Estrutura a partir do Movimento em Sistemas Autónomos

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Ramo de Sistemas Autónomos

Algebraic structure for interaction on mixed models

Binary operations on commutative Jordan algebras, CJA, can be used to study interactions between sets of factors belonging to a pair of models in which one nests the other. It should be noted that from two CJA we can, through these binary operations, build CJA. So when we nest the treatments from one model in each treatment of another model, we can study the interactions between sets of factors of the first and the second models.

From weak Allee effect to no Allee effect in Richards’ growth models

Population dynamics have been attracting interest since many years. Among the considered models, the Richards’ equations remain one of the most popular to describe biological growth processes. On the other hand, Allee effect is currently a major focus of ecological research, which occurs when positive density dependence dominates at low densities. In this chapter, we propose the dynamical study of classes of functions based on Richards’ models describing the existence or not of Allee effect. We investigate bifurcation structures in generalized Richards’ functions and we look for the conditions in the (β, r) parameter plane for the existence of a weak Allee effect region. We show that the existence of this region is related with the existence of a dovetail structure. When the Allee limit varies, the weak Allee effect region disappears when the dovetail structure also disappears. Consequently, we deduce the transition from the weak Allee effect to no Allee effect to this family of functions. To support our analysis, we present fold and flip bifurcation curves and numerical simulations of several bifurcation diagrams.

Symbolic dynamics and big bang bifurcation in Weibull-Gompertz-Fréchet's growth models

In this paper, motivated by the interest and relevance of the study of tumor growth models, a central point of our investigation is the study of the chaotic dynamics and the bifurcation structure of Weibull-Gompertz-Fréchet's functions: a class of continuousdefined one-dimensional maps. Using symbolic dynamics techniques and iteration theory, we established that depending on the properties of this class of functions in a neighborhood of a bifurcation point PBB, in a two-dimensional parameter space, there exists an order regarding how the infinite number of periodic orbits are born: the Sharkovsky ordering. Consequently, the corresponding symbolic sequences follow the usual unimodal kneading sequences in the topological ordered tree. We verified that under some sufficient conditions, Weibull-Gompertz-Fréchet's functions have a particular bifurcation structure: a big bang bifurcation point PBB. This fractal bifurcations structure is of the so-called "box-within-a-box" type, associated to a boxe ω1, where an infinite number of bifurcation curves issues from. This analysis is done making use of fold and flip bifurcation curves and symbolic dynamics techniques. The present paper is an original contribution in the framework of the big bang bifurcation analysis for continuous maps.

Explosion birth and extinction: Double big bang bifurcations and Allee effect in Tsoularis-Wallace's growth models

This work concerns dynamics and bifurcations properties of a new class of continuous-defined one-dimensional maps: Tsoularis-Wallace's functions. This family of functions naturally incorporates a major focus of ecological research: the Allee effect. We provide a necessary condition for the occurrence of this phenomenon of extinction. To establish this result we introduce the notions of Allee's functions, Allee's effect region and Allee's bifurcation curve. Another central point of our investigation is the study of bifurcation structures for this class of functions, in a three-dimensional parameter space. We verified that under some sufficient conditions, Tsoularis-Wallace's functions have particular bifurcation structures: the big bang and the double big bang bifurcations of the so-called "box-within-a-box" type. The double big bang bifurcations are related to the existence of flip codimension-2 points. Moreover, it is verified that these bifurcation cascades converge to different big bang bifurcation curves, where for the corresponding parameter values are associated distinct kinds of boxes. This work contributes to clarify the big bang bifurcation analysis for continuous maps and understand their relationship with explosion birth and extinction phenomena.

Development of a system to monitor surfer’s balance and plantar pressure and surfboard’s movement

O uso da tecnologia tem crescido nas últimas décadas nas mais diversas áreas, seja na indústria ou no dia-a-dia, e é cada vez mais evidente os benefícios que traz. No desporto não é diferente. Cada dia surgem novos desenvolvimentos objetivando a melhoria do desempenho dos praticantes de atividades físicas, possibilitando atingir resultados nunca antes pensados. Além disto, a utilização da tecnologia no desporto permite a obtenção de dados biomecânicos que podem ser utilizados tanto no treinamento quando na melhoria da qualidade de vida dos atletas auxiliando na prevenção de lesões, por exemplo. Deste modo, o presente projeto se aplica na área do desporto, nomeadamente, na modalidade do surfe, onde a ausência de trabalhos científicos ainda é elevada, aliando a tecnologia eletrônica ao desporto para quantificar informações até então desconhecidas. Três fatores básicos de desempenho foram levantados, sendo eles: equilíbrio, posicionamento dos pés e movimentação da prancha de surfe. Estes fatores levaram ao desenvolvimento de um sistema capaz de medi-los dinamicamente através da medição das forças plantares e da rotação da prancha de surfe. Além da medição dos fatores, o sistema é capaz de armazenar os dados adquiridos localmente através de um cartão de memória, para posterior análise; e também enviá-los através de uma comunicação sem fio, permitindo a visualização do centro de pressões plantares; dos ângulos de rotação da prancha de surfe; e da ativação dos sensores; em tempo real. O dispositivo consiste em um sistema eletrônico embarcado composto por um microcontrolador ATMEGA1280; um circuito de aquisição e condicionamento de sinal analógico; uma central inercial; um módulo de comunicação sem fio RN131; e um conjunto de sensores de força Flexiforce. O firmware embarcado foi desenvolvido em linguagem C. O software Matlab foi utilizado para receção de dados e visualização em tempo real. Os testes realizados demostraram que o funcionamento do sistema atende aos requisitos propostos, fornecendo informação acerca do equilíbrio, através do centro de pressões; do posicionamento dos pés, através da distribuição das pressões plantares; e do movimento da prancha nos eixos pitch e roll, através da central inercial. O erro médio de medição de força verificado foi de -0.0012 ± 0.0064 N, enquanto a mínima distância alcançada na transmissão sem fios foi de 100 m. A potência medida do sistema foi de 330 mW.

Polyglutamine diseases (PolyQ): construction and characterization of yeast models

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

A framework to operate transformations between distinct models differing in modelling concepts

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Massive shift in the pneumococcal nasopharyngeal flora after the 7-valent conjugate vaccine: epidemiological studies and testing pathogenic potential in animal models

Dissertation presented to obtain the PhD degree in Biology/Molecular Biology by Universidade Nova de Lisboa, Instituto de Tecnologia Química e Biológica

Invited review: Models for the optimization of regional wastewater treatment systems

European Journal of Operational Research, nº 73 (1994)

Models and tools for value systems analysis in collaborative environments

Dissertation to obtain the degree of Doctor in Electrical and Computer Engineering, specialization of Collaborative Networks