A multimodal tablet-based interface for designing and reviewing 3D engineering models

The ability to view and interact with 3D models has been happening for a long time. However, vision-based 3D modeling has only seen limited success in applications, as it faces many technical challenges. Hand-held mobile devices have changed the way we interact with virtual reality environments. Their high mobility and technical features, such as inertial sensors, cameras and fast processors, are especially attractive for advancing the state of the art in virtual reality systems. Also, their ubiquity and fast Internet connection open a path to distributed and collaborative development. However, such path has not been fully explored in many domains. VR systems for real world engineering contexts are still difficult to use, especially when geographically dispersed engineering teams need to collaboratively visualize and review 3D CAD models. Another challenge is the ability to rendering these environments at the required interactive rates and with high fidelity. In this document it is presented a virtual reality system mobile for visualization, navigation and reviewing large scale 3D CAD models, held under the CEDAR (Collaborative Engineering Design and Review) project. It’s focused on interaction using different navigation modes. The system uses the mobile device's inertial sensors and camera to allow users to navigate through large scale models. IT professionals, architects, civil engineers and oil industry experts were involved in a qualitative assessment of the CEDAR system, in the form of direct user interaction with the prototypes and audio-recorded interviews about the prototypes. The lessons learned are valuable and are presented on this document. Subsequently it was prepared a quantitative study on the different navigation modes to analyze the best mode to use it in a given situation.

Análise do aproveitamento múltiplo do reservatório de Barra Bonita - SP, através da aplicação de técnica de programação linear associada a modelo de rede de fluxo

O objeto deste trabalho é a análise do aproveitamento múltiplo do reservatório de Barra Bonita, localizado na confluência entre os rios Piracicaba e Tietê, no estado de São Paulo e pertencente ao chamado sistema Tietê-Paraná. Será realizada a otimização da operação do reservatório, através de programação linear, com o objetivo de aumentar a geração de energia elétrica, através da maximização da vazão turbinada. Em seguida, a partir dos resultados da otimização da geração de energia, serão utilizadas técnicas de simulação computacional, para se obter índices de desempenho conhecidos como confiabilidade, resiliência e vulnerabilidade, além de outros fornecidos pelo próprio modelo de simulação a ser utilizado. Estes índices auxiliam a avaliação da freqüência, magnitude e duração dos possíveis conflitos existentes. Serão analisados os possíveis conflitos entre a navegação, o armazenamento no reservatório, a geração de energia e a ocorrência de enchentes na cidade de Barra Bonita, localizada a jusante da barragem.

Vídeo-Mapa: uma interface de geovisualização multimídia aplicada a transportes e meio ambiente.

A presente tese propõe uma metodologia de vídeo-mapeamento móvel georreferenciado a partir do desenvolvimento de protótipos que utilizam uma Interface de Geovisualização Multimídia para sincronizar o registro (em vídeo) de um local ou evento de interesse com a rota percorrida pelo veículo de inspeção (sobre mapa ou imagem), através da coleta de dados por sensores móveis: câmera digital, microfone, receptor GNSS e bússola digital. A interface permite a integração desses sensores com os atuais serviços de mapas digitais disponíveis na web. Sistemas como esse melhoram significativamente as análises temporais, a gestão e a tomada de decisão. A interface proposta e desenvolvida no presente trabalho é útil para muitas aplicações como ferramenta de monitoramento e inventário. Esta interface pode ser entendida como o componente visual de um sistema de mapeamento móvel ou como um sistema cartográfico alternativo ou complementar, para aplicações em que a precisão geométrica do receptor GNSS, na modalidade de navegação, é suficiente e sua acessibilidade, um fator competitivo. As aplicações desenvolvidas no presente trabalho foram duas: um sistema de monitoramento e inventário de placas de sinalização viária e um sistema de monitoramento de cheias/secas e inventário de propriedades na borda de reservatórios de hidroelétricas, ambos em pleno funcionamento.

Abordagem experimental para avaliação de manobras de navios em modelos físicos de espaços náuticos.

Em um mercado de comércio internacional cada vez mais competitivo existe a necessidade de a infraestrutura do sistema portuário brasileiro modernizar-se, tornando-se mais eficiente do ponto de vista operacional e com capacidade para receber navios de maior porte. Neste cenário, as técnicas de projeto de espaços náuticos precisam ser revistas, utilizando-se de ferramentas mais sofisticadas que permitam otimizar os dimensionamentos sem deixar de lado as questões da eficiência e, principalmente, da segurança operacional. O presente trabalho apresenta uma abordagem experimental para análise do projeto das dimensões de canais de acesso e bacias portuárias, fundamentada no desenvolvimento de um simulador de manobras de navios em modelo físico de escala reduzida, denominado Simulador Analógico de Manobras SIAMA 2014. Além disso, é proposto um sistema completo para avaliação das condições de manobrabilidade de espaços náuticos portuários, desde a calibração da ferramenta de simulação, até a verificação de cenários complexos e situações de emergência. O SIAMA 2014 e o sistema desenvolvido foram aplicados em um estudo de caso, que contou com a participação de práticos e autoridades portuárias na realização de simulações de manobras para verificação das condições de atracação no novo berço do Terminal Portuário Marítimo de Ponta da Madeira, em São Luís do Maranhão. Os resultados deste estudo foram apresentados e discutidos, de forma a mostrar a importância da utilização de modelos físicos reduzidos na simulação de manobra de navios.

Simbologia em realidade aumentada móvel

Tese de mestrado, Engenharia Informática (Sistemas de Informação), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Segurança na internet para encarregados de educação : desenvolvimento de um MOOC

Trabalho de projeto de mestrado, Educação e Formação (Área de especialização em E-Learning e Formação a Distância), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2016

A multimodal tablet-based interface for designing and reviewing 3D engineering models

The ability to view and interact with 3D models has been happening for a long time. However, vision-based 3D modeling has only seen limited success in applications, as it faces many technical challenges. Hand-held mobile devices have changed the way we interact with virtual reality environments. Their high mobility and technical features, such as inertial sensors, cameras and fast processors, are especially attractive for advancing the state of the art in virtual reality systems. Also, their ubiquity and fast Internet connection open a path to distributed and collaborative development. However, such path has not been fully explored in many domains. VR systems for real world engineering contexts are still difficult to use, especially when geographically dispersed engineering teams need to collaboratively visualize and review 3D CAD models. Another challenge is the ability to rendering these environments at the required interactive rates and with high fidelity. In this document it is presented a virtual reality system mobile for visualization, navigation and reviewing large scale 3D CAD models, held under the CEDAR (Collaborative Engineering Design and Review) project. It’s focused on interaction using different navigation modes. The system uses the mobile device's inertial sensors and camera to allow users to navigate through large scale models. IT professionals, architects, civil engineers and oil industry experts were involved in a qualitative assessment of the CEDAR system, in the form of direct user interaction with the prototypes and audio-recorded interviews about the prototypes. The lessons learned are valuable and are presented on this document. Subsequently it was prepared a quantitative study on the different navigation modes to analyze the best mode to use it in a given situation.

Integrated architecture for vision-based indoor localization and mapping of a quadrotor micro-air vehicle

Atualmente os sistemas de pilotagem autónoma de quadricópteros estão a ser desenvolvidos de forma a efetuarem navegação em espaços exteriores, onde o sinal de GPS pode ser utilizado para definir waypoints de navegação, modos de position e altitude hold, returning home, entre outros. Contudo, o problema de navegação autónoma em espaços fechados sem que se utilize um sistema de posicionamento global dentro de uma sala, subsiste como um problema desafiante e sem solução fechada. Grande parte das soluções são baseadas em sensores dispendiosos, como o LIDAR ou como sistemas de posicionamento externos (p.ex. Vicon, Optitrack). Algumas destas soluções reservam a capacidade de processamento de dados dos sensores e dos algoritmos mais exigentes para sistemas de computação exteriores ao veículo, o que também retira a componente de autonomia total que se pretende num veículo com estas características. O objetivo desta tese pretende, assim, a preparação de um sistema aéreo não-tripulado de pequeno porte, nomeadamente um quadricóptero, que integre diferentes módulos que lhe permitam simultânea localização e mapeamento em espaços interiores onde o sinal GPS ´e negado, utilizando, para tal, uma câmara RGB-D, em conjunto com outros sensores internos e externos do quadricóptero, integrados num sistema que processa o posicionamento baseado em visão e com o qual se pretende que efectue, num futuro próximo, planeamento de movimento para navegação. O resultado deste trabalho foi uma arquitetura integrada para análise de módulos de localização, mapeamento e navegação, baseada em hardware aberto e barato e frameworks state-of-the-art disponíveis em código aberto. Foi também possível testar parcialmente alguns módulos de localização, sob certas condições de ensaio e certos parâmetros dos algoritmos. A capacidade de mapeamento da framework também foi testada e aprovada. A framework obtida encontra-se pronta para navegação, necessitando apenas de alguns ajustes e testes.

Roteiro geral dos mares, costas, ilhas, e baixos reconhecidos no globo. Extrahido das descripções, e diarios dos mais celebres a acreditados navegadores, e hydrografos. Por ordem da Academia real das sciencias de Lisboa ...

-T. III. Navegação nos mares Indicos, com as derrotas com monção, e pelos estreitos de E. 1844. -[pte. VII not published.] -pte. VIII. Costas do Pacifico dom ilhas adjacentes e derrotas. 1846. -[pte. IX not published.] -pte. X. t. I. Costas da America septentrional desde cabo Carlos até cabo Florida e de volta á embocadura do Mississippi no golfo do Mexico. 1842. t. II. Golfo do Mexico e costa da America, desde o rio Mississippi até Cabo Norte, com as ilhas Lacayas e Antilhas. 1846. -pte. XI. Costas do Brasil, de Cabo Norte até ao rio de Prata, com a Patagonia, Chili, e peru até ao isthmo de Panamá, com as ilhas adjcentes. 1839.

Comunicação, Valores Comunitários e Sustentabilidade: os portais da UMESP, FEI e FSA.

Este trabalho analisou a relação entre comunicação e sustentabilidade em universidades comunitárias no Estado de São Paulo associadas à ABRUC (Associação Brasileira das Universidades Comunitárias). O objetivo foi examinar a imagem das universidades, a partir das estratégias de comunicação utilizadas nos portais institucionais. Procurou entender se e como utilizam o diferencial de caráter comunitário no marketing institucional. A pesquisa é de natureza qualitativa, tendo como metodologia central o estudo de caso múltiplos de Yin (2005). Foram também utilizados alguns dos aspectos da Análise de Conteúdo de Bardin (2006) para a categorização dos termos que identificam os valores comunitários. Os portais das universidades comunitárias localizadas na região do ABC paulista (Universidade Metodista do Estado de São Paulo UMESP, Centro Universitário Engenharia Industrial FEI e Centro Universitário Fundação Santo André FSA), se constituem no corpus principal desta pesquisa. A técnica para a análise dos portais foi estruturada a partir do trabalho de Vilella (2003). Foram avaliados aspectos voltados para a facilidade da navegação no uso das informações, tais como: usabilidade, funcionalidade e conteúdo. O período para a coleta de dados foi de um mês, assim distribuído: uma semana durante o período de inscrições para o vestibular e três semanas no início do período letivo do ano de 2008. Como parte da análise da construção da imagem institucional foi também verificado, a partir dos resultados econômicos e financeiros, se existe correlação entre a política de comunicação das instituições comunitárias e a sustentabilidade financeira. Os principais resultados foram: a) não existe uma visibilidade clara dos valores comunitários nos portais institucionais; b) os portais seguem os padrões tradicionais, sem incorporar as inovações tecnológicas, que garantam visibilidade e transparência nas ações das instituições; c) existe correlação entre os resultados econômico-financeiros e o diferencial comunitário como estratégia de comunicação e sustentabilidade das instituições.(AU)

Investigando a compressão da percepção de distância em ambientes virtuais através da comparação entre dispositivos de visualização

The correct distance perception is important for executing various interactive tasks such as navigation, selection and manipulation. It is known, however, that, in general, there is a significant distance perception compression in virtual environments, mainly when using Head-Mounted Displays - HMDs. This perceived distance compression may bring various problems to the applications and even affect in a negative way the utility of those applications that depends on the correct judgment of distances. The scientific community, so far, have not been able to determine the causes of the distance perception compression in virtual environments. For this reason, it was the objective of this work to investigate, through experiments with users, the influence of both the field-of-view - FoV - and the distance estimation methods on this perceived compression. For that, an experimental comparison between the my3D device and a HMD, using 32 participants, seeking to find information on the causes of the compressed perception, was executed. The results showed that the my3D has inferior capabilities when compared to the HMD, resulting in worst estimations, on average, in both the tested estimation methods. The causes of that are believed to be the incorrect stimulus of the peripheral vision of the user, the smaller FoV and the smaller immersion sense, as described by the participants of the experiment.

Avaliação da usabilidade e da arquitetura da informação do site do Instituto do Cérebro da UFRN: um estudo de caso com base nas opiniões dos usuários da instituição

The objective of the current piece of research presents was draw up a list of recommendations for the site of the Instituto do Cérebro da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, with an emphasis on fault identification in usability and information architecture, through the application of design techniques with users of the institution. From the use of the following techniques: Cardsorting, applied to a group of six people as target public, such as professor, administrative technicians and graduate student of the institution; Interviews, carried out with the director of the Instituto do Cérebro, secretaries of the undergraduate and graduate courses; Cooperative Evaluation applied in two ways: in group and individually. The evaluation in group was fulfilled in four sessions that occurred with a group composed of six people who are part of the technical staff of the Instituto do Cérebro. In the Individual Cooperative Evaluation, eight users (graduate students and administrative technicians of the Instituto do Cérebro da UFRN) performed tasks which are frequently fulfilled by users from the public target in the site of the Instituto do Cérebro. After each session of the Individual Cooperative Evaluation, a questionnaire of the user´s satisfaction was used about his or her perception in regard to the site usability and utility of the mentioned institute site. Therefore, it was concluded that, by means of the analysis of the results and the triangulation of the obtained data in each one of the techniques applied with the users, in the present piece of research, problems were verified, among others; all related to the unsuitable use of the interface elements, navigation, labeling of some menu terms, and still, the lack of search space and integration with the social networks – besides the lack, positioning and inappropriate formatting of information that would be of high relevance to the users. Finally, a list of recommendations is presented and this can be used in a future interface redesign with the goal to improve the information architecture and the usability of the site of the Instituto do Cérebro da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

Caracterização de células de lugar no hipocampo e de suas relações com oscilações do potencial de campo local

The main inputs to the hippocampus arise from the entorhinal cortex (EC) and form a loop involving the dentate gyrus, CA3 and CA1 hippocampal subfields and then back to EC. Since the discovery that the hippocampus is involved in memory formation in the 50's, this region and its circuitry have been extensively studied. Beyond memory, the hippocampus has also been found to play an important role in spatial navigation. In rats and mice, place cells show a close relation between firing rate and the animal position in a restricted area of the environment, the so-called place field. The firing of place cells peaks at the center of the place field and decreases when the animal moves away from it, suggesting the existence of a rate code for space. Nevertheless, many have described the emergence of hippocampal network oscillations of multiple frequencies depending on behavioral state, which are believed to be important for temporal coding. In particular, theta oscillations (5-12 Hz) exhibit a spatio-temporal relation with place cells known as phase precession, in which place cells consistently change the theta phase of spiking as the animal traverses the place field. Moreover, current theories state that CA1, the main output stream of the hippocampus, would interplay inputs from EC and CA3 through network oscillations of different frequencies, namely high gamma (60-100 Hz; HG) and low gamma (30-50 Hz; LG), respectively, which tend to be nested in different phases of the theta cycle. In the present dissertation we use a freely available online dataset to make extensive computational analyses aimed at reproducing classical and recent results about the activity of place cells in the hippocampus of freely moving rats. In particular, we revisit the debate of whether phase precession is due to changes in firing frequency or space alone, and conclude that the phenomenon cannot be explained by either factor independently but by their joint influence. We also perform novel analyses investigating further characteristics of place cells in relation to network oscillations. We show that the strength of theta modulation of spikes only marginally affects the spatial information content of place cells, while the mean spiking theta phase has no influence on spatial information. Further analyses reveal that place cells are also modulated by theta when they fire outside the place field. Moreover, we find that the firing of place cells within the theta cycle is modulated by HG and LG amplitude in both CA1 and EC, matching cross-frequency coupling results found at the local field potential level. Additionally, the phase-amplitude coupling in CA1 associated with spikes inside the place field is characterized by amplitude modulation in the 40-80 Hz range. We conclude that place cell firing is embedded in large network states reflected in local field potential oscillations and suggest that their activity might be seen as a dynamic state rather than a fixed property of the cell.

Sistema mecatrônico de tempo real para monitoramento da qualidade da água embarcado em veleiro robótico autônomo

We propose a mechatronic system for monitoring water quality in rivers, lakes, dams and sea, able to perform the acquisition, processing and presentation of data via the web in real time, in order to facilitate analysis quickly and needs by interested communities. The hardware architecture and software monitoring system has been developed so that it can be generic, that is, supporting different applications. Nevertheless, as a validation of the proposed system, we built a prototype that operates embarked on an autonomous robotic sailboat, a responsible platform for collecting the data in multiple predefined points from a ground station with a planning system navigation. This final application combines the advantages of autonomy of a robotic sailboat with the need for fast and accurate monitoring of water quality, in addition to the use of an autonomous robotic sailboat unmanned facilitate the development of other research in this area.

AGV para ambiente interior

O Nomad200 foi um dos robôs mais populares usados para a investigação em robótica móvel. Face à antiguidade destes robôs, a maioria da utilização dos mesmos hoje em dia implicou uma renovação do seu hardware. Este projeto de mestrado teve como motivação a reabilitação de um robô NOMAD200 obsoleto, tendo como objetivo a implementação de um robô capaz de navegar autonomamente em ambiente interior. Foram estudados todos os componentes do robô e reutilizou-se todo o hardware funcional do robô, nomeadamente sensores, atuadores e estrutura mecânica. Foi desenvolvido software de baixo nível para controlar o hardware recuperado, bem como os novos componentes de hardware que foram integrados. A comunicação com o PC de alto nível é feito usando o protocolo rosserial. O sistema base de software de alto-nível do robô é o ROS, versão Indigo. O sistema desenvolvido foi testado e a versão atual do robô permite realizar navegação com a utilização de um laser e odometria.