Projecto de Controladores usando Redes Neuronais

Neste documento descreve-se o projeto desenvolvido na unidade curricular de Tese e Dissertação durante o 2º ano do Mestrado de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores no ramo de Automação e Sistemas, no Departamento de Engenharia Eletrotécnica (DEE) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). O projeto escolhido teve como base o uso da tecnologia das redes neuronais para implementação em sistemas de controlo. Foi necessário primeiro realizar um estudo desta tecnologia, perceber como esta surgiu e como é estruturada. Por último, abordar alguns casos de estudo onde as redes neuronais foram aplicadas com sucesso. Relativamente à implementação, foram consideradas diferentes estruturas de controlo, e entre estas escolhidas a do sistema de controlo estabilizador e sistema de referência adaptativo. No entanto, como o objetivo deste trabalho é o estudo de desempenho quando aplicadas as redes neuronais, não se utilizam apenas estas como controlador. A análise exposta neste trabalho trata de perceber em que medida é que a introdução das redes neuronais melhora o controlo de um processo. Assim sendo, os sistemas de controlo utilizados devem conter pelo menos uma rede neuronal e um controlador PID. Os testes de desempenho são aplicados no controlo de um motor DC, sendo realizados através do recurso ao software MATLAB. As simulações efetuadas têm diferentes configurações de modo a tirar conclusões o mais gerais possível. Assim, os sistemas de controlo são simulados para dois tipos de entrada diferentes, e com ou sem a adição de ruído no sensor. Por fim, é efetuada uma análise das respostas de cada sistema implementado e calculados os índices de desempenho das mesmas.

Monitoring morphisms to support sustainable interoperability of enterprise systems

Dissertation to obtain the Master degree in Electrical Engineering and Computer Science

Fractais - Aplicações em Engenharia

Num universo despovoado de formas geométricas perfeitas, onde proliferam superfícies irregulares, difíceis de representar e de medir, a geometria fractal revelou-se um instrumento poderoso no tratamento de fenómenos naturais, até agora considerados erráticos, imprevisíveis e aleatórios. Contudo, nem tudo na natureza é fractal, o que significa que a geometria euclidiana continua a ser útil e necessária, o que torna estas geometrias complementares. Este trabalho centra-se no estudo da geometria fractal e na sua aplicação a diversas áreas científicas, nomeadamente, à engenharia. São abordadas noções de auto-similaridade (exata, aproximada), formas, dimensão, área, perímetro, volume, números complexos, semelhança de figuras, sucessão e iterações relacionadas com as figuras fractais. Apresentam-se exemplos de aplicação da geometria fractal em diversas áreas do saber, tais como física, biologia, geologia, medicina, arquitetura, pintura, engenharia eletrotécnica, mercados financeiros, entre outras. Conclui-se que os fractais são uma ferramenta importante para a compreensão de fenómenos nas mais diversas áreas da ciência. A importância do estudo desta nova geometria, é avassaladora graças à sua profunda relação com a natureza e ao avançado desenvolvimento tecnológico dos computadores.

Estratégias de Comercialização de Potência como Medida de Eficiência Energética

A presente dissertação insere-se no âmbito da unidade curricular “ Dissertação” do 2º ano do mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Sistemas Elétricos de Energia. Com o aumento crescente do número de consumidores de energia, é cada vez mais imperioso a adoção de medidas de racionalização e gestão dos consumos da energia elétrica. Existem diferentes tipos de dificuldades no planeamento e implementação de novas centrais produtoras de energia renovável, pelo que também por este motivo é cada vez mais importante adoção de medidas de gestão de consumos, quer ao nível dos clientes alimentados em média tensão como de baixa tensão. Desta forma será mais acessível a criação de padrões de eficiência energética elevados em toda a rede de distribuição de energia elétrica. Também a economia é afetada por uma fraca gestão dos consumos por parte dos clientes. Elevados desperdícios energéticos levam a que mais energia tenha que ser produzida, energia essa que contribui ainda mais para a elevada taxa de dependência energética em Portugal, e para o degradar da economia nacional. Coloca-se assim a necessidade de implementar planos e métodos que promovam a eficiência energética e a gestão racional de consumos de energia elétrica. Apresenta-se nesta dissertação várias propostas, algumas na forma de projetos já em execução, que visam sensibilizar o consumidor para a importância da utilização eficiente de energia e, ao mesmo tempo, disponibilizam as ferramentas tecnológicas adequadas para auxiliar a implementação dos métodos propostos. Embora os planos apresentados, sobejamente conhecidos, tenham imensa importância, a implementação nos vários consumidores de sistemas capazes de efetivamente reduzir consumos tem um papel fundamental. Equipamentos de gestão de consumos, que são apresentados nesta dissertação, permitem ao consumidor aceder diretamente ao seu consumo. Podem aceder não apenas ao consumo global da instalação mas também ao consumo específico por equipamento, permitindo perceber onde se verifica a situação mais desfavorável. Funcionalidades de programação de perfis tipo, com limitações de potência em vários períodos horários, bem como possibilidades de controlo remoto com recurso a aplicações para Smartphones permitem a redução de consumos ao nível da rede de distribuição e, desta forma, contribuir para a redução dos desperdícios e da dependência energética em Portugal. No âmbito do trabalho de dissertação é desenvolvida uma metodologia de comercialização de potência, que é apresentada nesta tese. Esta metodologia propõem que o consumidor, em função dos seus consumos, pague apenas a quantidade de potência que efetivamente necessita num certo período de tempo. Assim, o consumidor deixa de pagar uma tarifa mensal fixa associada á sua potência contratada, e passará a pagar um valor correspondente apenas à potência que efetivamente solicitou em todas as horas durante o mês. Nesta metodologia que é apresentada, o consumidor poderá também fazer uma análise do seu diagrama de cargas e simular uma alteração da sua tarifa, tarifa esta que varia entre tarifa simples, bi-horária semanal, bi-horária diária, tri-horária semanal ou tri-horária diária, de forma a perceber em qual destas pagará um menor valor pela mesma energia. De forma a que o consumidor possa perceber se haverá vantagem de uma alteração para uma potência contratada flexível, ou para uma outra tarifa associada á energia, tem ao seu dispor uma ferramenta, que em função dos seus consumos, permite retirar conclusões sobre o preço final a pagar na fatura, após cada tipo de alteração. Esta ferramenta foi validada com recurso a várias simulações, para diferentes perfis de consumidores. Desta forma, o utilizador fica a perceber que realmente pode poupar com uma potência contratada flexível, ao mesmo tempo que pode identificar-se com um perfil de simulação e, mais facilmente, perceber para que alteração tarifária pode usufruir de uma maior poupança.

SOUTH AMERICAN COLLABORATION IN SCIENTIFIC PUBLICATIONS ON LEISHMANIASIS: BIBLIOMETRIC ANALYSIS IN SCOPUS (2000-2011)

Objectives: Evaluate the production and the research collaborative network on Leishmaniasis in South America. Methods: A bibliometric research was carried out using SCOPUS database. The analysis unit was original research articles published from 2000 to 2011, that dealt with leishmaniasis and that included at least one South American author. The following items were obtained for each article: journal name, language, year of publication, number of authors, institutions, countries, and others variables. Results: 3,174 articles were published, 2,272 of them were original articles. 1,160 different institutional signatures, 58 different countries and 398 scientific journals were identified. Brazil was the country with more articles (60.7%) and Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ) had 18% of Brazilian production, which is the South American nucleus of the major scientific network in Leishmaniasis. Conclusions: South American scientific production on Leishmaniasis published in journals indexed in SCOPUS is focused on Brazilian research activity. It is necessary to strengthen the collaboration networks. The first step is to identify the institutions with higher production, in order to perform collaborative research according to the priorities of each country.

Negotiation environment to support enterprise interoperability sustainability

Dissertation to obtain the Master degree in Electrical Engineering and Computer Science

Automatic information retrieval through text-mining

The dissertation presented for obtaining the Master’s Degree in Electrical Engineering and Computer Science, at Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Web evaluator for students: a case example

Getting the attention of students has always been a hard task for most teachers. In this context the use of new technologies can be taken into consideration for giving the teacher new means to incentive his students. The tool described in this article gives importance to the opinion of the students for their own evaluation. Thanks to it a group of students from the University of Minho was able to post questions to their colleagues and to evaluate their peer’s works on the discipline of Power Electronics Complement.

Исследование инжинерно-геолргических и гидрогеологических условии Бакурианского плато экспресс-методом электроразведки с использованием программного обеспечения IPI2WIN

ელექტროძიების ექსპრეს-მეთოდით პროგრამული უზრუნველყოფის IPI2WIN გამოყენებით კვლევის მიზანს წარმოადგენს ბაკურიანის პლატოზე გავრცელებული ნალექების საინჟინრო-გეოლოგიური და ჰიდროგეოლოგიური პირობების დაზუსტება ცენტრალური პროფილის მაგალითზე. IPI2WIN პროგრამული უზრუნველყოფით მიღებული კუთრი ელექტრული წინაღობის ჭრილი კარგ თანხვედრაშია ტრადიციული პალეტური ინტერპრეტაციის შედეგად მიღებულ (I-I’) გეოელექტრულ ჭრილთან.

When orthologs diverge between human and mouse.

Despite the common assumption that orthologs usually share the same function, there have been various reports of divergence between orthologs, even among species as close as mammals. The comparison of mouse and human is of special interest, because mouse is often used as a model organism to understand human biology. We review the literature on evidence for divergence between human and mouse orthologous genes, and discuss it in the context of biomedical research.

Toward interoperable bioscience data.

To make full use of research data, the bioscience community needs to adopt technologies and reward mechanisms that support interoperability and promote the growth of an open 'data commoning' culture. Here we describe the prerequisites for data commoning and present an established and growing ecosystem of solutions using the shared 'Investigation-Study-Assay' framework to support that vision.

Biocurators and biocuration: surveying the 21st century challenges.

Curated databases are an integral part of the tool set that researchers use on a daily basis for their work. For most users, however, how databases are maintained, and by whom, is rather obscure. The International Society for Biocuration (ISB) represents biocurators, software engineers, developers and researchers with an interest in biocuration. Its goals include fostering communication between biocurators, promoting and describing their work, and highlighting the added value of biocuration to the world. The ISB recently conducted a survey of biocurators to better understand their educational and scientific backgrounds, their motivations for choosing a curatorial job and their career goals. The results are reported here. From the responses received, it is evident that biocuration is performed by highly trained scientists and perceived to be a stimulating career, offering both intellectual challenges and the satisfaction of performing work essential to the modern scientific community. It is also apparent that the ISB has at least a dual role to play to facilitate biocurators' work: (i) to promote biocuration as a career within the greater scientific community; (ii) to aid the development of resources for biomedical research through promotion of nomenclature and data-sharing standards that will allow interconnection of biological databases and better exploit the pivotal contributions that biocurators are making. DATABASE URL: http://biocurator.org.

'Hearts and bones': the ups and downs of 'plasticity' in stem cell biology.

More than a decade ago, 'plasticity' suddenly became a 'fashionable' topic with overemphasized implications for regenerative medicine. The concept of 'plasticity' is supported by old transplantation work, at least for embryonic cells, and metaplasia is a classic example of plasticity observed in patients. Nevertheless, the publication of a series of papers showing rare conversion of a given cell type into another unrelated cell raised the possibility of using any unaffected tissue to create at will new cells to replace a different failing tissue or organ. This resulted in disingenuous interpretations and a reason not to fund anymore research on embryonic stem cells (ESc). Moreover, many papers on plasticity were difficult to reproduce and thus questioned; raising issues about plasticity as a technical artefact or a consequence of rare spontaneous cells fusion. More recently, reprogramming adult differentiated cells to a pluripotent state (iPS) became possible, and later, one type of differentiated cell could be directly reprogrammed into another (e.g. fibroblasts into neurons) without reverting to pluripotency. Although the latter results from different and more robust experimental protocols, these phenomena also exemplify 'plasticity'. In this review, we want to place 'plasticity' in a historical perspective still taking into account ethical and political implications.

Parasitic diseases: opportunities and challenges in the 21st century

The opportunities and challenges for the study and control of parasitic diseases in the 21st century are both exciting and daunting. Based on the contributions from this field over the last part of the 20th century, we should expect new biologic concepts will continue to come from this discipline to enrich the general area of biomedical research. The general nature of such a broad category of infections is difficult to distill, but they often depend on well-orchestrated, complex life cycles and they often involve chronic, relatively well-balanced host/parasite relationships. Such characteristics force biological systems to their limits, and this may be why studies of these diseases have made fundamental contributions to molecular biology, cell biology and immunology. However, if these findings are to continue apace, parasitologists must capitalize on the new findings being generated though genomics, bioinformatics, proteomics, and genetic manipulations of both host and parasite. Furthermore, they must do so based on sound biological insights and the use of hypothesis-driven studies of these complex systems. A major challenge over the next century will be to capitalize on these new findings and translate them into successful, sustainable strategies for control, elimination and eradication of the parasitic diseases that pose major public health threats to the physical and cognitive development and health of so many people worldwide.

Desenvolupament d'eines d'alta ressolució per al cribatge (screening) de l'activitat de fàrmacs

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Satandford University, EEUU, entre 2007 i 2009. Els darrers anys, hi ha hagut un avanç espectacular en la tecnologia aplicada a l’anàlisi del genoma i del proteoma (microarrays, PCR quantitativa real time, electroforesis dos dimensions, espectroscòpia de masses, etc.) permetent la resolució de mostres complexes i la detecció quantitativa de diferents gens i proteïnes en un sol experiment. A més a més, la seva importància radica en la capacitat d’identificar potencials dianes terapèutiques i possibles fàrmacs, així com la seva aplicació en el disseny i desenvolupament de noves eines de diagnòstic. L’aplicabilitat de les tècniques actuals, però, està limitada al nivell al que el teixit pot ser disseccionat. Si bé donen valuosa informació sobre expressió de gens i proteïnes implicades en una malaltia o en resposta a un fàrmac per exemple, en cap cas, s’obté una informació in situ ni es pot obtenir informació espacial o una resolució temporal, així com tampoc s’obté informació de sistemes in vivo. L’objectiu d’aquest projecte és desenvolupar i validar un nou microscopi, d’alta resolució, ultrasensible i de fàcil ús, que permeti tant la detecció de metabòlits, gens o proteïnes a la cèl•lula viva en temps real com l’estudi de la seva funció. Obtenint així una descripció detallada de les interaccions entre proteïnes/gens que es donen dins la cèl•lula. Aquest microscopi serà un instrument sensible, selectiu, ràpid, robust, automatitzat i de cost moderat que realitzarà processos de cribatge d’alt rendiment (High throughput screening) genètics, mèdics, químics i farmacèutics (per aplicacions diagnòstiques i de identificació i selecció de compostos actius) de manera més eficient. Per poder realitzar aquest objectius el microscopi farà ús de les més noves tecnologies: 1)la microscopia òptica i d’imatge, per millorar la visualització espaial i la sensibilitat de l’imatge; 2) la utilització de nous mètodes de detecció incloent els més moderns avanços en nanopartícules; 3) la creació de mètodes informàtics per adquirir, emmagatzemar i processar les imatges obtingudes.