Sistema de modelização tridimensional de galerias subterrâneas

A presente dissertação apresenta uma solução para o problema de modelização tridimensional de galerias subterrâneas. O trabalho desenvolvido emprega técnicas provenientes da área da robótica móvel para obtenção um sistema autónomo móvel de modelização, capaz de operar em ambientes não estruturados sem acesso a sistemas de posicionamento global, designadamente GPS. Um sistema de modelização móvel e autónomo pode ser bastante vantajoso, pois constitui um método rápido e simples de monitorização das estruturas e criação de representações virtuais das galerias com um elevado nível de detalhe. O sistema de modelização desloca-se no interior dos túneis para recolher informações sensoriais sobre a geometria da estrutura. A tarefa de organização destes dados com vista _a construção de um modelo coerente, exige um conhecimento exacto do percurso praticado pelo sistema, logo o problema de localização da plataforma sensorial tem que ser resolvido. A formulação de um sistema de localização autónoma tem que superar obstáculos que se manifestam vincadamente nos ambientes underground, tais como a monotonia estrutural e a já referida ausência de sistemas de posicionamento global. Neste contexto, foi abordado o conceito de SLAM (Simultaneous Loacalization and Mapping) para determinação da localização da plataforma sensorial em seis graus de liberdade. Seguindo a abordagem tradicional, o núcleo do algoritmo de SLAM consiste no filtro de Kalman estendido (EKF { Extended Kalman Filter ). O sistema proposto incorpora métodos avançados do estado da arte, designadamente a parametrização em profundidade inversa (Inverse Depth Parametrization) e o método de rejeição de outliers 1-Point RANSAC. A contribuição mais importante do método por nós proposto para o avanço do estado da arte foi a fusão da informação visual com a informação inercial. O algoritmo de localização foi testado com base em dados reais, adquiridos no interior de um túnel rodoviário. Os resultados obtidos permitem concluir que, ao fundir medidas inerciais com informações visuais, conseguimos evitar o fenómeno de degeneração do factor de escala, comum nas aplicações de localização através de sistemas puramente monoculares. Provámos simultaneamente que a correcção de um sistema de localização inercial através da consideração de informações visuais é eficaz, pois permite suprimir os desvios de trajectória que caracterizam os sistemas de dead reckoning. O algoritmo de modelização, com base na localização estimada, organiza no espaço tridimensional os dados geométricos adquiridos, resultando deste processo um modelo em nuvem de pontos, que posteriormente _e convertido numa malha triangular, atingindo-se assim uma representação mais realista do cenário original.

Simulação e controlo de veículos autónomos terrestres

A implementação e venda de robôs autónomos tem sido um sector que nos últimos anos tem adquirido cada vez mais quota no mercado, nomeadamente no sector militar, agrícola e da vigilância. Como tal, tem sido também de grande importância a capacidade de implementar e testar robôs por parte das entidades que os fabricam. Uma das formas que tem garantido o sucesso do desenvolvimento de robôs é a simulação prévia dos mesmos antes que estes passem a fase de produção. Sendo assim, o LSA como entidade de desenvolvimento de robôs autónomos, tem necessidade de adquirir um sistema que simule os robôs em desenvolvimento. O trabalho desta tese consiste na realização de um sistema que simule robôs autónomos terrestres de forma que se possa observar o comportamento da cinemática, dinânica e hardware dos robôs em ambiente 3D. Esta aplicação de simulação pode mais tarde ser utilizada pelo laboratório para testar missões, validar alterações de estrutura, sensores, etc. Para além disso, com recurso ao simulador Player/Stage/Gazebo testar o robô LINCE e implementar algoritmos de controlo para o mesmo. Os algoritmos de controlo implementados baseiam-se em primitivas de controlo básico para serem utilizadas pelo sistema de navegação e gerar trajectórias complexas. Os algoritmos desenvolvidos nesta tese baseiam-se nas equações cinemáticas do veículo estudado. Estes algoritmos depois de testados no simulador, poderão ser colocados no Hardware do robô. Desta forma consegue-se desenvolver algoritmos para determinado robô sem que este esteja operacional.

Competitive dynamics for behavior coordination in a joint transportation task

We address the problem of coordinating two non-holonomic mobile robots that move in formation while transporting a long payload. A competitive dynamics is introduced that gradually controls the activation and deactivation of individual behaviors. This process introduces (asymmetrical) hysteresis during behavioral switching. As a result behavioral oscillations, due to noisy information, are eliminated. Results in indoor environments show that if parameter values are chosen within reasonable ranges then, in spite of noise in the robots communi- cation and sensors, the overall robotic system works quite well even in cluttered environments. The robots overt behavior is stable and smooth.

On a test-bed application for the ART-WiSe framework

This report describes the development of a Test-bed Application for the ART-WiSe Framework with the aim of providing a means of access, validate and demonstrate that architecture. The chosen application is a kind of pursuit-evasion game where a remote controlled robot, navigating through an area covered by wireless sensor network (WSN), is detected and continuously tracked by the WSN. Then a centralized control station takes the appropriate actions for a pursuit robot to chase and “capture” the intruder one. This kind of application imposes stringent timing requirements to the underlying communication infrastructure. It also involves interesting research problems in WSNs like tracking, localization, cooperation between nodes, energy concerns and mobility. Additionally, it can be easily ported into a real-world application. Surveillance or search and rescue operations are two examples where this kind of functionality can be applied. This is still a first approach on the test-bed application and this development effort will be continuously pushed forward until all the envisaged objectives for the Art-WiSe architecture become accomplished.

“Patrícia, a Elsa não quer brincar comigo!”: O papel do educador de infância enquanto mediador de conflitos entre pares”

Relatório da Prática Profissional Supervisionada Mestrado em educação pré-escolar

Cálculo mental com números racionais não negativos: um estudo sobre as estratégias utilizadas por alunos do 4.º ano de escolaridade

Relatório Final apresentado à Escola Superior de Educação de Lisboa para a obtenção de grau de mestre em Ensino do 1.º e 2.º Ciclo do Ensino Básico

O diário de turma no 4º ano de escolaridade

Relatório de Estágio apresentado à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ensino do 1.º e 2.ºCiclo do Ensino Básico

O TEA como estratégia de implicação dos alunos na regulação do seu próprio processo de aprendizagem

Relatório de Estágio apresentado à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ensino do 1.º e 2.ºCiclo do Ensino Básico

Contributos da utilização de mapas de conceitos para a aprendizagem de ciências naturais no 4º ano de escolaridade

Relatório de Estágio apresentado à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção de grau de mestre em Ensino do 1º e 2º Ciclos do Ensino Básico

Multi-agent system for personalization of location-based services

The current ubiquitous network access and increase in network bandwidth are driving the sales of mobile location-aware user devices and, consequently, the development of context-aware applications, namely location-based services. The goal of this project is to provide consumers of location-based services with a richer end-user experience by means of service composition, personalization, device adaptation and continuity of service. Our approach relies on a multi-agent system composed of proxy agents that act as mediators and providers of personalization meta-services, device adaptation and continuity of service for consumers of pre-existing location-based services. These proxy agents, which have Web services interfaces to ensure a high level of interoperability, perform service composition and take in consideration the preferences of the users, the limitations of the user devices, making the usage of different types of devices seamless for the end-user. To validate and evaluate the performance of this approach, use cases were defined, tests were conducted and results gathered which demonstrated that the initial goals were successfully fulfilled.

Enhanced PCA-based localization using depth maps with missing data

In this paper a new method for self-localization of mobile robots, based on a PCA positioning sensor to operate in unstructured environments, is proposed and experimentally validated. The proposed PCA extension is able to perform the eigenvectors computation from a set of signals corrupted by missing data. The sensor package considered in this work contains a 2D depth sensor pointed upwards to the ceiling, providing depth images with missing data. The positioning sensor obtained is then integrated in a Linear Parameter Varying mobile robot model to obtain a self-localization system, based on linear Kalman filters, with globally stable position error estimates. A study consisting in adding synthetic random corrupted data to the captured depth images revealed that this extended PCA technique is able to reconstruct the signals, with improved accuracy. The self-localization system obtained is assessed in unstructured environments and the methodologies are validated even in the case of varying illumination conditions.

Low cost inertial-based localization system for a service robot

Dissertation presented at Faculty of Sciences and Technology of the New University of Lisbon to attain the Master degree in Electrical and Computer Science Engineering

Decentralized Target Tracking based on Multi-Robot Cooperative Triangulation

Target tracking with bearing-only sensors is a challenging problem when the target moves dynamically in complex scenarios. Besides the partial observability of such sensors, they have limited field of views, occlusions can occur, etc. In those cases, cooperative approaches with multiple tracking robots are interesting, but the different sources of uncertain information need to be considered appropriately in order to achieve better estimates. Even though there exist probabilistic filters that can estimate the position of a target dealing with incertainties, bearing-only measurements bring usually additional problems with initialization and data association. In this paper, we propose a multi-robot triangulation method with a dynamic baseline that can triangulate bearing-only measurements in a probabilistic manner to produce 3D observations. This method is combined with a decentralized stochastic filter and used to tackle those initialization and data association issues. The approach is validated with simulations and field experiments where a team of aerial and ground robots with cameras track a dynamic target.

A description of the Australian early psychosis intervention model and a proposal to establish a Pilot Early Intervention Program in Santa Cruz de la Sierra, Bolívia

RESUMO: Em 2011, a Associação Psiquiátrica Mundial lançou um programa de bolsas de investigação para psiquiatras em início de carreira a partir de países de renda baixa ou média-baixa, no âmbito deste programa, o autor foi selecionado para uma bolsa de pesquisa no Centre for Youth Mental Health/Orygen Youth Health Research Centre da Universidade de Melbourne. Orygen, é a principal organização de pesquisa e tradução do conhecimento do mundo com foco em problemas de saúde mental em pessoas jovens. O estágio foi baseado em Prevenção e Intervenção Precoce Psychosis Centre (EPPIC), que faz parte do Orygen. EPPIC fornece programa de tratamento abrangente e integrada, baseada na comunidade para o primeiro episódio de psicose. Esta dissertação descreve o modelo EPPIC, e seus componentes essenciais e fatores que são necessários para uma implementação de serviço direito. Além disso, uma proposta de criação de um programa-piloto de intervenção psicose precoce é discutido. Este programa inclui um programa de extensão inovadora que combina princípios comerciais sólidos, com metas sociais, a fim de combater especificamente a maior barreira para o tratamento da psicose precoce na Bolívia: o estigma da doença mental. Ao utilizar uma equipe de tratamento móvel, multidisciplinar, que enfatiza os papéis dos gerentes do caso treinados focada em fornecer indivíduo intensiva e apoio familiar no lar, este programa irá prestar cuidados culturalmente apropriados que irá alavancar contribuições de um suprimento limitado de psiquiatras e mudar longe da dependência um sistema médico fragmentado. ---------------------------- ABSTRACT: In 2011, the World Psychiatric Association launched a programme of research fellowships for early-career psychiatrists from low- or lower-middle income countries, within this programme, the author was selected to a research fellowship at the Centre for Youth Mental Health/Orygen Youth Health Research Centre at University of Melbourne. Orygen, is the world’s leading research and knowledge translation organization focusing on mental ill-health in young people. The traineeship was based on Early Psychosis Prevention and Intervention Centre (EPPIC), which is part of Orygen. EPPIC provides comprehensive, integrated, community-based treatment program for first-episode psychosis. This dissertation describes the EPPIC model, and its core components and factors which are necessary to a right service implementation. Additionally, a proposal to establish a pilot early psychosis intervention programme is discussed. This programme includes an innovative outreach programme that combines sound business principals with social goals in order to specifically target the largest barrier to early psychosis treatment in Bolivia: the stigma of mental illness. By utilizing a mobile, multidisciplinary treatment team that emphasizes the roles of trained case managers focused on providing intensive individual and family support in the home, this programme will provide culturally appropriate care that will leverage contributions from a limited supply of psychiatrists and shift dependence away from a fragmented medical system.

Auto-referência de sintomas de lesões músculo-esqueléticas ligadas ao trabalho LMELT numa grande empresa em Portugal

RESUMO - A dor, incómodo ou desconforto ao nível músculo-esquelético, sobretudo devido a situações e/ou postos de trabalho com elevadas exigências ao nível postural, de aplicação de força, de repetitividade ou por incorrecta distribuição das pausas, é aceite como um indicador de situações de risco passíveis de se encontrarem na génese de lesões músculo- -esqueléticas ligadas ao trabalho (LMELT) (Stuart-Buttle, 1994). No sentido de avaliar a prevalência de sintomas de LME, efectuou-se um estudo numa grande empresa da indústria de componentes para automóveis na região de Lisboa durante o ano de 2001. Utilizou-se um instrumento de recolha de informação construído a partir de uma adaptação do questionário nórdico músculo-esquelético (QNM) (Kuorinka et al., 1987). Com o apoio do serviço de saúde ocupacional da referida empresa, o questionário foi entregue a todos os trabalhadores, obtendo-se uma taxa de respondentes de 63,2% (n = 574). A população em estudo é maioritariamente do sexo feminino (83,9%), tem idades compreendidas entre os 18 e os 65 anos e a classe modal situa-se entre os 26 e os 33 anos (23,3%). Os resultados evidenciam uma alta prevalência de sintomatologia de LME e diferenças significativas de sintomas entre as categorias profissionais (1) operadores de máquina de costura, (2) trabalhadores dos armazéns e de transporte de mercadorias e (3) trabalhadores da logística, qualidade e escritórios. Os operadores apresentam índices superiores e diferentes (p < 0,05) de sintomatologia nos últimos doze meses ao nível da região cervical, ombros, cotovelos, ancas/coxas, pernas/joelhos e tornozelos/pés e nos punhos nos últimos sete dias. No presente estudo, a análise dos dados obtidos parece indicar que a natureza e as características da actividade de trabalho do grupo profissional operadores de máquina de costura (flexão cervical > 20°, trabalho muscular predominantemente estático ao nível da articulação dos ombros, elevação dos membros superiores > 45°, ortostatismo e exigências elevadas ao nível dos punhos/mãos) estão implicadas no desencadear da sintomatologia auto- -referida.