochemical screening were assessed, and three extracts (B. pilosa, root and leaf, and A. crassiflora, seed) did not evidence toxicity. On the other hand, the cytotoxic concentrations (CC50 and CC90) for other extracts ranged from 2.06 to 10.77 mg/mL. The presence of variable alkaloids, flavonoids, tannins and saponins was observed, even though there was a total absence of anthraquinones. Thus, the extracts from the leaves of B. pilosa revealed good anti-ORSA activity and did not exhibit toxicity.

Planeamento de Trajetória para Operações de Busca e Salvamento com UAVs

Os sistemas autónomos trazem como mais valia aos cenários de busca e salvamento a possibilidade de minimizar a presença de Humanos em situações de perigo e a capacidade de aceder a locais de difícil acesso. Na dissertação propõe-se endereçar novos métodos para perceção e navegação de veículos aéreos não tripulados (UAV), tendo como foco principal o planeamento de trajetórias e deteção de obstáculos. No que respeita à perceção foi desenvolvido um método para gerar clusters tendo por base os voxels gerados pelo Octomap. Na área de navegação, foram desenvolvidos dois novos métodos de planeamento de trajetórias, GPRM (Grid Probabilistic Roadmap) e PPRM (Particle Probabilistic Roadmap), que tem como método base para o seu desenvolvimento o PRM. O primeiro método desenvolvido, GPRM, espalha as partículas numa grid pré-definida, construindo posteriormente o roadmap na área determinada pela grid e com isto estima o trajeto mais curto até ao ponto destino. O segundo método desenvolvido, PPRM, espalha as partículas pelo cenário de aplicação, gera o roadmap considerando o mapa total e atribui uma probabilidade que irá permitir definir a trajetória otimizada. Para analisar a performance de cada método em comparação com o PRM, efetua-se a sua avaliação em três cenários distintos com recurso ao simulador MORSE.

MOLLUSCICIDAL AND LARVICIDAL ACTIVITIES OF Atriplex inflata AERIAL PARTS AGAINST THE MOLLUSK Galba truncatula, INTERMEDIATE HOST OF Fasciola hepatica

Fasciolosis is a widespread parasitosis of farm live-stock in many developing countries. For this reason, it is necessary to search for new substances against parasitic diseases caused by flukes. Indeed, a wide variety of terrestrial plants have been subjected to chemical and pharmacological screening in order to discover their potential for human medicinal use. The molluscicidal and larvicidal activities of Atriplex inflata were tested on Galba truncatula and Fasciola hepatica larval stages infecting this snail in Tunisia. Phytochemical tests were conducted on extracts in order to establish a meaningful relationship with molluscicidal and larvicidal activities. The molluscicidal activity was evaluated by subjecting snails to sample aqueous solutions. Accordingly, hexane, ethyl acetate, methanol and methanol-water (8:2, v-v) were used as extraction solvents. As a result, hexane and ethyl acetate extracts showed potent activity, according to the World Health Organization, giving LC50 = 7.59 mg/L and 6.69 mg/L for hexane extracts of leaves and fruits, respectively. Ethyl acetate extracts gave LC50 = 5.90 mg/L and 7.32 mg/L for leaves and fruits, successively. Molluscicidal activities of powders were less potent on snails, but active according to the World Health Organization. Hexane and ethyl acetate extracts from leaves and fruits gave potent larvicidal activities with a delay rate exceeding 45.50% (45.50- 98.92%). Phytochemical tests showed that these activities may be attributed to the presence of triterpenoids and/or sterols.

A flexible navigation system for autonomous robots operating in heterogeneous environments

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

Improvements in the geocoding process in organizational environments

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Comparative evaluation of aerial lime mortars for architectural conservation

Journal of Cultural Heritage 9 (2008) 338-346

Improvisation in tightly controlled work environments: The case of medical practice

We present a qualitative analysis of organizational improvisation and provide a preliminary insight into the following question: how is improvisation present in tightly controlled work environments? We conducted in situ observations of, and interviews with, several emergency medical teams and complemented this information with statistical and media data. Using grounded theory, we developed four propositions that were arranged into a model that allowed the identification of two use levels of established routines: (1) the visible side that accommodates contextual requirements, and (2) the improvisational side that provides a response to activity characteristics. This dual process is related to the existence of pressures that operate at the institutional level with practical needs emerging from the operational domain. In contrast with most of the literature, this study reveals that the presence of a broad procedural organizational memory does not restrict improvisation but enables a bureaucratic system to produce flexible improvised performance.

Personal Learning Environments – Um Ecossistema de Aprendizagem em e-Learning

Esta investigação tem como tema de estudo os ambientes pessoais de aprendizagem que se podem desenvolver em e-learning. Estes ambientes com características singulares, face ao atual estado de desenvolvimento tecnológico e social, têm sido designados na doutrina científica pela expressão anglo-saxónica Personal Learning Environments, da qual derivam os acrónimos PLE ou PLEs. Este estudo tem, como objetivo, compreender o papel dos PLEs na aprendizagem dos alunos da parte letiva do Mestrado em Gestão de Sistemas de e-Learning, da Faculdade de Ciências Sociais e Humanas da Universidade Nova de Lisboa, nos biénios que decorreram de 2010-2011 a 2012-2013. Estes alunos, ao longo da sua aprendizagem, utilizaram várias ferramentas e/ou serviços associados com as TIC e Web 2.0. Esta utilização permitiu aos alunos criarem um ecossistema de aprendizagem próprio. A metodologia de investigação utilizada teve em consideração sobretudo aspetos qualitativos. A estratégia utilizada para a recolha de informações foi o inquérito por questionário. As informações recolhidas foram sujeitas a tratamento estatístico descritivo, e posterior triangulação dos resultados de algumas das variáveis.Dos resultados obtidos, é possível concluir que os alunos do Mestrado criaram os seus próprios PLEs e que estes facilitaram as suas aprendizagens. Que a sua utilização conferiu vantagens aos alunos. Que os PLEs foram fundamentais para poderem desenvolver atividades colaborativas, e que criaram um ecossistema próprio, uma rede de troca de conhecimentos.

2D position system for a mobile robot in unstructured environments

Nowadays, several sensors and mechanisms are available to estimate a mobile robot trajectory and location with respect to its surroundings. Usually absolute positioning mechanisms are the most accurate, but they also are the most expensive ones, and require pre installed equipment in the environment. Therefore, a system capable of measuring its motion and location within the environment (relative positioning) has been a research goal since the beginning of autonomous vehicles. With the increasing of the computational performance, computer vision has become faster and, therefore, became possible to incorporate it in a mobile robot. In visual odometry feature based approaches, the model estimation requires absence of feature association outliers for an accurate motion. Outliers rejection is a delicate process considering there is always a trade-off between speed and reliability of the system. This dissertation proposes an indoor 2D position system using Visual Odometry. The mobile robot has a camera pointed to the ceiling, for image analysis. As requirements, the ceiling and the oor (where the robot moves) must be planes. In the literature, RANSAC is a widely used method for outlier rejection. However, it might be slow in critical circumstances. Therefore, it is proposed a new algorithm that accelerates RANSAC, maintaining its reliability. The algorithm, called FMBF, consists on comparing image texture patterns between pictures, preserving the most similar ones. There are several types of comparisons, with different computational cost and reliability. FMBF manages those comparisons in order to optimize the trade-off between speed and reliability.