Análise colorimétrica de faces humanas: uma abordagem para auxílio ao reconhecimento de imagens

A quantificação colorimétrica da pele do rosto humano apresenta uma grande dispersão de valores. Esta dispersão varia de acordo com o espaço de cor (HSV ou YCbCr) adotado para a análise e quanto menor a dispersão mais adequado é o espaço ao reconhecimento facial. O objetivo deste trabalho é analisar a distribuição estatística da colorimetria de imagens de rostos digitalizadas. A análise poderá dizer se as coordenadas de cor, tais como saturação, matiz e valor podem auxiliar em técnicas de reconhecimento de faces. Como resultado da análise, espera-se concluir qual dos sistemas de coordenadas de cor (HSV ou YCbCr) é o mais adequado à aplicações em reconhecimento facial. Os resultados obtidos serão apresentados com fundamentação no design da informação. O grande número de amostras fotográficas disponíveis para análise (530) e o correto equilíbrio de iluminação, contraste e temperatura de cor constituem o principal diferencial desse trabalho.

Geotecnologias e recursos de multimídia no ensino de cartografia: percepção sócio ambiental do rio Alcântara no município de São Gonçalo/RJ

A disponibilidade gratuita na Internet de imagens de satélite e SIG somada à facilidade dos alunos no manuseio de multimídia através dos seus smartphones criam possibilidades para trabalhar com geotecnologias e recursos de multimídia no ensino de Cartografia. Nesta pesquisa foram avaliadas as contribuições, os limites e as possibilidades da inserção da tecnologia espacial, geoprocessamento e recursos de multimídia nas aulas de Geografia do sétimo ano da rede pública municipal de São Gonçalo/RJ; foi desenvolvida uma metodologia em meio digital, por meio da Internet, denominada Mapeando Meu Rio (MMR) cuja temática abordada foi a Percepção Socioambiental do Rio Alcântara. Observaram-se o interesse e o envolvimento dos alunos no decorrer das atividades propostas, por meio do uso de recursos de multimídia e geotecnologias como materiais de apoio à Educação Ambiental. Os resultados da avaliação do MMR mostraram que os alunos chegaram ao final do sétimo ano com dificuldades em relação à alfabetização cartográfica; isso foi constatado tanto na produção dos mapas mentais como também pela utilização do GPS, Google Earth e do ArcGIS Online. Os alunos tiveram dificuldades em utilizar os conhecimentos básicos da Cartografia para elaborar uma representação espacial, mais especificamente, legenda, coordenadas geográficas e orientação espacial. A alfabetização cartográfica não deve ser considerada como conteúdo que se restringe ao 6 ano, mas uma linguagem de comunicação para o entendimento da dinâmica espacial no decorrer do Ensino Fundamental e do Ensino Médio. As atividades geográficas deve permitir ao aluno melhorar a compreensão do espaço geográfico de uma maneira mais significativa para construir abstrações a partir da própria realidade, ou seja, do espaço vivido.

Conservação de energia em redes de sensores sem fio.

Esta dissertação tem por objetivo propor algoritmos para conservação de energia de uma rede de sensores sem fio (RSSF) aplicada ao monitoramento de um processo suave f(x , y, t), que depende das coordenadas x e y dos nós sensores, e do tempo t, de forma a aumentar a autonomia da rede. Os algoritmos rodam na camada de aplicação de cada nó, e visam a economia de energia dos nós através do gerenciamento da necessidade de transmissões. Após a primeira amostra transmitida, apenas amostras com uma variação percentual maior do que um dado limiar são transmitidas. Além disso, cada nó pode permanecer inativo (economizando energia) entre essas transmissões. Em RSSfs de salto único, são propostos dois algoritmos: um baseado na fonte, onde cada nó é responsável por todo o processamento e tomada de decisões, e outro baseado no sorvedouro, onde todo o processamento e a tomada de decisões são realizadas pelo sorvedouro. Além disso, uma extensão de algoritmo baseado na fonte é proposta, para RSSFs de múltiplos saltos. Através dos resultados obtidos, observa-se que os algoritmos conseguiram uma redução significativa da quantidade de transmissões, o que leva a um aumento do tempo de vida e o erro na reconstrução do processo é apresentada. Desta forma, pode-se conjugar a relação entre tempo de vida máximo e erro de reconstrução mínimo.

Potencial de energia solar e de geração com sistemas fotovoltaicos conectados à rede em Moçambique.

A energia solar fotovoltaica é uma alternativa de energia limpa que está se tornando uma importante opção para se utilizar eletricidade em regiões desprovidas de energia elétrica. Um estudo das condições energéticas da região através de consulta às concessionárias de energia elétrica (Eletricidade de Moçambique - EDM no caso de Moçambique) e do Ministério de Energia do Governo, são fontes importantes de dados para se conhecer o cenário energético de cada região. Outra fonte de dados importante para se estimar o potencial de geração de energia solar fotovoltaico sãoos indices de irradiação da região. Estes podemser obtidos através do órgão meteorológico da região (INAM no caso de Moçambique) que forneceesses dados para as principais cidades através de suas estações meteorológicas espalhadas na região. Laboratórios de pesquisa internacionais sãooutra importante fonte de dados solarimétricos, pois utilizam satélites capazes de cobrir todo globo terrestre e os dados obtidos são publicados e permitem, a partir das coordenadas do local, identificar a irradiação solar em diversos locais do mundo. Os dados desses laboratórios podem ser comparados com dados de órgãos oficiais da região. Utilizando o banco de dados solarimétricospode-se calcular o potencial fotovoltaico de geração de energia de cada localização e também definir qual região seria mais propícia a utilização de energiasolar fotovoltaica conectada à rede.

Localização colaborativa em robótica de enxame.

Diversas das possíveis aplicações da robótica de enxame demandam que cada robô seja capaz de estimar a sua posição. A informação de localização dos robôs é necessária, por exemplo, para que cada elemento do enxame possa se posicionar dentro de uma formatura de robôs pré-definida. Da mesma forma, quando os robôs atuam como sensores móveis, a informação de posição é necessária para que seja possível identificar o local dos eventos medidos. Em virtude do tamanho, custo e energia dos dispositivos, bem como limitações impostas pelo ambiente de operação, a solução mais evidente, i.e. utilizar um Sistema de Posicionamento Global (GPS), torna-se muitas vezes inviável. O método proposto neste trabalho permite que as posições absolutas de um conjunto de nós desconhecidos sejam estimadas, com base nas coordenadas de um conjunto de nós de referência e nas medidas de distância tomadas entre os nós da rede. A solução é obtida por meio de uma estratégia de processamento distribuído, onde cada nó desconhecido estima sua própria posição e ajuda os seus vizinhos a calcular as suas respectivas coordenadas. A solução conta com um novo método denominado Multi-hop Collaborative Min-Max Localization (MCMM), ora proposto com o objetivo de melhorar a qualidade da posição inicial dos nós desconhecidos em caso de falhas durante o reconhecimento dos nós de referência. O refinamento das posições é feito com base nos algoritmos de busca por retrocesso (BSA) e de otimização por enxame de partículas (PSO), cujos desempenhos são comparados. Para compor a função objetivo, é introduzido um novo método para o cálculo do fator de confiança dos nós da rede, o Fator de Confiança pela Área Min-Max (MMA-CF), o qual é comparado com o Fator de Confiança por Saltos às Referências (HTA-CF), previamente existente. Com base no método de localização proposto, foram desenvolvidos quatro algoritmos, os quais são avaliados por meio de simulações realizadas no MATLABr e experimentos conduzidos em enxames de robôs do tipo Kilobot. O desempenho dos algoritmos é avaliado em problemas com diferentes topologias, quantidades de nós e proporção de nós de referência. O desempenho dos algoritmos é também comparado com o de outros algoritmos de localização, tendo apresentado resultados 40% a 51% melhores. Os resultados das simulações e dos experimentos demonstram a eficácia do método proposto.

Construção de quadrados mágicos pelo método do passo uniforme

Lehmer (1929) analisa matematicamente o método do passo uniforme para construção de quadrados mágicos de ordem impar. Ele divide sua análise em várias etapas. Na primeira delas, envolvendo a discussão de condições necessárias e suficientes para o preenchimento do quadrado pelo método, o autor afirma que se dois números guardarem entre si uma certa relação, eles serão designados a ocupar a mesma célula do quadrado causando seu não preenchimento. A análise do preenchimento pelo método do passo uniforme envolve a resolução de um sistema linear módulo n. Nesse trabalho, discutimos o comportamento das soluções desse sistema quando o método falha no preenchimento. Como consequência, concluímos que números que guardam a relação mencionada nunca ocupam a mesma célula. A análise das condições necessárias e suficientes para obter quadrados mágicos segundo a definição de Lehmer (1929) envolve a resolução de equações de congruências lineares a duas variáveis. Nesse trabalho, detalhamos os resultados de Lehmer (1929). A análise das condições necessárias e suficientes para obtenção de quadrados mágicos, como são reconhecidos usualmente, também envolve a resolução de equações de congruências lineares a duas variáveis. Discutimos o comportamento das soluções dessas equações para obter diagonais principais mágicas. Como consequência, mostramos que diagonais principais mágicas são obtidas se e somente se as coordenadas iniciais guardarem certas relações

Aplicação da equação de Poisson-Boltzmann modificada em sistemas biológicos: análise da partição iônica em um eritrócito

Neste trabalho, a partição iônica e o potencial de membrana em um eritrócito são analisados via equação de Poisson-Boltzmann modificada, considerando as interações não eletrostáticas presentes entre os íons e macromoléculas, assim como, o potencial β. Este potencial é atribuído à diferença de potencial químico de referência entre os meios intracelular e extracelular e ao transporte ativo de íons. O potencial de Gibbs-Donnan via equação de Poisson-Boltzmann na presença de carga fixa em um sistema contendo uma membrana semipermeável também é estudado. O método de aproximação paraboloide em elementos finitos em um sistema estacionário e unidimensionalé aplicado para resolver a equação de Poisson-Boltzmann em coordenadas cartesianas e esféricas. O parâmetro de dispersão relativo às interações não eletrostáticas écalculado via teoria de Lifshitz. Os resultados em relação ao potencial de Gibbs-Donnan mostram-se adequados, podendo ser calculado pela equação de Poisson-Boltzmann. No sistema contendo um eritrócito, quando o potencial β é considerado igual a zero, não se verifica a diferença iônica observada experimentalmente entre os meios intracelular e extracelular. Dessa forma, os potenciais não eletrostáticos calculados via teoria de Lifshitz têm apenas uma pequena influência no que se refere à alta concentração de íon K+ no meio intracelular em relação ao íon Na+

Climatic factors associated with phytoplankton community succession during and after the 1977 drought for the San Francisco Bay-Delta Estuary [abstract]

Principal coordinates analysis and multiple regression analysis were used to determine the environmental factors associated with the decline in phytoplankton production during and after the 1977 drought for the San Francisco Bay-Delta Estuary. Physical, chemical and biological data were collected semimonthly or monthly during the spring-summer between 1973 and 1982 from 15 sampling sites located throughout the Bay-Delta. A decline in phytoplankton community diversity and density during the 1977 drought and subsequent years (1978 through 1981) was described using principal coordinates analysis. The best multiple regression which described the changes in phytoplankton community succession contained the variables water temperature, wind velocity and ortho-phosphate concentration. Together these variables accounted for 61 percent of the variation in the phytoplankton community among years described by principal coordinates analysis. An increase in water temperature, wind velocity and ortho-phosphate concentration within the Bay-Delta, beginning in June 1976 and continuing through 1981, was demonstrated using weighted moving averages. From the strong association between phytoplankton community succession and climatic variables it was hypothesized that the decline in phytoplankton production during and after the 1977 drought was associated with climatic changes within the northeast Pacific.

Development and experimental validation of a mathematical model for friction between fabrics and a volar forearm phantom.

An analytical mathematical model for friction between a fabric strip and the volar forearm has been developed and validated experimentally. The model generalizes the common assumption of a cylindrical arm to any convex prism, and makes predictions for pressure and tension based on Amontons' law. This includes a relationship between the coefficient of static friction (mu) and forces on either end of a fabric strip in contact with part of the surface of the arm and perpendicular to its axis. Coefficients of friction were determined from experiments between arm phantoms of circular and elliptical cross-section (made from Plaster of Paris covered in Neoprene) and a nonwoven fabric. As predicted by the model, all values of mu calculated from experimental results agreed within +/- 8 per cent, and showed very little systematic variation with the deadweight, geometry, or arc of contact used. With an appropriate choice of coordinates the relationship predicted by this model for forces on either end of a fabric strip reduces to the prediction from the common model for circular arms. This helps to explain the surprisingly accurate values of mu obtained by applying the cylindrical model to experimental data on real arms.

Dynamical structure in paleoclimate data

Deterministic chaos in dynamical systems offers a new paradigm for understanding irregular fluctuations. The theory of chaotic dynamical systems includes methods that can test whether any given set of time series data, such as paleoclimate proxy data, are consistent with a deterministic interpretation. Paleoclimate data with annual resolution and absolute dating provide multiple channels of concurrent time series; these multiple time series can be treated as potential phase space coordinates to test whether interannual climate variability is deterministic. Dynamical structure tests which take advantage of such multichannel data are proposed and illustrated by application to a simple synthetic model of chaos, and to two paleoclimate proxy data series.

Real time feature-based facial tracking using Lie algebras

We have developed a novel human facial tracking system that operates in real time at a video frame rate without needing any special hardware. The approach is based on the use of Lie algebra, and uses three-dimensional feature points on the targeted human face. It is assumed that the roughly estimated facial model (relative coordinates of the three-dimensional feature points) is known. First, the initial feature positions of the face are determined using a model fitting technique. Then, the tracking is operated by the following sequence: (1) capture the new video frame and render feature points to the image plane; (2) search for new positions of the feature points on the image plane; (3) get the Euclidean matrix from the moving vector and the three-dimensional information for the points; and (4) rotate and translate the feature points by using the Euclidean matrix, and render the new points on the image plane. The key algorithm of this tracker is to estimate the Euclidean matrix by using a least square technique based on Lie algebra. The resulting tracker performed very well on the task of tracking a human face.

The wave transmission coefficients and coupling loss factors of point connected structures

This analysis is concerned with the calculation of the elastic wave transmission coefficients and coupling loss factors between an arbitrary number of structural components that are coupled at a point. A general approach to the problem is presented and it is demonstrated that the resulting coupling loss factors satisfy reciprocity. A key aspect of the method is the consideration of cylindrical waves in two-dimensional components, and this builds upon recent results regarding the energetics of diffuse wavefields when expressed in cylindrical coordinates. Specific details of the method are given for beam and thin plate components, and a number of examples are presented. © 2002 Acoustical Society of America.

Survey of plankton blooms and red tides and their interaction with environmental factors through monitoring satellite images

One of the most important marine ecological phenomena is red tide which is created by increasing of phytoplankton population, influenced by different factors such as climate condition changes, utrification hydrological factors and can leave sever and undesired ecological and economical effects behind itself in the case of durability. Coast line of Hormozgan is about 900km from east to west, within the range of geographical coordinates of 56 16 23.8, 26 58 8.8 to 54 34 5.33 and 26 34 32 eastern longitude and northern latitude, seven sampling stations were considered and sampled for a period of one year from October 2008 to October 2009. after the analysis of Satellite images, monthly, during the best time. In several stages, samplings were performed. In each station, three samples were collected for identification and determination of Bloom- creating species abundance. Cochlodinium polykrikoides was the species responsible for the discoloration which occurred at October 2008 in Hormozgan marine water. Environmental parameters such as sea surface temperature, pH, salinity, Dissolved Oxygen concentration, Total Dissolved Solids (T.D.S.), conductivity, nitrate, nitrite and phosphate and also chlorophyll a were measured and calculated. Kruscal Wallis test was used to compare the densities between different months, seasons and the studied stations. Mann-whitney test from Nonparametric Tests was used for couple comparison. Pearson correlation coefficient was used to determine the relationship between physical and chemical data set and the abundance of Cochlodinium polykrikoides. Multivariate Regression and analysis of variance (ANOVA) also were used to obtain the models and equations of red tide occurrence relationship, environmental parameters and nutrient data. The highest density was 26 million cells per liter in Qeshm station. A meaningful difference was observed between sampling months and seasons but there was no between sampling stations which indicates that in favorable conditions, the occurrence of this phenomenon by the studied species is probable. Regarding to β coefficients of nitrate, temperature, phosphate, Total Dissolvable Solutions (T.D.S) and pH these parameters are effective on the abundance of this species and red tide occurrence. Increase in these factors can represent the effects and outcomes of human activities and increase in marine pollution.

Interaction between human interleukin-16 and CD4 receptor of HIV-1

AIM: To study the interaction between human interleukin-16 (IL-16) and the receptor CD4 (T-lymphocyte differentiation antigen) of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). METHODS: Two structurally con served regions (SCRs) of human IL-16 were built by the SYBYL/Biopolymer module using the corresponding transmembrane (TM) domain of human interleukin-1 (HIL-4) and HIL-2 as the templates. The coordinates for amino-terminal residue sequence, carboxyl-terminal residue sequences, and cytoplasm loops were generated using Biopolymer's LOOP SEARCH algorithm. RESULTS: HIL-16 first formed a homodimer, then contacted with CD4 dimer further forming a dimeric complex. Subsequently, the dimeric complex constructed the tetrameric complex by two disulfide bridges between the cysteines of HIL-16 (Cys31-Cys31). CONCLUSION: The interaction model is useful to propose the action mechanism of HIL-16 and is beneficial for rational designing of novel anti-HIV drugs.

Molecular modeling on human CCR5 receptors and complex with CD4 antigens and HIV-1 envelope glycoprotein gp120

AIM: To investigate the interaction between human CCR5 receptors (CCR5) and HIV-1 envelope glycoprotein gp120 (HIV-1 gp120) and HIV-1 receptor CD4 antigens (CD4). METHODS: The structurally con served regions (SCR) of human CCR5 was built by the SYBYL/Biopolymer module using the corresponding transmembrane (TM) domain of bacteriorhodopsin (bR) as the template. The coordinates for amino-ter minal residue sequence, and carboxyl-terminal residue sequence, extracellular and cytoplasmic loops were generated using LOOP SEARCH algorithm. Subsequently the structural model was merged into the complex with HIV-1 gp120 and CD4. RESULTS: Human CCR5 interacted with both an HIV-1 gp120 and CD4. The N-terminal residues (especially Met1 and Gln4) of human CCR5, contacted with CD4 residues, mainly 7Nith one span (56 - 59) of CD4 in electrostatic interaction and hydrogen-bonds. The binding sites of human CCR5 were buried in a hydrophobic center surrounded by a highly basic periphery. On the other hand, direct interatomic contacts were made between ? CCR5 residues and 6 gp120 amino-acid residues, which included van der Waals contacts, hydrophobic interaction, and hydrogen bonds. CONCLUSION: The interaction model should be helpful for rational design of novel anti-HIV drugs.