Embedded platform for ECG biometric recognition

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Sistema de multiprocessamento para simulação de N-corpos em FPGA

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Acerca da medição da hidratação 'profunda' da pele

Aágua, na epiderme, deve distribuir-se de acordo com a estrutura histológica que se conhece para este tecido, admitindo-se que as células em diferenciação, desde a camada basal (100% de água) ao estrato córneo (cerca de 10% de água) possuam distintos conteúdos hídricos. O objectivo do presente estudo foi esclarecer, se métodos especialmente concebidos, como é o caso do sistema MoistureMeter- D®, conseguem detectar a água profunda da epiderme. Foram seleccionados 13 voluntários, nos quais se marcaram aleatoriamente 3 sítios de aplicação na face ventral do antebraço para aplicação de (a) um penso com a solução de Lauril Sulfato de Sódio (LSS) a 3,5%, (b) um penso sem qualquer solução (controlo positivo) e (c) uma área de controlo sem penso (controlo negativo). Após 24h, os pensos foram removidos, procedendo-se à medição da hidratação através de metodologias não invasivas, com o auxílio dos sistemas MoistureMeter-D® e MoistureMeter-SC®, sistemas baseados na medição da variação da “capacitância” epidérmica, utilizando diferentes frequências de medição, respectivamente, 300 MHz e 1,25MHz.A perda trans-epidérmica de água (PTEA) e o eritema, foram também medidos nos sítios estudados (Tewameter TM300 e Chromameter CR3000, respectivamente). Os dados foram estatisticamente avaliados (descritiva e não paramétrica) adoptando-seumnível de confiança de 95%. Os resultados obtidos revelam a alteração da função de barreira da pele e presença de edema no sítio tratado com LSS, conforme se encontra descrito na literatura. Em relação à medição da hidratação da epiderme, os resultados não evidenciaram diferenças significativas entre os sítios estudados, quando medidos pelo MoistureMeter-D®. Contudo, verificou-se uma maior hidratação superficial no local da aplicação do provocador, conforme se encontra descrito mna literatura. Os presentes resultados sugerem que, apesar das especificações do fabricante, o sistema em causa não detecta as variações mais profundas de conteúdo hídrico descritas.

Aplicando métodos de solução de problemas em tarefas de interpretação de rochas

A Engenharia de Conhecimento (Knowledge Engineering - KE) atual considera o desenvolvimento de Sistemas Baseados em Conhecimento (Knowledge- Based Systems - KBSs) como um processo de modelagem baseado em modelos de conhecimento reusáveis. A noção de Métodos de Solução de Problemas (Problem- Solving Methods - PSMs) desempenha um importante papel neste cenário de pesquisa, pois representa o conhecimento inferencial de KBSs em um formalismo explícito. Não menos importante, PSMs também facilitam a compreensão do processo de raciocínio desenvolvido por humanos. PSMs são descritos em um formalismo abstrato e independente de implementação, facilitando a análise do conhecimento inferencial que muitas vezes é obscurecido em grandes bases de conhecimento. Desta forma, este trabalho discute a noção de PSMs, avaliando os problemas de pesquisa envolvidos no processo de desenvolvimento e especificação de um método, como também analisando as possibilidades de aplicação de PSMs. O trabalho apresenta a descrição e análise de um estudo de caso sobre o processo de desenvolvimento, especificação e aplicação de um PSM Interpretação de Rochas. As tarefas de interpretação de rochas são desenvolvidas por petrógrafos especialistas e correspondem a um importante passo na caracterização de rochasreservatório de petróleo e definição de técnicas de exploração, permitindo que companhias de petróleo reduzam custos de exploração normalmente muito elevados. Para suportar o desenvolvimento de KBSs neste domínio de aplicação, foram desenvolvidos dois PSMs novos: o PSM Interpretação de Rochas e o PSM Interpretação de Ambientes Diagenéticos. Tais métodos foram especificados a partir de uma análise da perícia em Petrografia Sedimentar, como também a partir de modelos de conhecimento e dados desenvolvidos durante o projeto PetroGrapher. O PSM Interpretação de Rochas e o PSM Interpretação de Ambientes Diagenéticos são especificados conceitualmente em termos de competência, especificação operacional e requisitos/suposições. Tais definições detalham os componentes centrais de um esquema de raciocínio para interpretação de rochas. Este esquema é empregado como um modelo de compreensão e análise do processo de raciocínio requerido para orientar o desenvolvimento de uma arquitetura de raciocínio para interpretação de rochas. Esta arquitetura é descrita em termos de requisitos de armazenamento e manipulação de dados e conhecimento, permitindo projetar e construir um algoritmo de inferência simbólico para uma aplicação de bancos de dados inteligentes denominada PetroGrapher.

Um Modelo de simulação de processos de software baseado em conhecimento para o ambiente PROSOFT

Construção de software com qualidade tem motivado diversas pesquisas na área de Engenharia de Software. Problemas como a grande complexidade requerida pelas aplicações atuais e a necessidade de gerenciamento de um número cada vez maior de pessoas envolvidas em projetos são obstáculos para serem transpostos. Trabalhos relacionados a tecnologia de processos de software aparecem como uma proposta para se obter maior controle das atividades realizadas com o intuito de se obter maior qualidade. A simulação de processos de software, através da representação dos passos definidos em um modelo, tem sido utilizada no auxílio a gerentes de projetos de sistemas para fornecer-lhes informações preciosas sobre o desenvolvimento de um sistema especificado. A representação de conhecimento a respeito das características relacionadas a um ambiente de desenvolvimento ajuda na obtenção de simulações mais realísticas. A partir do modelo, o simulador obtém uma descrição do ambiente em que deve atuar, baseado no conhecimento que se tem a respeito do ambiente. Esse trabalho apresenta um modelo de simulação de processos de software baseado em conhecimento para ser inserido em um ambiente de engenharia de processos de software. A função do modelo é simular um processo de software instanciado, procurando detectar inconsistências no mesmo que possam gerar problemas durante a sua execução, como aumento de custos e comprometimento da qualidade do(s) produto(s) obtido(s). Após a simulação o projetista pode constatar a necessidade de se refazer o modelo, ajustar parâmetros ou executar o processo de software. O objetivo da simulação, nesse trabalho, é auxiliar as pessoas responsáveis por um ambiente de desenvolvimento a obter modelos de processos validados. O modelo de simulação foi definido para ser utilizado no ambiente PROSOFT, que é um ambiente de desenvolvimento que permite a integração de novas ferramentas para desenvolvimento de software. O ambiente PROSOFT vem recebendo propostas de extensão que tem contribuído para o seu aprimoramento, fornecendo para seus usuários uma quantidade cada vez maior de ferramentas de auxílio a construção de artefatos de software. As propostas mais recentes foram um modelo para construção de sistemas especialistas, a definição de um ambiente cooperativo e um gerenciador de processos de software. ATOs algébricos (construções do PROSOFT) são utilizados para especificar formalmente o modelo de simulação definido neste trabalho. A validação é realizada através de um modelo em UML (Unified Method Language) que foi utilizado como base para a construção de um programa implementado usando a linguagem Java. Isso ocorre porque a ferramenta do PROSOFT (implementada em Java) que seria utilizada para validar as especificações algébricas ainda não está finalizada.

Aplicando o conhecimento sobre os aspectos estruturais da organização no processo de modelagem de workflow

Uma organização é um arranjo sistemático composto de duas ou mais pessoas que compartilham um objetivo comum. A estrutura organizacional envolve um conjunto de aspectos ou parâmetros estruturais, os quais são freqüentemente conhecidos através da análise de documentos de planejamento existentes na organização, além de entrevistas com os funcionários e com a direção. Todavia, nem sempre a organização apresenta estas fontes de informação, dificultando o seu entendimento. Autores e profissionais da administração argumentam que a estrutura de uma organização deve ser delineada em função das necessidades dos seus processos de negócio e não vice-versa. Seguindo esta linha de raciocínio, pode-se, concluir que a estrutura dos processos de negócio está refletida na estrutura organizacional. Um processo de negócio é um conjunto de um ou mais procedimentos ou atividades relacionadas as quais, coletivamente, realizam um objetivo de negócio no contexto de uma estrutura organizacional. As organizações modernas apresentam demandas relacionadas à automação de seus processos de negócio devido à alta complexidade dos mesmos e a necessidade de maior eficiência na execução. Por este motivo é crescente a difusão de sistemas baseados em tecnologias de informação capazes de proporcionar uma melhor documentação, padronização e coordenação dos processos de negócio. Neste contexto, a tecnologia de workflow tem se mostrado bastante eficaz, principalmente, para a automatização dos processos de negócio. Contudo, por ser uma tecnologia emergente e em evolução, workflow apresenta algumas limitações. Uma das principais é a ausência de técnicas que garantam correção e eficiência ao projeto de workflow nas fases de análise de requisitos e modelagem. Nestas fases, os projetistas precisam adquirir conhecimento sobre a organização e seus processos de negócio. O entendimento da organização pode ser dificultado devido à ausência de documentos de planejamento e a problemas de conflitos de linguagem e resistências culturais que podem surgir nas entrevistas. Este trabalho tem por objetivo investigar as relações entre diferentes tipos de estrutura organizacional e (sub)processos de workflow específicos. Caso existentes, tais relações podem tanto facilitar o Projeto de workflow a partir do conhecimento da estrutura organizacional, como, também, permitir o entendimento da organização a partir de processos de workflow já existentes.

Escalonamento de um Job Shop : análise de um algoritmo com regras heurísticas

O presente trabalho visa definir um modelo de alocação dos recursos da produção para centros de trabalho em sistemas baseados em job shop, usando a abordagem heurística para garantir uma boa alocação dos recursos. São levados em conta a complexidade de um ambiente de produção, seus aspectos temporais e os modelos de Job Shop Scheduling atualmente em uso. Com isso são examinados os aspectos conceituais deste ambiente e proposto um modelo de alocação de recursos para auxiliar no planejamento operacional do mesmo. Pode-se definir os recursos como todos os elementos necessários à execução das diversas atividades de um processo produtivo, tais como equipamentos, máquinas, mão-de-obra, etc. Por sua vez, os recursos são limitados por natureza, quanto à quantidade de unidades disponíveis, às suas funcionalidades e à capacidade produtiva. O processo de alocação dos recursos pressupõe a designação dos recursos mais satisfatórios para a execução de cada uma das atividades que fazem parte de um projeto. O modelo proposto é baseado no uso de heurísticas para resolver o escalonamento nos centros de trabalho, também chamados de células de produção, usando restrições e regras entre as ordens de fabricação (peças) e as máquinas, para encontrar uma solução satisfatória ao problema. O resultado final é uma ferramenta de apoio à decisão no processo de manufatura, permitindo a visualização do melhor escalonamento de produção, visando a redução do ciclo e setup de produção no processo, com base nas informações locais do ambiente fabril. O sistema está implementado numa empresa de componentes hidráulicos, inicialmente no centro de trabalho de corte, composto por quatro máquinas que realizam o corte de diversos tipos de matérias-primas.

Diretrizes e critérios de cobertura de teste a partir de especificações UML

As maiores dificuldades encontradas no teste de software estão relacionadas à definição dos dados de teste e a decisão de quando encerrar os testes. Uma das formas encontradas para minimizar tais dificuldades está centrada na utilização de critérios de cobertura. O principal objetivo dos critérios de cobertura é tornar o processo de testes mais rápido e preciso, fornecendo informações que determinem o que testar em um software para garantir sua qualidade. A modelagem é um dos elementos de maior importância nas atividades relacionadas ao desenvolvimento de software. Os modelos são construídos principalmente para melhor se entender o sistema, descrever a estrutura e comportamento desejados, visualizar a arquitetura e documentar as decisões tomadas durante o seu desenvolvimento. Atualmente, o sistema de notação mais utilizado para a modelagem de sistemas baseados nos conceitos de orientação a objetos é a Linguagem de Modelagem Unificada – UML [LAR 99]. Nesta notação, um sistema é descrito por um conjunto de diagramas que apresentam diferentes aspectos do sistema. As informações disponibilizadas por estes diagramas propiciam, já nas fases iniciais do desenvolvimento da aplicação (análise e projeto), o planejamento dos casos de teste e a definição de critérios de cobertura. Observa-se que nestas fases a maioria das informações necessárias para o teste já estão disponíveis, como por exemplo, a definição das classes com seus atributos, métodos e relacionamentos, a representação da interação existente entre objetos para a realização de um cenário e a descrição dos possíveis estados e transições de um objeto em resposta a eventos externos e internos. Este trabalho propõe um conjunto de diretrizes e critérios de cobertura de teste, tendo como base as especificações diagramáticas UML. As diretrizes estabelecem um conjunto de instruções para que o teste seja feito e os critérios de cobertura identificam os pontos principais e serem considerados durante o teste. Na definição das diretrizes e dos critérios foram avaliadas as informações disponibilizadas pelos diagramas de classes, seqüência, colaboração e estados.

Firmament : um módulo de injeção de falhas de comunicação para linux

A execução de testes é um passo essencial na adoção de novos protocolos de comunicação e sistemas distribuídos. A forma com que estes se comportam na presença de falhas, tão comuns em ambientes geograficamente distribuídos, deve ser conhecida e considerada. Testes sob condições de falha devem ser realizados e as implementações devem trabalhar dentro de sua especificação nestas condições, garantindo explicitamente o funcionamento dos seus mecanismos de detecção e recuperação de erros. Para a realização de tais testes, uma técnica poderosa é a injeção de falhas. Ferramentas de injeção de falhas permitem ao projetista ou engenheiro de testes medir a eficiência dos mecanismos de um sistema antes que o mesmo seja colocado em operação efetiva. Este trabalho apresenta o projeto, desenvolvimento e teste do injetor de falhas FIRMAMENT. Esta ferramenta executa, dentro do núcleo do sistema operacional, microprogramas, ou faultlets, sobre cada mensagem processada para a emulação de situações de falha de comunicação, utilizando uma abordagem de scripts. A ferramenta é implementada como um módulo de núcleo do sistema operacional Linux, tendo acesso total aos fluxos de entrada e saída de pacotes de forma limpa e não intrusiva, permitindo o teste de sistemas baseados nos protocolos IPv4 e IPv6. Seu desempenho é significativo, já que a ferramenta evita que os mecanismos de injeção de falhas sejam invocados nos fluxos que não sejam de interesse aos testes, bem como dispensa a cópia de dados dos pacotes de comunicação a serem inspecionados e manipulados. A aplicabilidade da ferramenta, dada pela sua facilidade de integração a um ambiente de produção, é conseqüência de sua disponibilidade como um módulo de núcleo, podendo ser carregada como um plugin em um núcleo não modificado. As instruções por FIRMAMENT suportadas lhe dão alto poder de expressão dos cenários de falhas. Estas instruções permitem a inspeção e seleção de mensagens de forma determinística ou estatística. Além disso, fornecem diversas ações a serem realizadas sobre os pacotes de comunicação e sobre as variáveis internas do injetor, fazendo-o imitar o comportamento de falhas reais, como descarte e duplicação de mensagens, atraso na sua entrega e modificação de seu conteúdo. Estas características tornam a ferramenta apropriada para a realização de experimentos sobre protocolos e sistemas distribuídos.

Contribuições ao uso de novas tecnologias da informação e comunicação no ensino de engenharia

Neste trabalho, descreve-se o processo de produção de tecnologias educacionais e de Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs), relacionando-as ao uso do ensino em Engenharia Geotécnica. Desenvolveu-se um sistema de informação baseado num modelo que integra recursos educacionais produzidos em diferentes formatos eletrônicos e um software baseado na Web para gestão destes recursos e das informações da disciplina Fundações. O software, denominado ENGEO, auxilia a estruturação do conhecimento envolvido no domínio de aplicação, fornecendo ao professor, ou equipe de gestão, ferramentas remotas de administração dos conteúdos e dos recursos educacionais. Aos alunos, a aplicação ENGEO fornece disponibilidade de informações e de conteúdo em um ambiente flexível. Este aplicativo foi desenvolvido para o curso de Engenharia Geotécnica, particularizado para Engenharia de Fundações, com o objetivo de introduzir e incentivar a utilização de sistemas baseados na Web para compartilhamento de conteúdo das disciplinas, implementar Tecnologias de Informação e Comunicação em aplicações para fins educacionais e fomentar discussões a respeito da identidade e perfil do Engenheiro e o papel da TICs no processo de formação do profissional de Engenharia.

Implantação de um sistema de detecção de vazamentos em oleodutos com tratamento de alarmes falsos

The pumping of fluids in pipelines is the most economic and safe form of transporting fluids. That explains why in Europe there was in 1999 about 30.000 Km [7] of pipelines of several diameters, transporting millíons of cubic meters of crude oil end refined products, belonging to COCAWE (assaciation of companies of petroleum of Europe for health, environment and safety, that joint several petroleum companies). In Brazil they are about 18.000 Km of pipelines transporting millions of cubic meters of liquids and gases. In 1999, nine accidents were registered to COCAWE. Among those accidents one brought a fatal victim. The oil loss was of 171 m3, equivalent to O,2 parts per million of the total of the transported volume. Same considering the facts mentioned the costs involved in ao accident can be high. An accident of great proportions can bríng loss of human lives, severe environmental darnages, loss of drained product, loss . for dismissed profit and damages to the image of the company high recovery cost. In consonance with that and in some cases for legal demands, the companies are, more and more, investing in systems of Leak detection in pipelines based on computer algorithm that operate in real time, seeking wíth that to minimize still more the drained volumes. This decreases the impacts at the environment and the costs. In general way, all the systems based on softWare present some type of false alarm. In general a commitment exists betWeen the sensibílity of the system and the number of false alarms. This work has as objective make a review of thé existent methods and to concentrate in the analysis of a specific system, that is, the system based on hydraulic noise, Pressure Point Analyzis (PPA). We will show which are the most important aspects that must be considered in the implementation of a Leak Detection System (LDS), from the initial phase of the analysis of risks passing by the project bases, design, choice of the necessary field instrumentation to several LDS, implementation and tests. We Will make na analysis of events (noises) originating from the flow system that can be generator of false alarms and we will present a computer algorithm that restricts those noises automatically

Acelerando algoritmos de baixo nível em visão robótica com hardware reconfigurável

A challenge that remains in the robotics field is how to make a robot to react in real time to visual stimulus. Traditional computer vision algorithms used to overcome this problem are still very expensive taking too long when using common computer processors. Very simple algorithms like image filtering or even mathematical morphology operations may take too long. Researchers have implemented image processing algorithms in high parallelism hardware devices in order to cut down the time spent in the algorithms processing, with good results. By using hardware implemented image processing techniques and a platform oriented system that uses the Nios II Processor we propose an approach that uses the hardware processing and event based programming to simplify the vision based systems while at the same time accelerating some parts of the used algorithms

Sistema integrado para tomada de decisão espacial em situações de derramamento de óleo no litoral norte do Estado do RN

The northern coast of Rio Grande do Norte State (RN) shows areas of Potiguar basin with high activity in petroleum industry. With the goal of avoiding and reducing the accident risks with oil it is necessary to understand the natural vulnerability, mapping natural resources and monitoring the oil spill. The use of computational tools for environmental monitoring makes possible better analyses and decisions in political management of environmental preservation. This work shows a methodology for monitoring of environment impacts, with purpose of avoiding and preserving the sensible areas in oil contact. That methodology consists in developing and embedding an integrated computational system. Such system is composed by a Spatial Decision Support System (SDSS). The SDSS shows a computational infrastructure composed by Web System of Geo-Environmental and Geographic Information - SWIGG , the System of Environmental Sensibility Maps for Oil Spill AutoMSA , and the Basic System of Environmental Hydrodynamic ( SisBAHIA a System of Modeling and Numerical Simulating SMNS). In a scenario of oil spill occurred coastwise of Rio Grande do Norte State s northern coast, the integration of such systems will give support to decision agents for managing of environmental impacts. Such support is supplied through a system of supporting to spatial decisions