BIT: Biosignal Igniter Toolkit

The study of biosignals has had a transforming role in multiple aspects of our society, which go well beyond the health sciences domains to which they were traditionally associated with. While biomedical engineering is a classical discipline where the topic is amply covered, today biosignals are a matter of interest for students, researchers and hobbyists in areas including computer science, informatics, electrical engineering, among others. Regardless of the context, the use of biosignals in experimental activities and practical projects is heavily bounded by the cost, and limited access to adequate support materials. In this paper we present an accessible, albeit versatile toolkit, composed of low-cost hardware and software, which was created to reinforce the engagement of different people in the field of biosignals. The hardware consists of a modular wireless biosignal acquisition system that can be used to support classroom activities, interface with other devices, or perform rapid prototyping of end-user applications. The software comprehends a set of programming APIs, a biosignal processing toolbox, and a framework for real time data acquisition and postprocessing. (C) 2014 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Electrodeposition and characterization of nickel–copper metallic foams for application as electrodes for supercapacitors

Nickel-copper metallic foams were electrodeposited from an acidic electrolyte, using hydrogen bubble evolution as a dynamic template. Their morphology and chemical composition was studied by scanning electron microscopy and related to the deposition parameters (applied current density and deposition time). For high currents densities (above 1 A cm(-2)) the nickel-copper deposits have a three-dimensional foam-like morphology with randomly distributed nearly-circular pores whose walls present an open dendritic structure. The nickel-copper foams are crystalline and composed of pure nickel and a copper-rich phase containing nickel in solid solution. The electrochemical behaviour of the material was studied by cyclic voltammetry and chronopotentiometry (charge-discharge curves) aiming at its application as a positive electrode for supercapacitors. Cyclic voltammograms showed that the Ni-Cu foams have a pseudocapacitive behaviour. The specific capacitance was calculated from charge-discharge data and the best value (105 F g(-1) at 1 mA cm(-2)) was obtained for nickel-copper foams deposited at 1.8 A cm(-2) for 180 s. Cycling stability of these foams was also assessed and they present a 90 % capacitance retention after 10,000 cycles at 10 mA cm(-2).

Modelling and segmentation of the vocal tract during speech production by using deformable models in magnetic resonance images

The first and second authors would like to thank the support of the PhD grants with references SFRH/BD/28817/2006 and SFRH/PROTEC/49517/2009, respectively, from Fundação para a Ciência e Tecnol ogia (FCT). This work was partially done in the scope of the project “Methodologies to Analyze Organs from Complex Medical Images – Applications to Fema le Pelvic Cavity”, wi th reference PTDC/EEA- CRO/103320/2008, financially supported by FCT.

Synthesis and properties of Co-doped titanate nanotubes and their optical sensitization with methylene blue

Agência Financiadora - Fundação para a Ciência e Tecnologia - PTDC/CTM NAN/113021/2009

Automatic diagnosis of liver steatosis by ultrasound using autoregressive tissue characterization

Liver steatosis is mainly a textural abnormality of the hepatic parenchyma due to fat accumulation on the hepatic vesicles. Today, the assessment is subjectively performed by visual inspection. Here a classifier based on features extracted from ultrasound (US) images is described for the automatic diagnostic of this phatology. The proposed algorithm estimates the original ultrasound radio-frequency (RF) envelope signal from which the noiseless anatomic information and the textural information encoded in the speckle noise is extracted. The features characterizing the textural information are the coefficients of the first order autoregressive model that describes the speckle field. A binary Bayesian classifier was implemented and the Bayes factor was calculated. The classification has revealed an overall accuracy of 100%. The Bayes factor could be helpful in the graphical display of the quantitative results for diagnosis purposes.

Uso de agrotóxicos e impactos econômicos sobre a saúde

OBJETIVO: Estimar externalidades associadas às intoxicações agudas por agrotóxicos. MÉTODOS: Foram estimadas as probabilidades de intoxicação aguda segundo as características dos estabelecimentos rurais e de municípios no Paraná. Foram utilizadas informações sobre intoxicações agudas obtidas da Pesquisa de Previsão de Safras de 1998 a 1999. Os custos esperados com a intoxicação nessas propriedades foram calculados a partir da soma das despesas médicas-hospitalares e dos dias de convalescência necessários para restabelecer a saúde dos intoxicados. Foi construído um modelo multinível para análise. RESULTADOS: O custo associado à intoxicação aguda pode representar até US$ 149 milhões para o Paraná, i.e., para cada dólar gasto com a compra dos agrotóxicos no estado, cerca de US$ 1,28 poderiam ser gerados em custos externos com a intoxicação. Essa situação poderia ser revertida com a implementação de políticas públicas, como adoção de programa de incentivo à agricultura orgânica nos municípios, cujo custo social com a intoxicação aguda poderia ser reduzido em torno de US$ 25 milhões. CONCLUSÕES: A sociedade, em especial as populações mais atingidas pelos agrotóxicos, seriam beneficiadas se riscos de intoxicação aguda associados ao atual modelo de produção agrícola fossem reconhecidos e eliminados. É necessária a implementação de políticas públicas e ações integradas envolvendo os campos da economia, da saúde pública, da agronomia, do meio ambiente, da educação e da ciência e tecnologia, dentre outros.

Gestão de resíduos hospitalares

Este trabalho de investigação analisa os aspectos psico-sociais e técnicos dos resíduos nos hospitais, fundamentalmente a preferência por dispositivos médicos (DM) reutilizáveis ou descartáveis e a separação de resíduos, tanto para reciclagem como nos grupos definidos pela legislação. Aborda, também, os riscos para a saúde e a percepção de risco induzidos pelos resíduos hospitalares (RH). A parte prática é efectuada em seis hospitais, sendo acompanhados entre oito e doze serviços por hospital. Na selecção destes hospitais foram considerados critérios que permitem a respectiva diferenciação em dois grupos, de acordo com as características (especializados/distritais) e com a localização geográfica (a norte/a sul). Os instrumentos de observação utilizados são: observação directa, entrevistas e questionários. Com a parte prática procura-se conhecer a evolução temporal dos aspectos anteriormente referidos, mas também as diferenças existentes entre grupos de hospitais, entre grupos de profissionais de saúde e entre grupos de profissionais com diferentes opções de gestão de RH. Tendo por base esta subdivisão, apresentam-se os principais resultados: * Evolução temporal. No espaço de um ano observa-se um acréscimo acentuado na preferência por DM descartáveis, contudo também se regista um aumento do conhecimento sobre a separação dos RH por grupos e uma diminuição da percepção de risco. * Grupos de hospitais. Nos hospitais especializados e nos hospitais a norte verifica-se um menor conhecimento sobre os vários aspectos inerentes aos RH e uma maior percepção de risco associada, comparativamente aos hospitais distritais e a sul. Neste últimos, é maior a preferência por descartáveis. * Grupos de profissionais de saúde. O grupo dos enfermeiros apresenta maior conhecimento sobre RH e uma percepção de risco mais elevada em oposição ao grupo dos médicos. O grupo dos auxiliares de acção médica demonstra maior divergência entre a percepção e a realidade, apresentando, também, a maior preferência por descartáveis. * Grupos de profissionais com diferentes opções de gestão de resíduos. Os profissionais que optam preferencialmente por descartáveis têm percepções de risco mais elevadas que os que preferem os reutilizáveis. Os recicladores estão mais despertos para os problemas dos RH que os não recicladores, sendo a formação sobre o tema um aspecto importante. Também, os profissionais que separaram mais correctamente os RH por grupos são os que têm mais conhecimento sobre o tema e uma percepção de risco mais aproximada da definida na legislação. Estes resultados podem dar um grande contributo na gestão de RH, nomeadamente se forem incluídos nos correspondentes planos e políticas

Síntese de acetato de decilo por catálise enzimática em meio supercrítico

Este trabalho teve como objectivo o estudo, em reactor fechado, da produção de ésteres de cadeia longa por catálise enzimática em meio supercrítico com vista ao desenvolvimento de um processo sustentável, tecnologicamente eficiente e limpo e que constitua uma alternativa aos processos químicos tradicionais. Como composto modelo a produzir foi seleccionado o acetato de decilo, um éster com aplicação na indústria de fragrâncias. A reacção estudada foi a transesterificação do acetato de vinilo com o decanol, obtendo-se como principal produto o acetato de decilo. O catalisador escolhido foi a lipase B de Candida antarctica (CALB), imobilizada na resina macroporosa Lewatit B (Novozym 435®). A síntese de acetato de decilo foi estudada numa instalação experimental de alta pressão, equipada com um reactor fechado de volume variável, a operar isotermicamente a 35 ºC e a 100 bar, usando-se como solvente CO2 em condições supercríticas. Fez-se a determinação do conteúdo enzimático por tamanho de partícula de catalisador, tendo-se verificado que as partículas mais pequenas têm uma quantidade específica de enzima mais elevada, havendo uma relação inversamente proporcional entre o conteúdo enzimático e o tamanho de partícula. Verificou-se também que a enzima deve estar localizada numa camada exterior da partícula, seguindo um modelo do tipo “casca de ovo”, sendo a espessura dessa camada de 60 μm (assumindo distribuição uniforme) e independente do tamanho de partícula. Analisaram-se as resistências à transferência de massa, tanto externas como internas. Para as primeiras, fez-se apenas variar a agitação dentro do reactor, mantendo todas as outras condições de operação constantes (temperatura, pressão, quantidade de enzima, tamanho de partícula, concentração de substratos na alimentação). Verificou-se que a partir de 950 r.p.m. as resistências externas à transferência de massa são eliminadas. Relativamente às resistências internas, realizaram-se várias reacções com diferentes tamanhos de partícula, mas com a mesma quantidade de enzima, a mesma concentração dos dois substratos na alimentação, a mesma agitação, temperatura e pressão. Os resultados obtidos mostram que não há influência significativa do tamanho das partículas de catalisador sobre a velocidade inicial de reacção, pelo que as resistências internas à transferência de massa se podem considerar desprezáveis. Estudou-se também o efeito da variação da concentração dos substratos na alimentação sobre as velocidades iniciais de reacção. Observou-se que a partir de uma determinada concentração de decanol em excesso relativamente ao acetato de vinilo, a reacção é inibida pelo álcool. Pelo contrário, a reacção é favorecida quando a alimentação tem excesso de acetato de vinilo, havendo um aumento significativo da sua velocidade inicial. Estes resultados são consistentes com um mecanismo do tipo Ping-pong bi-bi com inibição competitiva por parte do álcool, comum na descrição de reacções enzimáticas de esterificação/transesterificação. Por último, fez-se uma comparação dos resultados obtidos em meio supercrítico (CO2) e em meio orgânico (hexano). Observou-se que as reacções em hexano apresentam uma velocidade inicial significativamente superior.

Síntese de uma biblioteca de derivados de indole com potencial actividade antioxidante e inibição selectiva da COX‐2

Os compostos indólicos constituem uma extensa e larga família de compostos presentes em bactérias, plantas e animais, sendo alvo de especial interesse nas áreas tanto da química biológica como na da química medicinal. O triptofano, aminoácido essencial para o Homem, constitui um importante exemplo de derivados de indole. Outros exemplos, derivados desta importante estrutura, são o ácido indole‐3‐acético (hormona presente nas plantas) e a melatonina (hormona segregada pela glândula pineal). Uma importante característica dos compostos derivados do indole é que estes podem ser úteis como fármacos usados no tratamento da inflamação (por exemplo,indometacina, acemetacina, etodolac), assim como no tratamento de doenças associadas ao stress oxidativo, como o cancro e doenças neurodegenerativas. Com o intuito de estudar a relação estrutura‐actividade sintetizou‐se uma biblioteca de derivados de indole e, posteriormente, avaliou‐se a actividade antioxidante dos compostos preparados usando como espécie reactiva de oxigénio o radical peroxilo. Todos os compostos testados, à excepção de um, revelaram actividade. Os resultados obtidos contribuirão para o design racional de futuras gerações de bibliotecas. Foram, ainda, desenvolvidos estudos sintéticos para a preparação de um potencial inibidor selectivo da COX‐2.

Pattern operators for grid

The definition and programming of distributed applications has become a major research issue due to the increasing availability of (large scale) distributed platforms and the requirements posed by the economical globalization. However, such a task requires a huge effort due to the complexity of the distributed environments: large amount of users may communicate and share information across different authority domains; moreover, the “execution environment” or “computations” are dynamic since the number of users and the computational infrastructure change in time. Grid environments, in particular, promise to be an answer to deal with such complexity, by providing high performance execution support to large amount of users, and resource sharing across different organizations. Nevertheless, programming in Grid environments is still a difficult task. There is a lack of high level programming paradigms and support tools that may guide the application developer and allow reusability of state-of-the-art solutions. Specifically, the main goal of the work presented in this thesis is to contribute to the simplification of the development cycle of applications for Grid environments by bringing structure and flexibility to three stages of that cycle through a commonmodel. The stages are: the design phase, the execution phase, and the reconfiguration phase. The common model is based on the manipulation of patterns through pattern operators, and the division of both patterns and operators into two categories, namely structural and behavioural. Moreover, both structural and behavioural patterns are first class entities at each of the aforesaid stages. At the design phase, patterns can be manipulated like other first class entities such as components. This allows a more structured way to build applications by reusing and composing state-of-the-art patterns. At the execution phase, patterns are units of execution control: it is possible, for example, to start or stop and to resume the execution of a pattern as a single entity. At the reconfiguration phase, patterns can also be manipulated as single entities with the additional advantage that it is possible to perform a structural reconfiguration while keeping some of the behavioural constraints, and vice-versa. For example, it is possible to replace a behavioural pattern, which was applied to some structural pattern, with another behavioural pattern. In this thesis, besides the proposal of the methodology for distributed application development, as sketched above, a definition of a relevant set of pattern operators was made. The methodology and the expressivity of the pattern operators were assessed through the development of several representative distributed applications. To support this validation, a prototype was designed and implemented, encompassing some relevant patterns and a significant part of the patterns operators defined. This prototype was based in the Triana environment; Triana supports the development and deployment of distributed applications in the Grid through a dataflow-based programming model. Additionally, this thesis also presents the analysis of a mapping of some operators for execution control onto the Distributed Resource Management Application API (DRMAA). This assessment confirmed the suitability of the proposed model, as well as the generality and flexibility of the defined pattern operators

Estudo da influência do material inorgânico na formação de H2S e HCl durante a co-gasificação de CDR com carvão

O objectivo principal deste trabalho relaciona-se com a compreensão dos mecanismos de formação de H2S e HCl durante a co-gasificação de C.D.R com carvão. A presença de material inorgânico nas cinzas dos combustíveis utilizados poderá ter alguma influência na formação e subsequentes reacções de H2S e HCl, tornando-se importante compreender qual a extensão da influência destes materiais na formação destas espécies, encaradas como contaminantes do gás produzido. A utilização de misturas de C.D.R. com carvão em gasificação poderá contribuir para a redução das quantidades de resíduos depositadas em aterro. Sendo a gasificação um processo menos poluente do que a incineração, a gasificação destes materiais poderá traduzir-se num menor impacto ambiental. Os C.D.R. são materiais heterogéneos e portanto as quantidades de S, Cl e material inorgânico poderão variar tornando relevante o estudo de potenciais sinergias entre os C.D.R. e o carvão com o objectivo de 1) minimizar a emissão de poluentes gasosos, 2) minimizar a quantidade de cinza produzida e 3) aproveitar o material inorgânico, que pode desempenhar actividade catalítica conduzindo à redução da formação de H2S e HCl. Com este estudo foi determinada uma aparente relação linear entre os teores de enxofre nos combustíveis e a formação de H2S, sendo que no entanto a forma sob a qual o enxofre se encontra nos combustíveis poderá desempenhar um importante papel na conversão do enxofre em H2S. No caso do HCl, a referida relação não pareceu ser tão clara. Foi igualmente determinado que maiores temperaturas de operação promovem a formação de H2S, ao mesmo tempo que reduzem a formação de HCl, e que enquanto o aumento da quantidade de oxigénio poderá conduzir à redução da formação de H2S, não terá impacto significativo na formação de HCl. No que diz respeito aos metais foi verificado que Ca, Fe e Zn terão um papel importante na redução da formação de H2S e HCl, enquanto que K e Na terão apenas influência na formação de HCl e o Al e a Si, não afectaram nem a formação de H2S nem a de HCl.

Services innovation and economic performance: An analysis at the firm

In this paper we estimate a model linking innovation effort and economic performance, along the lines of the Mairesse and Mohnen (2003) model. We examine this relationship in the context of services sectors instead of Research and Development intensive manufacturing sectors. Much effort has already been made to explore the innovation-performance relationship for manufacturing sectors but it is still much understudied for services, particularly for Portugal. In this paper we aim to take a step in fulfilling this gap. We use new firm level data for ten services sectors from the Second Community Innovation Survey of Portugal, to estimate the model.

Structural and mechanistic studies of iron containing proteins

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Bioquímica, ramo de Bioquímica-Física, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Coordinated transportation of a large object by a team of two robots

In this paper dynamical systems theory is used as a theoretical language and tool to design a distributed control architecture for a team of two robots that must transport a large object and simultaneously avoid collisions with obstacles (either static or dynamic). This work extends the previous work with two robots (see [1] and [5]). However here we demonstrate that it’s possible to simplify the architecture presented in [1] and [5] and reach an equally stable global behavior. The robots have no prior knowledge of the environment. The dynamics of behavior is defined over a state space of behavior variables, heading direction and path velocity. Task constrains are modeled as attractors (i.e. asymptotic stable states) of a behavioral dynamics. For each robot, these attractors are combined into a vector field that governs the behavior. By design the parameters are tuned so that the behavioral variables are always very close to the corresponding attractors. Thus the behavior of each robot is controlled by a time series of asymptotic stable states. Computer simulations support the validity of the dynamical model architecture.

Projecto de um sistema de transmissão de um veículo de competição formula student

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica.