Touch ���n��� sketch: pen and fingers on a multi-touch sketch application for tablet PC���s

In many creative and technical areas, professionals make use of paper sketches for developing and expressing concepts and models. Paper offers an almost constraint free environment where they have as much freedom to express themselves as they need. However, paper does have some disadvantages, such as size and not being able to manipulate the content (other than remove it or scratch it), which can be overcome by creating systems that can offer the same freedom people have from paper but none of the disadvantages and limitations. Only in recent years has the technology become massively available that allows doing precisely that, with the development in touch���sensitive screens that also have the ability to interact with a stylus. In this project a prototype was created with the objective of finding a set of the most useful and usable interactions, which are composed of combinations of multi���touch and pen. The project selected Computer Aided Software Engineering (CASE) tools as its application domain, because it addresses a solid and well���defined discipline with still sufficient room for new developments. This was the result from the area research conducted to find an application domain, which involved analyzing sketching tools from several possible areas and domains. User studies were conducted using Model Driven Inquiry (MDI) to have a better understanding of the human sketch creation activities and concepts devised. Then the prototype was implemented, through which it was possible to execute user evaluations of the interaction concepts created. Results validated most interactions, in the face of limited testing only being possible at the time. Users had more problems using the pen, however handwriting and ink recognition were very effective, and users quickly learned the manipulations and gestures from the Natural User Interface (NUI).

Sistema de notifica����o e extens��o da plataforma WISE-MUSE

A integra����o de sensores em estruturas, m��quinas e ambientes, juntamente com uma eficiente recolha e envio de informa����o, trazem elevados benef��cios para as sociedades actuais. Nesse sentido, com a crescente import��ncia que as redes sem fios (WSN) assumem no contexto da qualidade de vida dos indiv��duos, principalmente ao n��vel das comunica����es, �� fundamental procedermos �� explora����o das suas diversas potencialidades nos mais variados ��mbitos. Deste modo, as WSN podem ser aplicadas em diversas ��reas: sa��de, monitoriza����o ambiental, seguran��a de edif��cios, ind��stria, monitoriza����o de tr��fego, monitoriza����o de terramotos ou outras cat��strofes naturais. Assim surge o projecto WISE-MUSE (Environmental Monitoring based on Wireless Sensor Networks for conservation of artwork and historical archives), que visa a implementa����o de um conjunto de solu����es que permitem a monitoriza����o cont��nua e autom��tica de par��metros ambientais (luminosidade, humidade, temperatura e CO2) atrav��s de WSN em museus. Este projecto de Mestrado em Engenharia Inform��tica situa-se no ��mbito deste projecto WISE-MUSE e tem como intuito: (i) a extens��o da plataforma de monitoriza����o de modo a recolher os dados das portas de emerg��ncia; (ii) a implementa����o de um sistema de notifica����es e alarmes via SMS e E-mail; e (iii) o desenvolvimento da plataforma Web WISE-MUSE, que permita a visualiza����o remota dos dados dos sensores e das portas de uma forma integrada e em tempo real.

Plataforma para o suporte de blended peer assisted learning

Este projecto foi realizado na Universidade da Madeira, no ��mbito do Mestrado em Engenharia Inform��tica e tem como t��tulo ���Plataforma para o suporte de Blended Peer Assisted Learning���. Ao longo da nossa pesquisa sobre os v��rios m��todos de aprendizagem online, deparamo-nos com uma grande lacuna que abrange a maior parte dos sistema de ensino assistidos por computador, ou seja, todas elas preocupam-se com a passagem de conhecimentos, mas raras s��o aquelas que t��m em aten����o o tipo de utilizador, qual a seu percurso acad��mico e profissional, qual a metodologia que far�� com que o mesmo capte melhor os conte��dos, etc. Com este objectivo em mente, e tendo em aten����o as diversas plataformas e metodologias de ensino existentes, optou-se por elaborar uma arquitectura de uma plataforma capaz de centralizar na mesma, um conjunto de funcionalidades e metodologias que possibilitassem um acompanhamento mais espec��fico do utilizador, proporcionando um maior conhecimento, atrav��s do qual poderia encaminhar o utilizador para a estrat��gia de aprendizagem que mais se adequasse a um utilizador com as suas caracter��sticas. Como se poder�� constatar no decorrer desta disserta����o, a plataforma desenhada e o m��dulo desenvolvido t��m como base te��rica o Peer Assisted Learning (PAL) e as suas estrat��gias de aprendizagem. O PAL �� um conceito relativamente novo, que se encontra em plena ascens��o, sendo cada vez maior o n��mero de institui����es/organiza����es que adoptam o PAL como metodologia de ensino para a forma����o dos seus membros. Este crescimento deve-se em grande parte ��s v��rias estrat��gias PAL que visam uma maior adequa����o ao tipo de utilizador, contribuindo assim para uma aprendizagem mais r��pida e eficaz. Uma vez que a implementa����o da plataforma na sua totalidade seria de todo imposs��vel, optouse por desenvolver apenas um dos m��dulos referente �� estrat��gia de PAL ��� Peer Tutoring (PT). No final, o objectivo principal, passa n��o s�� por fornecer as bases necess��rias ao desenvolvimento da referida plataforma, mas tamb��m pela disponibiliza����o do m��dulo de PT que servir�� de refer��ncia para o desenvolvimento das restantes estrat��gias. Tendo em aten����o toda a investiga����o efectuada, facilmente se depreende as in��meras vantagens que podem advir da utiliza����o do PAL, das quais se salienta, a adequa����o da estrat��gia PAL mais indicada para cada tipo de utilizador.

WISE-MANager: cria����o e gest��o de sess��es colaborativas em redes de sensores sem fio

As redes de sensores sem fios (WSN- WSN-Wireless Sensor Network) utilizam um grande n��mero de dispositivos sem fios (sensores), que s��o de baixo custo e equipados com interfaces wireless. Utilizam um conjunto de sensores aut��nomos que colaboram entre si para efectuar a monitoriza����o das condi����es ambientais, tais como: temperatura, oxig��nio, luz, humidade, press��o, gases poluentes, entre outras. Estas redes podem operar durante largos per��odos de tempo, sem interven����o humana, sendo que esse tempo depende do n��vel de bateria desses n��s. De modo a que os gestores de um Museu possam gerir de forma mais adequada as obras de arte e arquivos hist��ricos, surge o projecto WISE-MUSE ��� Environmental Monitoring based on Wireless Sensor Networks, que permite implementar solu����es para a monitoriza����o museol��gica, com a utiliza����o de redes de sensores sem fios. Actualmente, a colabora����o entre o utilizador e a WSN �� muito t��nue, sendo que apenas existe colabora����o entre os n��s sensores. De forma a aumentar esta colabora����o, e no ��mbito do projecto WISE-MUSE surge o CWSN ��� Collaborative Wireless Sensor Network Model, que define um modelo de colabora����o na rede de sensores sem fios, permitindo a utiliza����o de sess��es colaborativas para a monitoriza����o da rede. Com o intuito de obter o m��ximo rendimento da rede, �� necess��rio definir qual o deployment a utilizar. O tipo de deployment de uma WSN �� a forma como os n��s s��o distribu��dos pela rede. Em zonas long��nquas, ou de dif��cil acesso, os n��s s��o colocados de forma aleat��ria, por exemplo, caiem de um avi��o. Nos locais de f��cil acesso, podem ser colocados no local exacto. Portanto, este projecto de Mestrado de Engenharia Inform��tica apresenta duas contribui����es principais: (i) um estudo de propaga����o no Museu da Baleia; e; (ii) o WISE-MANager, um sistema de gest��o de sess��es colaborativas. De forma a definir qual o deployment da rede a instalar no Museu da Baleia, ser�� apresentado um estudo de propaga����o do sinal emp��rico, que determinou a melhor posi����o f��sica dos n��s, para que a rede tenha uma boa performance. O sistema WISE-MANager permite a cria����o, monitoriza����o e gest��o de sess��es colaborativas numa WSN baseada no protocolo Zigbee. O intuito da utiliza����o de sess��es colaborativas �� proporcionar uma melhor interac����o entre o utilizador e a WSN, visto que o utilizador pode personalizar o tipo de monitoriza����o a efectuar (por n�� sensor, por fen��meno ou por intervalo de tempo), e interrogar �� rede e aos seus componentes, aumentando assim a flexibilidade da WSN.A gest��o de redes de sensores sem fios �� muito importante para que o utilizador tenha controlo sobre a mesma ao saber quais os dispositivos da rede, assim como o seu n��vel de energia. Por tanto, atrav��s de WISE-MANager, os gestores do Museu ser��o capazes de analisar a rede, detectar eventuais problemas e obter par��metros espec��ficos.

A outra face dos modelos: t��cnicas de visualiza����o para explorar modelos

Os modelos s��o tradicionalmente utilizados na engenharia de software para documentar aspetos do desenho e, em alguns casos, como base para a gera����o de parte ou a totalidade dos sistemas inform��ticos que descrevem. Embora subsista o debate sobre este tipo de abordagens e sobre o papel e qualidades que os modelos devem possuir nesta ��rea de engenharia, a exist��ncia de modelos que estejam em conformidade com linguagens de modela����o bem definidas permite outro tipo de utiliza����es que v��o al��m das anteriormente referidas. Assente no conhecimento existente sobre a visualiza����o de dados, nesta disserta����o ir�� ser demonstrado a utiliza����o de t��cnicas de visualiza����o que permitem extrair informa����o sobre os modelos numa perspetiva inovadora e que contribui favoravelmente para uma melhor compreens��o, an��lise e valida����o dos mesmos.

Hovercraft telemanipulation virtual models and interface design

A control system was designed to allow humans to manually drive an, usually automatic, two wheeled hovercraft. The size, the mass and the way of driving this vehicle proves to be an issue for the everyday, untrained person to achieve. During this thesis several control layouts were designed with the objective of creating an intuitive and easy way of driving such a vehicle. At the end two where usertested using a simulation (also developed during this thesis) of the said hovercraft set against obstacles similar to those expected to be encountered on its real environment. The two layouts are just slightly apart in performance but numerous issues were found that can be used to redesign a better control layout. This means that no definitive winner was found but a foundation for a better design was indeed found.

A situation awareness interface for a bi-wheeled industrial hovercraft: design, development and evaluation

The intention of this thesis is to develop a prototype interface that enables an operator to control a bi-wheeled industrial hovercraft that will work within a fusion power plant if the automation system fails. This fusion power plant is part of the ITER project a conjoint effort of various industrialized countries to develop cleaner sources of energy. The development of the interface prototype will be based on situation awareness concepts, which provide a means to understand how human operators perceive the world around, then process that information and make decisions based on the knowledge that they already have and the projected knowledge of the reactions that will occur in the world in response to the actions the operator makes. Two major situation awareness methods will be used, GDTA as a means to discover the requirements the interface needs to solve, and SAGAT to conduct the evaluation on the three interfaces. This technique can isolate the differences an operator has in situation awareness when presented with relevant information given by each of the three interfaces that were built for this thesis. Where the first interface presents the information within the operator���s focal point of view in a pictorial style, the second interface shows the same information within the same point of view has the first interface but only shows it in a textual manner. While the third interface shows the relevant information in the operator���s peripheral field of view. Also SAGAT can provide insight on the question to know if providing the operator with feed-forward information about the stoppage distances of the bi-wheeled industrial hovercraft has any effect on the operator���s decision making.

An online platform for real-time sensor data collection, visualization, and sharing

Sharing sensor data between multiple devices and users can be^challenging for naive users, and requires knowledge of programming and use of different communication channels and/or development tools, leading to non uniform solutions. This thesis proposes a system that allows users to access sensors, share sensor data and manage sensors. With this system we intent to manage devices, share sensor data, compare sensor data, and set policies to act based on rules. This thesis presents the design and implementation of the system, as well as three case studies of its use.

Monitoriza����o de provas de educa����o f��sica

O presente trabalho tem por objectivo desenvolver um sistema de monitoriza����o de provas de educa����o f��sica e do ambiente circundante. Neste projecto desenvolveu-se um prot��tipo para uma Rede de Sensores Sem Fios (RSSF) que realiza a monitoriza����o, em tempo real, do esfor��o e desempenho da actividade f��sica dos atletas e das caracter��sticas f��sicas do ambiente. Estudou-se o funcionamento das RSSF, baseadas no protocolo ZigBee, e foram desenvolvidos m��dulos de monitoriza����o de atletas e ambiente que integram esta tecnologia como meio de comunica����o. O m��dulo de monitoriza����o de atletas �� composto por aceler��metro, sensor de batimento card��aco e GPS. Inclui um servi��o de localiza����o secund��rio a partir do received signal strenght indicator (RSSI) caso o servi��o de GPS estiver indispon��vel. O m��dulo de monitoriza����o ambiental �� composto por v��rios sensores que monitorizam: humidade, temperatura, luminosidade, mon��xido de carbono, di��xido de carbono e oxig��nio. Cada m��dulo de monitoriza����o ambiental foi munido com Bluetooth, por forma a que os atletas, sempre que no alcance da rede, possam com o pr��prio telem��vel consultar o valor actual dos par��metros ambientais e a sua localiza����o. Estes dados s��o medidos e transmitidos periodicamente, em tempo real, pela rede ZigBee para uma esta����o base acoplada a um computador. Os dados s��o armazenados e processados e os resultados s��o disponibilizados atrav��s de uma aplica����o no computador local e de uma p��gina na Internet. Neste trabalho verifica-se que a RSSF, que utiliza o protocolo ZigBee, �� capaz de realizar comunica����o entre atletas, sensores ambientais e computador com baixo consumo energ��tico, optimizando a autonomia pretendida. Este sistema de RSSF integrado com a tecnologia sensorial actual, permite o desenvolvimento de m��dulos com um elevado n��vel de funcionalidades em dimens��es relativamente reduzidas.

Social fabrics

Existing wearable computing research and indeed commercial products, have explored how to control phones and music players in pockets. They have typically relied on interaction via simple flexible button sensors. This thesis proposes, design and develops new ways of interacting which explore the potential of clothes, such as pulling or stretching. Its aim to present and demonstrate the value of embodied and intuitive inputs based on standard clothing elements such as zips, fasteners, beads, Velcro and magnets. Individual interactions for each are described and discussed before a final combination application, the MusicHoodie, which is developed to control an MP3 player. A simple usability test on this system reveals a range of interesting and promising results about which were the most acceptable and understandable inputs. This thesis closes with a discussion of the implications and contributions of the work it presents.

Sistema aut��nomo de alimenta����o para monitoriza����o ambiental

Este projecto tem como principal objectivo a cria����o de sistemas aut��nomos de^alimenta����o para redes de sensores sem fios (RSSF) que prolonguem a autonomia das mesmas. Considerando que, geralmente, a alimenta����o das RSSF �� fornecida por baterias e devido �� limita����o que estas imp��em a n��vel de durabilidade e autonomia �� crucial desenvolver sistemas capazes de captar e armazenar energia ambiental de modo a disponibiliz��-la aos n��s sensores quando estes necessitarem. Assim sendo, este projecto apresenta tr��s prot��tipos cujo intuito visa prolongar a longevidade dos n��s sensores. Nesta conformidade recorreu-se ao aproveitamento da energia produzida pelo sol, vento e cursos de ��gua. Foram estudados dois prot��tipos solares, um com liga����o directa ao elemento de armazenamento e o outro com um circuito que deve transferir o m��ximo de pot��ncia fornecida pela fonte. Para o aproveitamento do fluxo de ar foi desenvolvido um pequeno gerador trif��sico com uma estrutura de capta����o de energia segundo o modelo de p��s do aerogerador Savonius. As caracter��sticas (tens��o e corrente) foram analisadas com o objectivo de poder desenvolver um circuito de controlo de carga para as baterias. O ��ltimo sistema de controlo foi dirigido ao aproveitamento da ��gua proveniente das levadas ou ribeiras. Este sistema tamb��m �� composto por um pequeno gerador trif��sico ao qual foi associado um sistema de p��s do tipo Pelton. Este prot��tipo foi proposto para situa����es em o caudal �� sa��da de um reservat��rio se mant��m constante evitando desta forma, a necessidade de utiliza����o de elementos de armazenamento de energia Todos os sistemas possuem circuitos que permitem a monitoriza����o de vari��veis fundamentais para a avalia����o dos mesmos. Para a transfer��ncia de dados foi utilizada uma rede de sensores sem fios, com recurso a um r��dio XBee. Estes dados s��o encaminhados para uma base de dados presente na esta����o central. Ap��s todo o tratamento de dados, a informa����o �� disponibilizada atrav��s de uma p��gina da Internet.

Framework para o desenvolvimento e integra����o de aplica����es de realidade virtual, realidade aumentada e multim��dia

Os ambientes virtuais t��m sido cada vez mais utilizados nas mais diferentes ��reas, quer na medicina, engenharia civil ou at�� mesmo em ��reas terap��uticas. Devido �� sua emergente utiliza����o foi estabelecido em parceria com o Museu da Baleia, atrav��s de v��rias reuni��es, que seria vi��vel a modela����o de cen��rios virtuais, onde se desenvolvessem anima����es, com o intuito de que representassem o ciclo de vida das baleias cachalotes. Esta escolha foi efectuada de forma a envolver v��rias tem��ticas relacionadas com as baleias cachalotes, desde a migra����o, os problemas relacionados com o lixo no fundo do mar, etc. De seguida, foi constru��da uma Framework para incorpora����o destas anima����es (v��deos) e realiza����o de actividades utilizando diferentes tipos de m��dias, Realidade Virtual e Realidade Aumentada, tornando desta forma as actividades mais interactivas, estimulantes e atractivas. Para a execu����o destas etapas do projecto foi decidido utilizar a ferramenta 3ds Max para a modela����o dos objectos que iriam compor os cen��rios virtuais, bem como a sua anima����o. Para a implementa����o da Framework foi decidido utilizar o Adobe Flash visto ser uma ferramenta que permite a incorpora����o de diferentes tipos de m��dias, de Realidade Virtual, Realidade Aumentada e possibilita a constru����o de uma interface simples e atractiva. Esta Framework foi desenvolvida para que no futuro seja poss��vel ser modificada, isto ��, para que seja capaz de efectuar a incorpora����o de outros tipos de conte��dos, assim como a edi����o dos que j�� est��o implementados.

Combating shoulder-surfing: a hidden button gesture based scheme

This project describes an authentication technique that is shoulder-surfing resistant. Shoulder surfing is an attack in which an attacker can get access to private information by observing the user���s interaction with a terminal, or by using recording tools to record the user interaction and study the obtained data, with the objective of obtaining unauthorized access to a target user���s personal information. The technique described here relies on gestural analysis coupled with a secondary channel of authentication that uses button pressing. The thesis presents and evaluates multiple alternative algorithms for gesture analysis, and furthermore assesses the effectiveness of the technique.

A Matem��tica e as suas conex��es com o quotidiano: �� descoberta da Matem��tica no dia-a-dia

O presente relat��rio foi elaborado no ��mbito do Mestrado em Ensino de Matem��tica do 3�� Ciclo do Ensino B��sico e Secund��rio, no ano lectivo de 2010/2011. Este estudo tem como objectivo descrever o trabalho realizado por mim e pelo meu grupo de est��gio ao longo de todo o est��gio pedag��gico, assim como analisar e reflectir sobre as conex��es que o processo ensino/aprendizagem poder�� estabelecer entre a Matem��tica e o dia-a-dia dos educandos. Como vivemos num mundo global e multicultural, repleto de cont��nuas mudan��as, torna-se importante reflectir sobre a Matem��tica e as suas aplica����es no mundo em que vivemos, uma vez que esta ci��ncia goza de diversas conex��es com o quotidiano. Deste modo, com o presente trabalho pretende-se procurar e demonstrar evid��ncias de que a Matem��tica �� um conhecimento que encontra-se presente em tudo o que nos rodeia, sendo imprescind��vel demonstrar aos alunos e �� sociedade as suas conex��es e utilidades na vida quotidiana. Assim, estaremos a contribuir para que estes vejam a Matem��tica como um saber que permite a evolu����o do mundo e da mente humana representando esta ci��ncia, um patrim��nio mundial.

Materiais manipul��veis usados em sala de aula de matem��tica na aprendizagem dos conte��dos program��ticos do 7�� ano

Este trabalho foi elaborado com o objectivo reflectir e descrever o meu est��gio do curso de Mestrado de Ensino em Matem��tica do 3.�� Ciclo do Ensino B��sico e Secund��rio, no Ano Lectivo 2010/2011. O tema escolhido foi a utiliza����o dos materiais manipul��veis em sala de aula de Matem��tica, nas turmas do 7.�� 5 e 7.�� 6, da Escola B��sica do 2.�� e 3.�� Ciclos de S��o Roque. O uso de materiais manipul��veis foi uma ajuda fundamental para reflectir quanto �� metodologia feita do tipo qualitativa aos alunos envolvidos ao longo do processo da aprendizagem de alguns conte��dos do novo programa de 7.�� Ano, com o cuidado particular de preparar as propostas de trabalho segundo as capacidades transversais publicadas no projecto das Metas de Aprendizagem para o 3.�� Ciclo, homologado em 2007 e implementado no ano lectivo 2010/2011, pelo Minist��rio da Educa����o.