The Birmingham Urban Climate Laboratory: an open meteorological test bed and challenges of the smart city

Existing urban meteorological networks have an important role to play as test beds for inexpensive and more sustainable measurement techniques that are now becoming possible in our increasingly smart cities. The Birmingham Urban Climate Laboratory (BUCL) is a near-real-time, high-resolution urban meteorological network (UMN) of automatic weather stations and inexpensive, nonstandard air temperature sensors. The network has recently been implemented with an initial focus on monitoring urban heat, infrastructure, and health applications. A number of UMNs exist worldwide; however, BUCL is novel in its density, the low-cost nature of the sensors, and the use of proprietary Wi-Fi networks. This paper provides an overview of the logistical aspects of implementing a UMN test bed at such a density, including selecting appropriate urban sites; testing and calibrating low-cost, nonstandard equipment; implementing strict quality-assurance/quality-control mechanisms (including metadata); and utilizing preexisting Wi-Fi networks to transmit data. Also included are visualizations of data collected by the network, including data from the July 2013 U.K. heatwave as well as highlighting potential applications. The paper is an open invitation to use the facility as a test bed for evaluating models and/or other nonstandard observation techniques such as those generated via crowdsourcing techniques.

Exploring smart grid possibilities: a complex systems modelling approach

Smart grid research has tended to be compartmentalised, with notable contributions from economics, electrical engineering and science and technology studies. However, there is an acknowledged and growing need for an integrated systems approach to the evaluation of smart grid initiatives. The capacity to simulate and explore smart grid possibilities on various scales is key to such an integrated approach but existing models – even if multidisciplinary – tend to have a limited focus. This paper describes an innovative and flexible framework that has been developed to facilitate the simulation of various smart grid scenarios and the interconnected social, technical and economic networks from a complex systems perspective. The architecture is described and related to realised examples of its use, both to model the electricity system as it is today and to model futures that have been envisioned in the literature. Potential future applications of the framework are explored, along with its utility as an analytic and decision support tool for smart grid stakeholders.

From SMART to agent systems development

n order for agent-oriented software engineering to prove effective it must use principled notions of agents and enabling specification and reasoning, while still considering routes to practical implementation. This paper deals with the issue of individual agent specification and construction, departing from the conceptual basis provided by the smart agent framework. smart offers a descriptive specification of an agent architecture but omits consideration of issues relating to construction and control. In response, we introduce two new views to complement smart: a behavioural specification and a structural specification which, together, determine the components that make up an agent, and how they operate. In this way, we move from abstract agent system specification to practical implementation. These three aspects are combined to create an agent construction model, actsmart, which is then used to define the AgentSpeak(L) architecture in order to illustrate the application of actsmart.

From Smart Meters To Smart Decisions: Web-Based Support For The Water Efficient Household

Smart water metering technologies for residential buildings offer, in principle, great opportunities for sustainable urban water management. However, much of this potential is as yet unrealized. Despite that several ICT solutions have already been deployed aiming at optimum operations on the water utilities side (e.g. real time control for water networks, dynamic pump scheduling etc.), little work has been done to date on the consumer side. This paper presents a web-based platform targeting primarily the household end user. The platform enables consumers to monitor, on a real-time basis, the water demand of their household, providing feedback not only on the total water consumption and relevant costs but also on the efficiency (or otherwise) of specific indoor and outdoor uses. Targeting the reduction of consumption, the provided feedback is combined with notifications about possible leakages\bursts, and customised suggestions to improve the efficiency of existing household uses. It also enables various comparisons, with past consumption or even with that of similar households, aiming to motivate further the householder to become an active player in the water efficiency challenge. The issue of enhancing the platform’s functionality with energy timeseries is also discussed in view of recent advances in smart metering and the concept of “smart cities”. The paper presents a prototype of this web-based application and critically discusses first testing results and insights. It also presents the way in which the platform communicates with central databases, at the water utility level. It is suggested that such developments are closing the gap between technology availability and usefulness to end users and could help both the uptake of smart metering and awareness raising leading, potentially, to significant reductions of urban water consumption. The work has received funding from the European Union FP7 Programme through the iWIDGET Project, under grant agreement no318272.

Monitoramento do impacto de dejetos industriais em amostras de água do Rio Caí através do teste SMART em Dorsophila melanogaster

O presente estudo teve como objetivos (i) avaliar a validade do emprego do teste SMART, em Drosophila melanogaster, como indicador da contaminação de amostras de água superficial associada a misturas complexas, (ii) detectar a atividade tóxico-genética de dejetos industriais, lançados no rio Caí, empregando o cruzamento aprimorado. Dentro desta perspectiva, pretendeu também (iii) comparar os dados obtidos para as amostras sob influência de despejos industriais com aqueles previamente observados para amostras sob influência de dejetos de origem urbana, provenientes das cidades de Montenegro e São Sebastião do Caí (Silva., 1999). Na tentativa de avaliar a genotoxicidade, associada ao curso final do rio Caí, foram selecionados os seguintes pontos de coleta de despejos industriais: Km 18,6 - situado na foz do arroio Bom Jardim, próximo à área de disposição do efluente final líquido e da drenagem das áreas de disposição dos resíduos sólidos do complexo industrial – e Km 13,6 - no canal da bacia de acumulação e segurança 7 do pólo industrial Neste ensaio genético, cada amostra industrial foi administrada às larvas de terceiro estágio em duas diluições (25% e 50%), bem como na sua forma crua (100%) - sendo avaliados um total de 40 indivíduos por amostra por concentração, totalizando a análise de 11.712.000 células por amostra. Foram utilizados dois controles negativos, o controle de campo – representado pela nascente de um riacho localizada em uma área conservada com fraca ação antrópica e próxima aos pontos do rio – assim como o diluente água destilada. Uma vez que as freqüências das diferentes categorias de manchas não foram significantemente superiores àquelas observadas nos controles negativos (água destilada), os pontos Km 18,6 e Km 13,6 foram caracterizados como destituídos de ação genotóxica nos três meses de coleta : março, junho e setembro. Estes achados sugerem que, nas condições experimentais empregadas, os dejetos de origem industrial não foram capazes de induzir lesões do tipo mutação gênica, cromossômica, assim como eventos relacionados com recombinação mitótica. Por outro lado, a comparação dos dados obtidos no presente estudo com os observados por Silva (1999) para dejetos urbanos, revelou a validade do emprego do teste SMART como uma ferramenta para detecção de contaminação ambiental. De fato, as amostras urbanas referentes aos meses de março (Km 52, 78 e 80) e setembro (Km 52) – coletadas concomitantemente com as de origem industrial – foram diagnosticadas como indutoras de aneuploidias e/ou de grandes deleções cromossômicas. As potências genotóxicas médias estimadas mostraram que o Km 80 foi o local com o maior grau de genotoxicidade – seguido pelos Km 78 e 52 – que apresentaram potências semelhantes Considerando os resultados obtidos, em cinco pontos situados ao longo do curso final do rio Caí, conclui-se que os prejuízos causados pelos dejetos urbanos podem ser tão ou mais nocivos que os impostos pelos de origem industrial – especialmente em função de seu grande volume de lançamento.

Smart visible sets para ambientes de rede

A visualização em tempo real de cenas complexas através de ambientes de rede é um dos desafios na computação gráfica. O uso da visibilidade pré-computada associada a regiões do espaço, tal como a abordagem dos Potentially Visible Sets (PVS), pode reduzir a quantidade de dados enviados através da rede. Entretanto, o PVS para algumas regiões pode ainda ser bastante complexo, e portanto uma estratégia diferente para diminuir a quantidade de informações é necessária. Neste trabalho é introduzido o conceito de Smart Visible Set (SVS), que corresponde a uma partição das informações contidas no PVS segundo o ângulo de visão do observador e as distâncias entre as regiões. Dessa forma, o conceito de “visível” ou de “não-visível” encontrado nos PVS é estendido. A informação referente ao conjunto “visível” é ampliada para “dentro do campo de visão” ou “fora do campo de visão” e “longe” ou “perto”. Desta forma a informação referente ao conjunto “visível” é subdividida, permitindo um maior controle sobre cortes ou ajustes nos dados que devem ser feitos para adequar a quantidade de dados a ser transmitida aos limites impostos pela rede. O armazenamento dos SVS como matrizes de bits permite ainda uma interação entre diferentes SVS. Outros SVS podem ser adicionados ou subtraídos entre si com um custo computacional muito pequeno permitindo uma rápida alteração no resultado final. Transmitir apenas a informação dentro de campo de visão do usuário ou não transmitir a informação muito distante são exemplos dos tipos de ajustes que podem ser realizados para se diminuir a quantidade de informações enviadas. Como o cálculo do SVS depende da existência de informação de visibilidade entre regiões foi implementado o algoritmo conhecido como “Dual Ray Space”, que por sua vez depende do particionamento da cena em regiões. Para o particionamento da cena em uma BSP-Tree, foi modificada a aplicação QBSP3. Depois de calculada, a visibilidade é particionada em diferentes conjuntos através da aplicação SVS. Finalmente, diferentes tipos de SVS puderam ser testados em uma aplicação de navegação por um cenário 3D chamada BSPViewer. Essa aplicação também permite comparações entre diferentes tipos de SVS e PVS. Os resultados obtidos apontam o SVS como uma forma de redução da quantidade de polígonos que devem ser renderizados em uma cena, diminuindo a quantidade de informação que deve ser enviada aos usuários. O SVS particionado pela distância entre as regiões permite um corte rápido na informação muito distante do usuário. Outra vantagem do uso dos SVS é que pode ser realizado um ordenamento das informações segundo sua importância para o usuário, desde que uma métrica de importância visual tenha sido definida previamente.

O efeito smart money na indústria de fundos brasileira

O presente trabalho estuda o efeito Smart Money, inicialmente identificado por GRUBER(1996) e ZHENG (1999), na indústria de fundos brasileira no período de 2001 a 2005. Buscou-se identificar se os fundos que apresentaram maior captação líquida em seguida performam melhor do que os fundos de menor captação líquida. O efeito Smart Money foi identificado nos fundos de ações mesmo após ter sido controlado pelo efeito momentum. Nos fundos multimercados com renda variável e nos fundos de renda fixa não foi possível identificar tal fenômeno.

Entre grãos e pixels, os dilemas éticos na restauração de filmes: o caso de Terra em Transe

A restauração de filmes no Brasil se tornou uma atividade mais sistemática a partir dos anos 1990, com a introdução das ferramentas digitais. Ao mesmo tempo em que trouxeram uma possibilidade quase ilimitada de intervenção nos filmes, as ferramentas digitais introduziram também um debate acerca da natureza ética envolvendo a restauração de filmes. Nesse contexto, se destacam os projetos de restauração dedicados aos filmes do Cinema Novo. Este trabalho pretende verificar em que medida a restauração digital vem a afetar os elementos de linguagem de Terra em Transe, de Glauber Rocha, filme marcado por uma grande inventividade formal. A análise da restauração do filme foi pautada por alguns dos conceitos de Cesare Brandi, autor que procurou trabalhar com a questão da ética no campo das artes plásticas. Algumas questões relacionadas à ética e à conceituação de restauração, bem como à trajetória histórica da restauração de filmes no Brasil, também são debatidas no texto.

SMART: system of augmented reality for teaching

Os computadores e os jogos de consola, são um vocabulário bem comum dos jovens e das crianças de hoje. No entanto, na maior parte das escolas, o processo de ensino-aprendizagem continua a ser feito da forma tradicional através do recurso aos quadros pretos e aos cadernos. Este projecto pretende mostrar que, se as aulas forem dadas de uma forma mais interactiva, as crianças estarão mais motivadas e consequentemente a taxa de aprendizagem terá tendência a aumentar. Pretende-se então, utilizar a tecnologia – a Realidade Aumentada, acreditando que será uma mais valia para o ensino, pois permite estabelecer novas relações com o saber, ultrapassando os limites dos materiais tradicionais e contribuindo para a diminuição da distância entre os alunos e o conhecimento.

Portable smart films for ultrasensitive detection and chemical analysis using SERS and SERRS

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Open and Standardized Resources for Smart Transducer Networking

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Structural integrity identification based on smart materials and neural networks

This paper presents a non-model based technique to detect, locate, and characterize structural damage by combining the impedance-based structural health monitoring technique with an artificial neural network. The impedance-based structural health monitoring technique, which utilizes the electromechanical coupling property of piezoelectric materials, has shown engineering feasibility in a variety of practical field applications. Relying on high frequency structural excitations (typically>30 kHz), this technique is very sensitive to minor structural changes in the near field of the piezoelectric sensors. In order to quantitatively assess the state of structures, two sets of artificial neural networks, which utilize measured electrical impedance signals for input patterns, were developed. By employing high frequency ranges and by incorporating neural network features, this technique is able to detect the damage in its early stage and to estimate the nature of damage without prior knowledge of the model of structures. The paper concludes with an experimental example, an investigation on a massive quarter scale model of a steel bridge section, in order to verify the performance of this proposed methodology.

Optimal design of smart structures using bonded plezoelectrics for vibration control

Smart material technology has become an area of increasing interest for the development of lighter and stronger structures which are able to incorporate actuator and sensor capabilities for collocated control. In the design of actively controlled structures, the determination of the actuator locations and the controller gains, is a very important issue. For that purpose, smart material modelling, modal analysis methods, control and optimization techniques are the most important ingredients to be taken into account. The optimization problem to be solved in this context presents two interdependent aspects. The first one is related to the discrete optimal actuator location selection problem which is solved in this paper using genetic algorithms. The second is represented by a continuous variable optimization problem, through which the control gains are determined using classical techniques. A cantilever Euler-Bernoulli beam is used to illustrate the presented methodology.

Optimal placement of piezoelectric sensor/actuators for smart structures vibration control

Smart material technology has become an area of increasing interest for the development of lighter and stronger structures that are able to incorporate actuator and sensor capabilities for collocated control. In the design of actively controlled structures, the determination of the actuator locations and the controller gains is a very important issue. For that purpose, smart material modeling, modal analysis methods, and control and optimization techniques are the most important ingredients to be taken into account. The optimization problem to be solved in this context presents two interdependent aspects. The first is related to the discrete optimal actuator location selection problem, which is solved in this paper using genetic algorithms. The second is represented by a continuous variable optimization problem, through which the control gains are determined using classical techniques. A cantilever Euler-Bernoulli beam is used to illustrate the presented methodology.