A mathematical model of the early visual system and border completion via subriemannian Hamiltonian geodesics

In this thesis, we aim to discuss a simple mathematical model for the edge detection mechanism and the boundary completion problem in the human brain in a differential geometry framework. We describe the columnar structure of the primary visual cortex as the fiber bundle R2 × S1, the orientation bundle, and by introducing a first vector field on it, explain the edge detection process. Edges are detected through a lift from the domain in R2 into the manifold R2 × S1 and are horizontal to a completely non-integrable distribution. Therefore, we can construct a subriemannian structure on the manifold R2 × S1, through which we retrieve perceived smooth contours as subriemannian geodesics, solutions to Hamilton’s equations. To do so, in the first chapter, we illustrate the functioning of the most fundamental structures of the early visual system in the brain, from the retina to the primary visual cortex. We proceed with introducing the necessary concepts of differential and subriemannian geometry in chapters two and three. We finally implement our model in chapter four, where we conclude, comparing our results with the experimental findings of Heyes, Fields, and Hess on the existence of an association field.

Lazer como pratica educativa : as possibilidades para o desenvolvimento humano

Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Educação Física

O esporte numa perspectiva educativa para a saude e qualidade de vida do idoso

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Dor nos dentes e gengivas e fatores associados em adolescentes brasileiros: análise do inquérito nacional de saúde bucal SB-Brasil 2002-2003

Estimou-se a prevalência de dor nos dentes e gengivas e fatores associados em adolescentes brasileiros de 15 a 19 anos de idade. Foram utilizadas informações de 16.126 adolescentes participantes do levantamento epidemiológico nacional de saúde bucal - SB Brasil 2002-2003. O desfecho foi o relato de dor nos dentes e gengivas nos últimos seis meses. As variáveis exploratórias foram: renda per capita, escolaridade, condição de estudo, sexo, cor da pele, idade, localização geográfica da residência, tipo de serviço odontológico utilizado pela última vez, tempo decorrido da última consulta odontológica, índice CPO-D e seus componentes, cálculo dentário e o índice de estética dental. Foram realizadas análises brutas e múltiplas utilizando a regressão de Poisson. A prevalência da dor de dentes e gengivas foi de 35,6% (IC95%: 34,8-36,4). A prevalência de dor foi maior nas meninas, naqueles pertencentes a famílias com baixa renda per capita, nos não estudantes e estudantes de escola pública e naqueles com baixa escolaridade para a idade. Indivíduos que apresentaram altos níveis de cárie e cálculo dentário também apresentaram maiores prevalências do desfecho. A dor nos dentes e gengivas em adolescentes pode ser considerada um problema relevante em saúde pública sugerindo a necessidade de ações preventivas e de promoção da saúde.

Saúde gengival de adolescentes e a utilização de serviços odontológicos, Estado de São Paulo

OBJETIVO: Avaliar a associação de condições de saúde gengival com a utilização de serviço odontológico. MÉTODOS: Realizou-se levantamento epidemiológico de saúde bucal de 1.799 adolescentes, em 35 cidades do Estado de São Paulo, em 2002. A saúde gengival foi avaliada pela prevalência de sangramento na gengiva à sondagem e cálculo dentário (índice periodontal comunitário) e oclusão dentária (índice de estética dentária). A utilização de serviços odontológicos foi medida pelo índice de cuidado (O/CPO) para cada cidade. Análise multinível de regressão logística ajustou modelos explicativos para fatores associados aos desfechos de interesse. RESULTADOS: A prevalência de sangramento gengival à sondagem foi 21,5%; de cálculo dentário foi 19,4%. Os participantes do sexo masculino, negros e pardos, moradores em áreas rurais, residentes em domicílios aglomerados e com atraso escolar apresentaram chance significantemente mais elevada para os agravos que seus respectivos pares de comparação. Características de oclusão dentária também associaram com gengiva não-saudável: apinhamento dos segmentos incisais, mordida aberta vertical anterior, relação molar antero-posterior. Cidades com maior utilização de serviço odontológico tiveram menor proporção de adolescentes com sangramento gengival e cálculo. CONCLUSÕES: A utilização de serviços odontológicos foi significativamente associada a melhores condições de saúde gengival (sangramento e cálculo). Essa associação independeu das características sociodemográficas individuais e contextuais, e de oclusão dentária.

Turbulence in Small Sub-Tropical Estuary with Semi-Diurnal Tides

In natural estuaries, contaminant transport is driven by the turbulent momentum mixing. The predictions of scalar dispersion can rarely be predicted accurately because of a lack of fundamental understanding of the turbulence structure in estuaries. Herein detailed turbulence field measurements were conducted at high frequency and continuously for up to 50 hours per investigation in a small subtropical estuary with semi-diurnal tides. Acoustic Doppler velocimetry was deemed the most appropriate measurement technique for such small estuarine systems with shallow water depths (less than 0.5 m at low tides), and a thorough post-processing technique was applied. The estuarine flow is always a fluctuating process. The bulk flow parameters fluctuated with periods comparable to tidal cycles and other large-scale processes. But turbulence properties depended upon the instantaneous local flow properties. They were little affected by the flow history, but their structure and temporal variability were influenced by a variety of mechanisms. This resulted in behaviour which deviated from that for equilibrium turbulent boundary layer induced by velocity shear only. A striking feature of the data sets is the large fluctuations in all turbulence characteristics during the tidal cycle. This feature was rarely documented, but an important difference between the data sets used in this study from earlier reported measurements is that the present data were collected continuously at high frequency during relatively long periods. The findings bring new lights in the fluctuating nature of momentum exchange coefficients and integral time and length scales. These turbulent properties should not be assumed constant.

The IWA Anaerobic Digestion Model No 1 (ADM1)

The IWA Anaerobic Digestion Modelling Task Group was established in 1997 at the 8th World Congress on,Anaerobic Digestion (Sendai, Japan) with the goal of developing a generalised anaerobic digestion model. The structured model includes multiple steps describing biochemical as well as physicochemical processes. The biochemical steps include disintegration from homogeneous particulates to carbohydrates, proteins and lipids; extracellular hydrolysis of these particulate substrates to sugars, amino acids, and long chain fatty acids (LCFA), respectively; acidogenesis from sugars and amino acids to volatile fatty acids (VFAs) and hydrogen; acetogenesis of LCFA and VFAs to acetate; and separate methanogenesis steps from acetate and hydrogen/CO2. The physico-chemical equations describe ion association and dissociation, and gas-liquid transfer. Implemented as a differential and algebraic equation (DAE) set, there are 26 dynamic state concentration variables, and 8 implicit algebraic variables per reactor vessel or element. Implemented as differential equations (DE) only, there are 32 dynamic concentration state variables.

Manual de utilização e manutenção de edifício

A manutenção periódica dos edifícios deve ser encarada como uma prática sustentável pois permite aumentar a vida útil dos edifícios e, consequentemente, a redução do consumo de recursos naturais e a criação de resíduos na indústria da construção. Não existe em Portugal uma prática corrente de manutenção programada e integral dos edifícios, especialmente dos pequenos edifícios de habitação. Pretende-se, com este trabalho de projecto, desenvolver um exemplo prático de manual de utilização e manutenção de um edifício de habitação unifamiliar. Primeiro, serão referenciados e caracterizados casos concretos, nacionais e internacionais, de manuais de utilização de edifícios com o respectivo enquadramento. Serão apresentados os projectos de licenciamento do edifício e elaborados planos complementares para identificação de órgãos e sistemas específicos, não previstos nos projectos de licenciamento. Será definida a durabilidade de cada material e elemento de construção, de forma a elaborar um plano de manutenção e substituição dos diversos elementos ao longo da vida útil do edifício. Serão determinadas as tarefas de manutenção periódica e o respectivo custo, que permitirá definir o custo total de manutenção e substituição de elementos ao longo da vida útil do edifício. Serão identificados os pontos críticos em termos de manutenção e os cuidados de segurança na utilização do edifício.

Fractional dynamics in DNA

This paper addresses the DNA code analysis in the perspective of dynamics and fractional calculus. Several mathematical tools are selected to establish a quantitative method without distorting the alphabet represented by the sequence of DNA bases. The association of Gray code, Fourier transform and fractional calculus leads to a categorical representation of species and chromosomes.

O jogo e os processos de aprendizagem e desenvolvimento da criança na educação Pré-Escolar e no 1º ciclo do Ensino Básico: a perspetiva de alunos, educadores e professores

Mestrado (PES II), Educação Pré-Escolar e Ensino do 1º Ciclo do Ensino Básico, 26 de Junho de 2014, Universidade dos Açores.

Controlo directo de binário de uma máquina assíncrona trifásica

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Automação e Electrónica Industrial

Dynamical analysis of the global warming

Global warming is a major concern nowadays. Weather conditions are changing, and it seems that human activity is one of the main causes. In fact, since the beginning of the industrial revolution, the burning of fossil fuels has increased the nonnatural emissions of carbon dioxide to the atmosphere. Carbon dioxide is a greenhouse gas that absorbs the infrared radiation produced by the reflection of the sunlight on the Earth’s surface, trapping the heat in the atmosphere. Global warming and the associated climate changes are being the subject of intensive research due to their major impact on social, economic, and health aspects of human life. This paper studies the global warming trend in the perspective of dynamical systems and fractional calculus, which is a new standpoint in this context. Worldwide distributed meteorological stations and temperature records for the last 100 years are analysed. It is shown that the application of Fourier transforms and power law trend lines leads to an assertive representation of the global warming dynamics and a simpler analysis of its characteristics.

Power law analysis of financial index dynamics

Power law PL and fractional calculus are two faces of phenomena with long memory behavior. This paper applies PL description to analyze different periods of the business cycle. With such purpose the evolution of ten important stock market indices DAX, Dow Jones, NASDAQ, Nikkei, NYSE, S&P500, SSEC, HSI, TWII, and BSE over time is studied. An evolutionary algorithm is used for the fitting of the PL parameters. It is observed that the PL curve fitting constitutes a good tool for revealing the signal main characteristics leading to the emergence of the global financial dynamic evolution.

Matemática 100 stress: um projeto aberto no IPP

A Era Tecnológica em que nos vemos inseridos, cujos avanços acontecem a uma velocidade vertiginosa exige, por parte das Instituições de Ensino Superior (IES) uma atitude proactiva no sentido de utilização dos muitos recursos disponíveis. Por outro lado, os elementos próprios da sociedade da informação – flexibilidade, formação ao longo da vida, acessibilidade à informação, mobilidade, entre muito outros – atuam como fortes impulsionadores externos para que as IES procurem e analisem novas modalidades formativas. Perante a mobilidade crescente, que se tem revelado massiva, a aprendizagem tende a ser cada vez mais individualizada, visual e prática. A conjugação de várias formas/tipologias de transmissão de conhecimento, de métodos didáticos e mesmo de ambientes e situações de aprendizagem induzem uma melhor adaptação do estudante, que poderá procurar aqueles que melhor vão ao encontro das suas expetativas, isto é, favorecem um processo de ensino-aprendizagem eficiente na perspetiva da forma de aprender de cada um. A definição de políticas estratégicas relacionadas com novas modalidades de ensino/formação tem sido uma preocupação constante na nossa instituição, nomeadamente no domínio do ensino à distância, seja ele e-Learning, b-Learning ou, mais recentemente, “open-Learning”, onde se inserem os MOOC – Massive Open Online Courses (não esquecendo a vertente m-Learning), de acordo com as várias tendências europeias (OECD, 2007) (Comissão Europeia, 2014) e com os objetivos da “Europa 2020”. Neste sentido surge o Projeto Matemática 100 STRESS, integrado no projeto e-IPP | Unidade de e-Learning do Politécnico do Porto que criou a sua plataforma MOOC, abrindo em junho de 2014 o seu primeiro curso – Probabilidades e Combinatória. Pretendemos dar a conhecer este Projeto, e em particular este curso, que envolveu vários docentes de diferentes unidades orgânicas do IPP.

Análise e implementação de filtros digitais fraccionários

O projeto realizado teve como tema a aplicação das derivadas e integrais fraccionários para a implementação de filtros digitais numa perspetiva de processamento digital de sinais. Numa primeira fase do trabalho, é efetuado uma abordagem teórica sobre os filtros digitais e o cálculo fraccionário. Estes conceitos teóricos são utilizados posteriormente para o desenvolvimento do presente projeto. Numa segunda fase, é desenvolvida uma interface gráfica em ambiente MatLab, utilizando a ferramenta GUIDE. Esta interface gráfica tem como objetivo a implementação de filtros digitais fraccionários. Na terceira fase deste projeto são implementados os filtros desenvolvidos experimentalmente através do ADSP-2181, onde será possível analisar e comparar os resultados experimentais com os resultados obtidos por simulação no MatLab. Como quarta e última fase deste projeto é efetuado uma reflexão sobre todo o desenvolvimento da Tese e o que esta me proporcionou. Com este relatório pretendo apresentar todo o esforço aplicado na realização deste trabalho, bem como alguns dos conhecimentos adquiridos ao longo do curso.