A interacção homem-computador : práticas informatizadas de investigadores em Ciências Sociais e Humanas

Tese de Doutoramento em Ciências da Comunicação

Geração automática de interfaces com o utilizador: uma abordagem baseada em MDA para a plataforma PHP

Os modelos e as técnicas de modelação são, hoje em dia, fundamentais na engenharia de software, devido à complexidade e sofisticação dos sistemas de informação actuais.A linguagem Unified Modeling Language (UML) [OMG, 2005a] [OMG, 2005b] tornou-se uma norma para modelação, na engenharia de software e em outras áreas e domínios, mas é reconhecida a sua falta de suporte para a modelação da interactividade e da interface com o utilizador [Nunes and Falcão e Cunha, 2000].Neste trabalho, é explorada a ligação entre as áreas de engenharia de software e de interacção humano-computador, tendo, para isso, sido escolhido o processo de desenvolvimento Wisdom [Nunes and Falcão e Cunha, 2000] [Nunes, 2001]. O método Wisdom é conduzido por casos de utilização essenciais e pelo princípio da prototipificação evolutiva, focando-se no desenho das interfaces com o utilizador através da estrutura da apresentação, com a notação Protótipos Abstractos Canónicos (PAC) [Constantine and Lockwood, 1999] [Constantine, 2003], e do comportamento da interacção com a notação ConcurTaskTrees (CTT) [Paternò, 1999] [Mori, Paternò, et al., 2004] em UML.É proposto, também, neste trabalho um novo passo no processo Wisdom, sendo definido um modelo específico, construído segundo os requisitos da recomendação Model Driven Architecture (MDA) [Soley and OMG, 2000] [OMG, 2003] elaborada pela organização Object Managent Group (OMG). Este modelo específico será o intermediário entre o modelo de desenho e a implementação da interface final com o utilizador. Esta proposta alinha o método Wisdom com a recomendação MDA, tornando possível que sejam gerados, de forma automática, protótipos funcionais de interfaces com o utilizador a partir dos modelos conceptuais de análise e desenho.Foi utilizada a ferramenta de modelação e de metamodelação MetaSketch [Nóbrega, Nunes, et al., 2006] para a definição e manipulação dos modelos e elementos propostos. Foram criadas as aplicações Model2Model e Model2Code para suportar as transformações entre modelos e a geração de código a partir destes. Para a plataforma de implementação foi escolhida a framework Hydra, desenvolvida na linguagem PHP [PHP, 2006], que foi adaptada com alguns conceitos de modo a suportar a abordagem defendida neste trabalho.

Novas abordagens à visualização e interacção com dados turísticos

Com o forte crescimento tecnológico tem-se verificado, cada vez mais, o crescente aumento de Web sites, voltados para o contacto directo com o consumidor, onde é possível procurar, escolher e adquirir um determinado produto I serviço directamente ao fornecedor. As plataformas de suporte à pesquisa de produtos de turismo possibilitam a entrega de um grande volume de dados mediante a pesquisa efectuada. Esta informação é, na sua maior parte, informação textual e é geralmente disponibilizada ao utilizador (via uma página Web) sob a forma de uma listagem ou tabela. Este trabalho incide então sobre a proposta e implementação de um conjunto de interfaces com elevada ergonomia, que permitam uma interacção simples e intuitiva entre o utilizador e os dados de turismo, mais concretamente com reservas de aviação e hotel. Para este propósito foi desenvolvida uma Rich Internet Application que permite ao utilizador o ajuste de determinados factores, que influenciam estes produtos de turismo, de modo a encontrar com maior facilidade o que mais se enquadra nos seus gostos I objectivos no vasto conjunto de resultados da pesquisa. ABSTRACT; With the constant growth of information technology tools we have witnessed increase in the number of web Sites aimed to direct contact with the consumer, where users can search, select and purchase a product/service directly to the supplier. The platforms that support the search for tourism data enable the delivery of a large volume of data, as a result of the search that was done. This information is mostly textual and is, in general available to the user (via a web page) in a form of a large list or table. This work focuses on a proposal and implementation of a set of interfaces with high ergonomics. allowing a simple and intuitive interaction between the user and the tourism data, more specifically with air fares and hotels reservations. For this purpose was developed an Rich Internet Application that allows the user to adjust some factors that influence the tourism products, in order to more accurately find what fits their tastes objectives in the wide range of search results.

Emergência da Bioquímica Interacção das culturas química e biológica

Em primeiro lugar, definiremos o âmbito da disciplina de bioquímica. Veremos assim como, à medida que a química orgânica se tornava na química dos compostos de carbono, houve necessidade de criar um novo ramo de química que se dedicasse, quer ao estudo dos constituintes e processos do organismo a química fisiológica , quer à interacção de diferentes áreas de investigação (química orgânica, fisiologia e biologia). Foi desta convergência que a bioquímica emergiu, nos finais do século XIX. Seguiremos depois o desenvolvimento das ideias e conceitos de fotossíntese, oxidação, respiração e fermentação, cujo esclarecimento forneceu a base química da função celular; e, ainda, como o estudo destes fenómenos da vida foi retardado, quer pela oposição dos químicos à participação de uma entidade biológica a levedura na química da fermentação, quer pelo esquecimento a que Pasteur votou a química, apesar de ter identificado a função da levedura, perdendo a descoberta das enzimas, força vital da fermentação e ponte de ligação entre a química e a biologia. Foi esta interacção entre as culturas química e biológica que permitiu demonstrar a unidade da natureza em todos os aspectos do crescimento celular e funções das plantas, animais e microorganismos. O nosso objectivo é mostrar os esforços desenvolvidos na explicação dos fenómenos biológicos nos organismos vivos e a permeabilidade da biologia, da medicina e da agricultura a conceitos e métodos químicos. No decorrer destes esforços, houve uma complexa e contínua interacção entre química e biologia, na qual se envolveram muitos cientistas de diferente formação.

Robosonic: Manipulação de Sons Aleatória Assistida por Robots

Neste texto, pretendemos explorar as possibilidades de manipulação de sons num contexto de realidade aumentada (AR) através da utilização de robots. Utilizamos o comportamento aleatório dos robots, num espaço circunscrito para a modulação em tempo real de duas características do som: a amplitude e a frequência. Acrescentamos a possibilidade de interacção com estes robots dando a oportunidade ao utilizador de manipular a interface física, colocando markers no espaço de acção que alterem o comportamento dos robots e, por conseguinte, o resultado sonoro produzido. Pretendemos demonstrar que através de agentes, programação de aleatórios e manipulação directa desta aplicação, se pode gerar empatia na interacção e atingir resultados sonoros específicos, difíceis de reproduzir de outra forma devido aos ciclos infinitos que a interacção promove.

Síndrome de Gilles de la Tourette : intervenção educativa em interacção inclusiva

Após uma análise do atendimento à diversidade, no sistema educacional, reportando para alguns fragmentos do passado, foi possível constatar a evolução positiva de mudança paradigmática. As práticas de segregação são cada vez mais distantes, a escola da discriminação deu lugar à escola da integração. Há quarenta anos atrás, vigorava o conceito da homogeneização, actualmente, pretende-se o respeito pela diversidade, promovendo uma educação inclusiva. Da necessidade de procura de respostas adequadas, para a maximização do potencial dos alunos, parte desta investigação incidiu em estudos teóricos de exploração das características da síndrome de Gilles de la Tourette. Considerada de rara por diversos autores, devido à pouca investigação existente neste domínio, era necessário desenvolver uma intervenção adequada que respeitasse as necessidades de uma turma de oitavo ano de escolaridade. A dinâmica de investigação-acção, constituindo uma estratégia formativa, permitiu o desenvolvimento de um trabalho rigoroso de avaliação, programação e intervenção, em contexto educativo, através da criação de situações de aprendizagem, com todos e para todos. Considerou-se que na presença de um processo contínuo e em espiral, o enfoque deve ser atribuído ao papel do aluno que, a partir de uma pedagogia activa, é munido com um rol de competências que contribuirão para a sua autonomia e inserção futura na sociedade. Os resultados indicam que há razões positivas para considerar abordagens variadas e adequadas no processo de ensino-aprendizagem. No entanto, realça-se que diferentes contextos devem ser responsabilizados – escolar, familiar e comunitário -, visto que só uma sociedade desperta pode pugnar pelos direitos dos alunos considerados com Necessidades Educativas Especiais.

Agrupamento multi-orador

Actualmente tem-se observado um aumento do volume de sinais de fala em diversas aplicações, que reforçam a necessidade de um processamento automático dos ficheiros. No campo do processamento automático destacam-se as aplicações de “diarização de orador”, que permitem catalogar os ficheiros de fala com a identidade de oradores e limites temporais de fala de cada um, através de um processo de segmentação e agrupamento. No contexto de agrupamento, este trabalho visa dar continuidade ao trabalho intitulado “Detecção do Orador”, com o desenvolvimento de um algoritmo de “agrupamento multi-orador” capaz de identificar e agrupar correctamente os oradores, sem conhecimento prévio do número ou da identidade dos oradores presentes no ficheiro de fala. O sistema utiliza os coeficientes “Mel Line Spectrum Frequencies” (MLSF) como característica acústica de fala, uma segmentação de fala baseada na energia e uma estrutura do tipo “Universal Background Model - Gaussian Mixture Model” (UBM-GMM) adaptado com o classificador “Support Vector Machine” (SVM). No trabalho foram analisadas três métricas de discriminação dos modelos SVM e a avaliação dos resultados foi feita através da taxa de erro “Speaker Error Rate” (SER), que quantifica percentualmente o número de segmentos “fala” mal classificados. O algoritmo implementado foi ajustado às características da língua portuguesa através de um corpus com 14 ficheiros de treino e 30 ficheiros de teste. Os ficheiros de treino dos modelos e classificação final, enquanto os ficheiros de foram utilizados para avaliar o desempenho do algoritmo. A interacção com o algoritmo foi dinamizada com a criação de uma interface gráfica que permite receber o ficheiro de teste, processá-lo, listar os resultados ou gerar um vídeo para o utilizador confrontar o sinal de fala com os resultados de classificação.

Estudo do sobre o impacto do risco biológico e ambiental na qualidade da interacção mãe-filho(a)

O presente estudo exploratório tem como principais objectivos: averiguar o impacto do risco biológico e ambiental, ou ambos, na interacção mãe-filho(a), e contribuir para a adaptação de uma escala de observação da qualidade da interacção mãe-filho(a) em interacção livre. Para o efeito observámos 40 díades mãe-filho(a) em jogo livre distribuídas por 4 grupos de estudo: o primeiro grupo composto por 14 díades sem condições assinaláveis de risco, o segundo grupo composto por 8 díades assinaláveis de risco biológico, o terceiro grupo composto por 7 díades em risco ambiental e por fim, o quarto grupo por 10 díades em risco ambiental e biológico. A recolha de dados foi realizada nos concelhos do Porto e Viseu. A qualidade de interacção foi inicialmente observada em 50 casos com a Escala de Comportamentos Interactivos dos bebés e das mães em jogo livre (Fuertes, Faria, Oliveira-Costa & Soares, 2010), tendo sido posteriormente adaptada para condições de risco tomando a designação de escala Escala de Avaliação de Comportamentos Interactivos mãe-filho(a)-Adaptada para Condições de Risco (Fuertes & Canelhas, 2011). Os comportamentos maternos e infantis foram cotados, independentemente, relativamente à expressão facial, expressão vocal, expressão afectiva, posicionamento, directividade e jogo. Os resultados foram analisados com recurso a estatística descritiva e multinominal. Os resultados do nosso estudo sugerem que as díades sem condições de risco tinham interacções mais positivas, recíprocas e ajustadas à idade das crianças, do que as díades sujeitas, quer a situações de risco biológico, quer a condições de risco ambiental. Adicionalmente, verificámos que alguns factores demográficos (e.g., risco na gravidez, área de residência, estabilidade profissional das mães e a frequência de creche (em oposição a amas) afectam a qualidade da interacção mãe-filho(a). Por fim, encontramos uma forte concordância entre as duas escalas, sugerindo que a nossa escala (Escala de Avaliação de Comportamentos Interactivos mãe-filho(a)-Adaptada para Situações de Risco), tem indicadores capazes de captar a natureza interactiva do jogo mãe-filho(a) e deverá ser validada.

Reactividade infantil e a qualidade da interacção mãe-filho

No quadro dos estudos sobre o relacionamento mãe-filho, procurámos averiguar a relação entre a reactividade infantil observada em condições de stress e a qualidade do comportamento interactivo infantil e materno em jogo livre. Para o efeito, seleccionámos uma amostrade 40 díades mãe-filho cujos bebés tinham cerca de 3 meses e não apresentavam nenhuma condição declarada de risco. A qualidade da interacção mãe-filho foi avaliada em jogo livre através da escala CARE-Index. Para testar a reactividade infantil submetemos os bebés à situação experimental Still-Face. Os resultados mostram que a reactividade infantil expressa naquela situação laboratorial não é independente do comportamento dos bebés em jogo livre. Com efeito, os bebés com maior dificuldade em conformar-se com a ausência de resposta materna apresentam um comportamento menos cooperativo e difícil em jogo livre. Em sentido inverso, os bebés que em jogo livre são menos participativos apresentam menores índices de reactividade negativa quando a mãe mantém a cara inexpressiva. Em termos diádicos, verificamos que existe uma forte correlação entre o comportamento cooperativo do bebé e a sensibilidade materna em jogo livre. Os resultados são discutidos no quadro do desenvolvimento dos processos de interacção mãe e filho.

Estudo preliminar para a avaliação da acessibilidade de um sítio Web

O avanço e difusão da tecnologia, em particular da Internet, obrigaram à disponibilização de informação com qualidade e facilmente acessível. Tais exigências vêm confirmar a relevância do papel da interface como elemento principal na interacção do utilizador com os sistemas de informação. É, por isso, fundamental que a interface seja fácil de usar e que vá ao encontro das expectativas e necessidades de todos os utilizadores. O desenvolvimento de interfaces que satisfaçam utilizadores com necessidades distintas, independentemente das suas capacidades motoras e perceptivas, culturais e sociais não é uma tarefa que possa se considerada simples [1]. De acordo com vários especialistas em Interacção Homem-Computador, [1], [2] e [3] as interfaces devem ser construídas respeitando os princípios de desenho centrado no utilizador, visando um elevado grau de usabilidade e em conformidade com directrizes de acessibilidade básicas. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da acessibilidade de um sítio Web, baseado num documento disponibilizado pela Web Accessibility Initiative, WAI, [4], a ser aplicada à secretaria on-line de uma escola do ensino superior.

Solução doméstica para televisão digital

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Supervisão, comando e controlo para sistemas robóticos

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Área de Especialização em Sistemas Autónomos

A biosignal embedded system for physiological computing

Thesis submitted in the fulfilment of the requirements for the Degree of Master in Electronic and Telecomunications Engineering

Adaptive learning in agents behaviour: a framework for electricity markets simulation

Electricity markets are complex environments with very particular characteristics. A critical issue regarding these specific characteristics concerns the constant changes they are subject to. This is a result of the electricity markets’ restructuring, which was performed so that the competitiveness could be increased, but it also had exponential implications in the increase of the complexity and unpredictability in those markets scope. The constant growth in markets unpredictability resulted in an amplified need for market intervenient entities in foreseeing market behaviour. The need for understanding the market mechanisms and how the involved players’ interaction affects the outcomes of the markets, contributed to the growth of usage of simulation tools. Multi-agent based software is particularly well fitted to analyze dynamic and adaptive systems with complex interactions among its constituents, such as electricity markets. This dissertation presents ALBidS – Adaptive Learning strategic Bidding System, a multiagent system created to provide decision support to market negotiating players. This system is integrated with the MASCEM electricity market simulator, so that its advantage in supporting a market player can be tested using cases based on real markets’ data. ALBidS considers several different methodologies based on very distinct approaches, to provide alternative suggestions of which are the best actions for the supported player to perform. The approach chosen as the players’ actual action is selected by the employment of reinforcement learning algorithms, which for each different situation, simulation circumstances and context, decides which proposed action is the one with higher possibility of achieving the most success. Some of the considered approaches are supported by a mechanism that creates profiles of competitor players. These profiles are built accordingly to their observed past actions and reactions when faced with specific situations, such as success and failure. The system’s context awareness and simulation circumstances analysis, both in terms of results performance and execution time adaptation, are complementary mechanisms, which endow ALBidS with further adaptation and learning capabilities.

Sistema de recomendação e personalização de televisão

Com a expansão da Televisão Digital e a convergência entre os meios de difusão convencionais e a televisão sobre IP, o número de canais disponíveis tem aumentado de forma gradual colocando o espectador numa situação de difícil escolha quanto ao programa a visionar. Sobrecarregados com uma grande quantidade de programas e informação associada, muitos espectadores desistem sistematicamente de ver um programa e tendem a efectuar zapping entre diversos canais ou a assistir sempre aos mesmos programas ou canais. Diante deste problema de sobrecarga de informação, os sistemas de recomendação apresentam-se como uma solução. Nesta tese pretende estudar-se algumas das soluções existentes dos sistemas de recomendação de televisão e desenvolver uma aplicação que permita a recomendação de um conjunto de programas que representem potencial interesse ao espectador. São abordados os principais conceitos da área dos algoritmos de recomendação e apresentados alguns dos sistemas de recomendação de programas de televisão desenvolvidos até à data. Para realizar as recomendações foram desenvolvidos dois algoritmos baseados respectivamente em técnicas de filtragem colaborativa e de filtragem de conteúdo. Estes algoritmos permitem através do cálculo da similaridade entre itens ou utilizadores realizar a predição da classificação que um utilizador atribuiria a um determinado item (programa de televisão, filme, etc.). Desta forma é possível avaliar o nível de potencial interesse que o utilizador terá em relação ao respectivo item. Os conjuntos de dados que descrevem as características dos programas (título, género, actores, etc.) são armazenados de acordo com a norma TV-Anytime. Esta norma de descrição de conteúdo multimédia apresenta a vantagem de ser especificamente vocacionada para conteúdo audiovisual e está disponível livremente. O conjunto de recomendações obtidas é apresentado ao utilizador através da interacção com uma aplicação Web que permite a integração de todos os componentes do sistema. Para validação do trabalho foi considerado um dataset de teste designado de htrec2011-movielens-2k e cujo conteúdo corresponde a um conjunto de filmes classificados por diversos utilizadores num ambiente real. Este conjunto de filmes possui, para além da classificações atribuídas pelos utilizadores, um conjunto de dados que descrevem o género, directores, realizadores e país de origem. Para validação final do trabalho foram realizados diversos testes dos quais o mais relevante correspondeu à avaliação da distância entre predições e valores reais e cujo objectivo é classificar a capacidade dos algoritmos desenvolvidos preverem com precisão as classificações que os utilizadores atribuiriam aos itens analisados.