Expert system application on preliminary design of water retaining structures

Design of liquid retaining structures involves many decisions to be made by the designer based on rules of thumb, heuristics, judgment, code of practice and previous experience. Various design parameters to be chosen include configuration, material, loading, etc. A novice engineer may face many difficulties in the design process. Recent developments in artificial intelligence and emerging field of knowledge-based system (KBS) have made widespread applications in different fields. However, no attempt has been made to apply this intelligent system to the design of liquid retaining structures. The objective of this study is, thus, to develop a KBS that has the ability to assist engineers in the preliminary design of liquid retaining structures. Moreover, it can provide expert advice to the user in selection of design criteria, design parameters and optimum configuration based on minimum cost. The development of a prototype KBS for the design of liquid retaining structures (LIQUID), using blackboard architecture with hybrid knowledge representation techniques including production rule system and object-oriented approach, is presented in this paper. An expert system shell, Visual Rule Studio, is employed to facilitate the development of this prototype system. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Find It - An Assistant Home Agent

Cognitive impaired population face with innumerable problems in their daily life. Surprisingly, they are not provided with any help to perform those tasks for which they have difficulties. As a consequence, it is necessary to develop systems that allow those people to live independently and autonomously. Living in a technological era, people could take advantage of the available technology, being provided with some solutions to their needs. This paper presents a platform that assists users with remembering where their possessions are. Mainly, an object recognition process together with an intelligent scheduling applications are integrated in an Ambient Assisted Living (AAL) environment.

A mobile health care rule-based system

The relation between patient and physician in most modern Health Care Sys- tems is sparse, limited in time and very in exible. On the other hand, and in contradiction with several recent studies, most physicians do not rely their patient diagnostics evaluations on intertwined psychological and social nature factors. Facing these problems and trying to improve the patient/physician relation we present a mobile health care solution to im- prove the interaction between the physician and his patients. The solution serves not only as a privileged mean of communication between physicians and patients but also as an evolutionary intelligent platform delivering a mobile rule based system.

Medicis: a personal health care assistant

The relation between patient and physician in most modern Health Care Systems is sparse, limited in time and very inflexible. On the other hand, and in contradiction with several recent studies, most physicians do not rely their patient diagnostics evaluations on intertwined psychological and social nature factors. Facing these problems and trying to improve the patient/physician relation we present a mobile health care solution to improve the interaction between the physician and his patients. The solution serves not only as a privileged mean of communication between physicians and patients but also as an evolutionary intelligent platform delivering a mobile rule based system.

DEVELOPMENT OF A MECHATRONIC SYSTEM FOR BEDRIDDEN PEOPLE SUPPORT

This work is developed in the context of Ambient Assisted Living (AAL) and has, as main purpose, the development of a mechatronic system that allows caring of bedridden patients with ongoing medical care terminal (MCT), by a single person. This system allows higher autonomy in domiciliary care, safety, comfort and hygiene of bedridden patients. It contributes to a large increase in their quality of life as well as the ease of monitoring by providers of continuous care, which, in many cases, may be the family itself. The product includes an embedded processing interface for acquiring physiological data to support online monitoring. The development of this project was focused on improving the quality of life, autonomy, participation in social life and reducing healthcare costs in the area AAL. The developed societies currently face severe demographic changes: the world is aging at an unprecedented rate. In 2000, about 420 million people, or about 7 percent of the world population were over 65 years old. In 2050, that number will be near 1500 million people, about 16 percent of the world population. This demographic trend will be accompanied by the increase of people with physical limitations. This will impose new challenges for traditional health systems, not only for Portugal but also for all European countries. There is an urgent need to find solutions to improve the lives of people in their preferred environment by increasing their autonomy, self-confidence and mobility. Therefore, in the case of household scenarios, the provision of effective health services is of fundamental importance to the welfare and economic development of each country. This ongoing project aims to develop a mechatronic system to meet the diverse needs, namely: improving life, health care, safety, comfort, and remote monitoring of bedridden person.

A Caregiver Support Platform within the Scope of an Ambient Assisted Living Ecosystem

The Ambient Assisted Living (AAL) area is in constant evolution, providing new technologies to users and enhancing the level of security and comfort that is ensured by house platforms. The Ambient Assisted Living for All (AAL4ALL) project aims to develop a new AAL concept, supported on a unified ecosystem and certification process that enables a heterogeneous environment. The concepts of Intelligent Environments, Ambient Intelligence, and the foundations of the Ambient Assisted Living are all presented in the framework of this project. In this work, we consider a specific platform developed in the scope of AAL4ALL, called UserAccess. The architecture of the platform and its role within the overall AAL4ALL concept, the implementation of the platform, and the available interfaces are presented. In addition, its feasibility is validated through a series of tests.

Conceptual design of a conveyer system for supporting basic quality of life of bedridden elderly people

With the increasing number of aged people, especially in developed countries, Ambient Assisted Living solutions have become an important subject to be explored and developed. Currently, as specialized Institutions in geriatric care cannot cope with the increasing requests for support of quality of life, patients have to remain at their homes having as caregiver the other member of the couple or a member of close family. A solution for supporting the caregiver, during assisting the bedridden person with some basic tasks as eating, taking a bath and/or hygiene care is of utmost importance. This paper presents an approach for supporting the caregiver in moving and repositioning the bedridden elderly people (BEP) with the assistance of a mechanical system conveyer. The conceptual design of the mechanical system must be devoted to assist the caregiver in the handling and repositioning of the BEP. The proposed mechatronic system must, ideally, minimize the system's handling complexity, reduce the number of caregivers and the amount of spended and needed effort.

Applications of artificial intelligence to condition-based maintenance

In this paper we discuss interesting developments of expert systems for machine diagnosis and condition-based maintenance. We review some elements of condition-based maintenance and its applications, expert systems for machine diagnosis, and an example of machine diagnosis. In the last section we note some problems to be resolved so that expert systems for machine diagnosis may gain wider acceptance in the future.

Análise funcional comparativa de algoritmos de aprendizagem por reforço

De entre todos os paradigmas de aprendizagem actualmente identificados, a Aprendizagem por Reforço revela-se de especial interesse e aplicabilidade nos inúmeros processos que nos rodeiam: desde a solitária sonda que explora o planeta mais remoto, passando pelo programa especialista que aprende a apoiar a decisão médica pela experiencia adquirida, até ao cão de brincar que faz as delícias da criança interagindo com ela e adaptando-se aos seus gostos, e todo um novo mundo que nos rodeia e apela crescentemente a que façamos mais e melhor nesta área. Desde o aparecimento do conceito de aprendizagem por reforço, diferentes métodos tem sido propostos para a sua concretização, cada um deles abordando aspectos específicos. Duas vertentes distintas, mas complementares entre si, apresentam-se como características chave do processo de aprendizagem por reforço: a obtenção de experiência através da exploração do espaço de estados e o aproveitamento do conhecimento obtido através dessa mesma experiência. Esta dissertação propõe-se seleccionar alguns dos métodos propostos mais promissores de ambas as vertentes de exploração e aproveitamento, efectuar uma implementação de cada um destes sobre uma plataforma modular que permita a simulação do uso de agentes inteligentes e, através da sua aplicação na resolução de diferentes configurações de ambientes padrão, gerar estatísticas funcionais que permitam inferir conclusões que retractem entre outros aspectos a sua eficiência e eficácia comparativas em condições específicas.

Manutenção proactiva de sistemas AVAC com recurso aos sistemas inteligentes multiagente

Nos tempos actuais os equipamentos para Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) ocupam um lugar de grande importância na concepção, desenvolvimento e manutenção de qualquer edifício por mais pequeno que este seja. Assim, surge a necessidade premente de racionalizar os consumos energéticos optimizando-os. A alta fiabilidade desejada nestes sistemas obriga-nos cada vez mais a descobrir formas de tornar a sua manutenção mais eficiente, pelo que é necessário prevenir de uma forma proactiva todas as falhas que possam prejudicar o bom desempenho destas instalações. Como tal, torna-se necessário detectar estas falhas/anomalias, sendo imprescíndivel que nos antecipemos a estes eventos prevendo o seu acontecimento num horizonte temporal pré-definido, permitindo actuar o mais cedo possível. É neste domínio que a presente dissertação tenta encontrar soluções para que a manutenção destes equipamentos aconteça de uma forma proactiva e o mais eficazmente possível. A ideia estruturante é a de tentar intervir ainda numa fase incipiente do problema, alterando o comportamento dos equipamentos monitorizados, de uma forma automática, com recursos a agentes inteligentes de diagnóstico de falhas. No caso em estudo tenta-se adaptar de forma automática o funcionamento de uma Unidade de Tratamento de Ar (UTA) aos desvios/anomalias detectadas, promovendo a paragem integral do sistema apenas como último recurso. A arquitectura aplicada baseia-se na utilização de técnicas de inteligência artificial, nomeadamente dos sistemas multiagente. O algoritmo utilizado e testado foi construído em Labview®, utilizando um kit de ferramentas de controlo inteligente para Labview®. O sistema proposto é validado através de um simulador com o qual se conseguem reproduzir as condições reais de funcionamento de uma UTA.

Impacto da integração dos veículos eléctricos nos edifícios multi-habitacionais, nas redes de distribuição de baixa tensão e no diagrama de carga nacional

Associado à escassez dos combustíveis fósseis e ao desejado controlo de emissões nocivas para a atmosfera, assistimos no mundo ao desenvolvimento do um novo paradigma — a mobilidade eléctrica. Apesar das variações de maior ou menor arbítrio político dos governos, do excelente ou débil desenvolvimento tecnológico, relacionados com os veículos eléctricos, estamos perante um caminho, no que diz respeito à mobilidade eléctrica, que já não deve ser encarado como uma moda mas como uma orientação para o futuro da mobilidade. Portugal tendo dado mostras que pretende estar na dianteira deste desafio, necessita equacionar e compreender em que condições existirá uma infra-estrutura nacional capaz de fazer o veículo eléctrico vingar. Assim, neste trabalho, analisa-se o impacto da mobilidade eléctrica em algumas dessas infra-estruturas, nomeadamente nos edifícios multi-habitacionais e redes de distribuição em baixa tensão. São criados neste âmbito, quatro perfis de carregamento dos EVs nomeadamente: nas horas de chegada a casa; nas horas de vazio com início programado pelo condutor; nas horas de vazio controlado por operador de rede (“Smart Grid”); e um cenário que contempla a utilização do V2G. Com a obrigação legal de nos novos edifícios serem instaladas tomadas para veículos eléctricos, é estudado, com os cenários anteriores a possibilidade de continuar a conceber as instalações eléctricas, sem alterar algumas das disposições legais, ao abrigo dos regulamentos existentes. É também estudado, com os cenários criados e com a previsão da venda de veículos eléctricos até 2020, o impacto deste novo consumo no diagrama de carga do Sistema Eléctrico Nacional. Mostra-se assim que a introdução de sistemas inteligentes de distribuição de energia [Smartgrid e vehicle to grid” (V2G)] deverá ser encarada como a solução que por excelência contribuirá para um aproveitamento das infra-estruturas existentes e simultaneamente um uso acessível para os veículos eléctricos.

Sistema de contagem de tráfego e classificação automática de veículos, em tempo real e sem fios

Esta tese tem por objectivo o desenho e avaliação de um sistema de contagem e classificação de veículos automóveis em tempo-real e sem fios. Pretende, também, ser uma alternativa aos actuais equipamentos, muito intrusivos nas vias rodoviárias. Esta tese inclui um estudo sobre as comunicações sem fios adequadas a uma rede de equipamentos sensores rodoviários, um estudo sobre a utilização do campo magnético como meio físico de detecção e contagem de veículos e um estudo sobre a autonomia energética dos equipamentos inseridos na via, com recurso, entre outros, à energia solar. O projecto realizado no âmbito desta tese incorpora, entre outros, a digitalização em tempo real da assinatura magnética deixada pela passagem de um veículo, no campo magnético da Terra, o respectivo envio para servidor via rádio e WAN, Wide Area Network, e o desenvolvimento de software tendo por base a pilha de protocolos ZigBee. Foram desenvolvidas aplicações para o equipamento sensor, para o coordenador, para o painel de controlo e para a biblioteca de Interface de um futuro servidor aplicacional. O software desenvolvido para o equipamento sensor incorpora ciclos de detecção e digitalização, com pausas de adormecimento de baixo consumo, e a activação das comunicações rádio durante a fase de envio, assegurando assim uma estratégia de poupança energética. Os resultados obtidos confirmam a viabilidade desta tecnologia para a detecção e contagem de veículos, assim como para a captura de assinatura usando magnetoresistências. Permitiram ainda verificar o alcance das comunicações sem fios com equipamento sensor embebido no asfalto e confirmar o modelo de cálculo da superfície do painel solar bem como o modelo de consumo energético do equipamento sensor.

An artificial neural network approach for short-term wind power forecasting in Portugal

This paper presents an artificial neural network approach for short-term wind power forecasting in Portugal. The increased integration of wind power into the electric grid, as nowadays occurs in Portugal, poses new challenges due to its intermittency and volatility. Hence, good forecasting tools play a key role in tackling these challenges. The accuracy of the wind power forecasting attained with the proposed approach is evaluated against persistence and ARIMA approaches, reporting the numerical results from a real-world case study.

RFID together with multi-agent systems to control global value chains

Nowadays, the cooperative intelligent transport systems are part of a largest system. Transportations are modal operations integrated in logistics and, logistics is the main process of the supply chain management. The supply chain strategic management as a simultaneous local and global value chain is a collaborative/cooperative organization of stakeholders, many times in co-opetition, to perform a service to the customers respecting the time, place, price and quality levels. The transportation, like other logistics operations must add value, which is achieved in this case through compression lead times and order fulfillments. The complex supplier's network and the distribution channels must be efficient and the integral visibility (monitoring and tracing) of supply chain is a significant source of competitive advantage. Nowadays, the competition is not discussed between companies but among supply chains. This paper aims to evidence the current and emerging manufacturing and logistics system challenges as a new field of opportunities for the automation and control systems research community. Furthermore, the paper forecasts the use of radio frequency identification (RFID) technologies integrated into an information and communication technologies (ICT) framework based on distributed artificial intelligence (DAI) supported by a multi-agent system (MAS), as the most value advantage of supply chain management (SCM) in a cooperative intelligent logistics systems. Logistical platforms (production or distribution) as nodes of added value of supplying and distribution networks are proposed as critical points of the visibility of the inventory, where these technological needs are more evident.

Learning to manage in knowledge based organizations: the role of portfolios

Paper presented at the 8th European Conference on Knowledge Management, Barcelona, 6-7 Sep. 2008 URL: http://www.academic-conferences.org/eckm/eckm2007/eckm07-home.htm