用于机载激光测深系统的时间间隔测量模块

机载海洋激光测深系统不仅要求精确测量激光从海表的入射点到海底目标点之间的距离，还要精确测定飞机到海表入射，点之间的距离，为水深数据的海浪校正而确定平均海平面以及波高。为此设计和研制了一高精度时间间隔测量器，该单元基于专用时间数字转换芯片开发，采用延迟线插入法技术，双通道工作，具有高时间分辨率(最高可达250ps)和高测量重复率的特性。给出硬件和软件设计方法以及单元的测试结果。

星载激光测距仪的高精度时间间隔测量单元

高精度时间间隔测量单元(TIU)是星载激光测距仪的关键部件。基于现场可编程门阵列(FPGA)研制出了满足星载要求的高精度、高集成度时间间隔测量单元。该单元采用数字计数法结合数字延迟线插入法的技术,在0.5～10 km的测量距离范围内,时间分辨率为500 ps。通过地面检测,在全程范围内保持了良好的线性度,标准偏差小于270 ps。该单元同时具备测量脉冲回波宽度的能力,可以获取目标的脉冲展宽信息。由于单元选用的元器件都具有航天产品性能,因此其设计和技术指标可满足星载激光测距仪的应用。

Insights into mechanism kinematics for protein motion simulation

Background: The high demanding computational requirements necessary to carry out protein motion simulations make it difficult to obtain information related to protein motion. On the one hand, molecular dynamics simulation requires huge computational resources to achieve satisfactory motion simulations. On the other hand, less accurate procedures such as interpolation methods, do not generate realistic morphs from the kinematic point of view. Analyzing a protein's movement is very similar to serial robots; thus, it is possible to treat the protein chain as a serial mechanism composed of rotational degrees of freedom. Recently, based on this hypothesis, new methodologies have arisen, based on mechanism and robot kinematics, to simulate protein motion. Probabilistic roadmap method, which discretizes the protein configurational space against a scoring function, or the kinetostatic compliance method that minimizes the torques that appear in bonds, aim to simulate protein motion with a reduced computational cost. Results: In this paper a new viewpoint for protein motion simulation, based on mechanism kinematics is presented. The paper describes a set of methodologies, combining different techniques such as structure normalization normalization processes, simulation algorithms and secondary structure detection procedures. The combination of all these procedures allows to obtain kinematic morphs of proteins achieving a very good computational cost-error rate, while maintaining the biological meaning of the obtained structures and the kinematic viability of the obtained motion. Conclusions: The procedure presented in this paper, implements different modules to perform the simulation of the conformational change suffered by a protein when exerting its function. The combination of a main simulation procedure assisted by a secondary structure process, and a side chain orientation strategy, allows to obtain a fast and reliable simulations of protein motion.

Acústica del Acordeón

320 p.

Ergonomia e usabilidade na definição do conforto na classe econômica dos aviões comerciais

Os passageiros têm reclamado da diminuição do conforto na classe econômica dos aviões comerciais. A autoridade aeronáutica brasileira instituiu um selo de qualidade, mas as empresas aéreas brasileiras mantêm os mesmos arranjos internos em seus aviões. Estadissertaçãotrata da avaliação do espaço entre as poltronas e a sua influência no conforto dos passageiros em vôos comerciais. Realizaram-se avaliações da usabilidade utilizando-se um simulador de cabine para treinamento de tripulantes e um avião B737-300. Os resultados indicam uma forte relação entre os níveis de conforto e o passo (medida de repetição das fileiras de poltronas ao longo do avião).

O espaço geográfico e o processo saúde-doença na atualidade: as leishmanioses no estado do Rio de Janeiro

As leishmanioses são doenças consideradas antropozoonoses, ou seja, doenças primárias de animais que podem ser transmitidas ao homem. São causadas por microorganismos do gênero Leishmania e transmitidas através da picada de flebotomíneos, que são insetos alados da ordem Diptera (mesmo grupo das moscas, mosquitos e borrachudos). Apresentam-se sob duas formas clínicas: Leishmaniose Visceral ou Calazar (LV) e Leishmaniose Tegumentar Americana (LTA). As leishmanioses apresentam distribuição geográfica vasta pelo Velho e Novo Mundo, sendo estimado dessa maneira que aproximadamente 350 milhões de pessoas estejam sob iminente risco de contrair algum tipo de leishmaniose. No Brasil, as leishmanioses são encontradas em todas as unidades federadas, e o estado do Rio de Janeiro vem apresentando franca expansão dessas doenças em áreas urbanas, devido principalmente ao desmatamento ocasionado pela expansão não planejada da malha urbana. Nesse contexto, faz-se necessário desenvolver estudos sobre o espaço e o processo saúde-doença, relação estabelecida pela Geografia da Saúde, a fim de que se compreenda a correlação entre o homem e o ambiente vivido.

Sistema inteligente com entrada e saída remota sem fio.

Este trabalho avalia o desempenho de um controlador fuzzy (tipo Takagi-Sugeno-Kang) quando, utilizando tecnologia sem fio para conectar as entradas e a saída do controlador aos sensores/atuadores, sofre perda das informações destes canais, resultado de perdas de pacotes. Tipicamente são utilizados controladores PID nas malhas de controle. Assim, o estudo realizado compara os resultados obtidos com os controladores fuzzy com os resultados dos controladores PID. Além disso, o trabalho visa estudar o comportamento deste controlador implementado em uma arquitetura microprocessada utilizando números inteiros nos cálculos, interpolação com segmentos de reta para as funções de pertinência da entrada e singletons nas funções de pertinência da saída. Para esse estudo foi utilizado, num ambiente Matlab/Simulink, um controlador fuzzy e o aplicativo True Time para simular o ambiente sem fio. Desenvolvido pelo Departamento de Controle Automático da Universidade de Lund, o True Time é baseado no Matlab/Simulink e fornece todas as ferramentas necessárias para a criação de um ambiente de rede (com e sem fio) virtual. Dado o paradigma de que quanto maior for a utilização do canal, maior a degradação do mesmo, é avaliado o comportamento do sistema de controle e uma proposta para diminuir o impacto da perda de pacotes no controle do sistema, bem como o impacto da variação das características internas da planta e da arquitetura utilizada na rede. Inicialmente são realizados ensaios utilizando-se o controlador fuzzy virtual (Simulink) e, posteriormente, o controlador implementado com dsPIC. Ao final, é apresentado um resumo desses ensaios e a comprovação dos bons resultados obtidos com um controlador fuzzy numa malha de controle utilizando uma rede na entrada e na saída do controlador.

Commercial Whaling, Especially for Gray Whales, Eschrichtius robustus, and Humpback Whales, Megaptera novaeangliae, at California and Baja California Shore Stations in the 19th Century (1854–1899)

Shore whaling along North America’s California and Baja California coasts during 1854–99 was ancillary to the offshore and alongshore American whale fishery, which had begun in the North Pacific in the early 1800’s and was flourishing by the 1840’s. From its inception at Monterey, Calif., in the mid 1850’s, the shore fishery, involving open boats deployed from land to catch and tow whales for processing, eventually spread from Monterey south to San Diego and Baja California and north to Crescent City near the California–Oregon border. It had declined to a relict industry by the 1880’s, although sporadic efforts continued into the early 20th century. The main target species were gray whales, Eschrichtius robustus, and humpback whales, Megaptera novaeangliae, with the valuable North Pacific right whale, Eubalaena japonica, also pursued opportunistically. Catch data are grossly incomplete for most stations; no logbooks were kept for these operations as they were for high-seas whaling voyages. Even when good information is available on catch levels, usually as number of whales landed or quantity of oil produced, it is rarely broken down by species. Therefore, we devised methods for extrapolation, interpolation, pro rationing, correction, and informed judgment to produce time series of catches. The resulting estimates of landings from 1854 to 1899 are 3,150 (SE = 112) gray whales and 1,637 (SE = 62) humpback whales. The numbers landed should be multiplied by 1.2 to account for hunting loss (i.e. whales harpooned or shot but not recovered and processed).

Implementação Eletrônica de Sistemas Fuzzy.

Este trabalho investiga a implementação de sistemas fuzzy com circuitos eletrônicos. Tais sistemas têm demonstrado sua capacidade de resolver diversos tipos de problemas em várias aplicações de engenharia, em especial nas relacionadas com controle de processos. Para processos mais complexos, o raciocínio aproximado da lógica fuzzy fornece uma maneira de compreender o comportamento do sistema, permitindo a interpolação aproximada entre situações observadas de entrada e saída. A implementação de um sistema fuzzy pode ser baseada em hardware, em software ou em ambos. Tipicamente, as implementações em software utilizam ambientes de programação integrados com simulação, de modo a facilitar o trabalho do projetista. As implementações em hardware, tradicionais ou evolutivas, podem ser analógicas ou digitais e viabilizam sistemas de maior desempenho. Este trabalho tem por objetivo pesquisar a implementação eletrônica de sistemas fuzzy, a fim de viabilizar a criação de sistemas reais capazes de realizar o mapeamento de entrada e saída adequado. O foco é a utilização de uma plataforma com uma arquitetura analógico-digital baseada em uma tabela de mapeamento armazenada em uma memória de alta capacidade. Memórias do tipo SD (Secure Digital) foram estudadas e utilizadas na construção do protótipo eletrônico da plataforma. Também foram desenvolvidos estudos sobre a quantização, especificamente sobre a possibilidade de redução do número de bits. Com a implementação realizada é possível desenvolver um sistema fuzzy num ambiente simulado (Matlab), configurar a plataforma e executar o sistema fuzzy diretamente na plataforma eletrônica. Os testes com o protótipo construído comprovaram seu bom funcionamento.

Modelagem da Dinâmica do Sistema de Controle de Lastro de uma Plataforma Semisubmersível.

É descrita a modelagem, para controle, da dinâmica de uma plataforma semisubmersível com seis graus de liberdade. O modelo inclui os efeitos dos tanques de lastro como forças e momentos, assim como a dinâmica da plataforma. Os parâmetros do sistema foram obtidos das características da plataforma e de resultados experimentais obtidos com uma plataforma semisubmersível de dimensões reduzidas. O desenvolvimento de uma metodologia e de um software capazes de determinar o volume submerso e o centro de empuxo de uma estrutura com geometria complexa foram pontos determinantes nessa Dissertação, tendo em vista a complexidade do processo e as importâncias desses parâmetros para o desenvolvimento do modelo. A linearização do modelo permitiu a elaboração de uma estratégia de controle capaz de estabilizar a plataforma mesmo em condições iniciais distantes do equilíbrio. As equações que descrevem o movimento da plataforma nos graus de liberdade vertical, jogo e arfagem foram desenvolvidas. A realocação dos polos e um observador de estado foram utilizados com o objetivo de melhorar o controle do sistema.

"Mãe, por que me abandonaste?": mito do amor materno, abandono e circulação de crianças em camadas populares.

Esta tese parte da construção histórica da família como instituição importante para a nossa sociedade e que vem experimentando profundas mudanças sociais, culturais e legais, desde o século XVII, notadamente a partir da segunda metade do século XX. Nesse período essas mudanças refletiram sobre a estrutura e dinâmica das famílias, principalmente no que diz respeito ao que vinha sendo concebido como funções femininas, bastante atreladas à maternidade, e masculinas, em geral sinônimas de provedor. Todas essas transformações vêm afetando diretamente as relações conjugais e filiais. Em meio a tantas transformações fez-se necessária uma analise da implicação que também atravessa essa tese. Foram realizadas 8 entrevistas com mães e filhos adultos que se afastaram quando estes ainda eram crianças, por motivos variados, visando por em análise os sentidos que os envolvidos constroem para e sobre este afastamento tão socialmente naturalizado como abandono. Esse comportamento, no que diz respeito à mulher/mãe causa certo estranhamento em função da crença no amor materno como atributo natural da mulher que vira mãe. As entrevistas realizadas permitiram-nos concluir o quanto o exercício do cuidado materno ganha dimensões tão importantes que a mãe é valorada em função da maior ou menor aproximação com os filhos, e como esses filhos, ao naturalizarem o comportamento da genitora, associado ao cuidado, entendem o seu afastamento como abandono. Foi possível também observar como alguns filhos identificaram no afastamento da mãe uma preferência pela conjugalidade, pois o investimento realizado na construção de um novo relacionamento pode não contabilizar esses filhos. Em decorrência dessa separação entre mãe e filhos nas historias que ouvimos, que repercurtem a bibliografia da área, esses filhos circularam por muitas casas de familiares, conhecidos e desconhecidos. Nos discursos das mães as ideias de afastamento e abandono não aparecem. O direito a buscar a felicidade com outro parceiro e a entrega cuidadosa do filho são alguns dos sentidos que elas dão.

Inteligência computacional aplicada na geração de respostas impulsivas bi-auriculares e em aurilização de salas

Neste trabalho é apresentada uma nova abordagem para obter as respostas impulsivas biauriculares (BIRs) para um sistema de aurilização utilizando um conjunto de redes neurais artificiais (RNAs). O método proposto é capaz de reconstruir as respostas impulsivas associadas à cabeça humana (HRIRs) por meio de modificação espectral e de interpolação espacial. A fim de cobrir todo o espaço auditivo de recepção, sem aumentar a complexidade da arquitetura da rede, uma estrutura com múltiplas RNAs (conjunto) foi adotada, onde cada rede opera uma região específica do espaço (gomo). Os três principais fatores que influenciam na precisão do modelo arquitetura da rede, ângulos de abertura da área de recepção e atrasos das HRIRs são investigados e uma configuração ideal é apresentada. O erro de modelagem no domínio da frequência é investigado considerando a natureza logarítmica da audição humana. Mais ainda, são propostos novos parâmetros para avaliação do erro, definidos em analogia com alguns dos bem conhecidos parâmetros de qualidade acústica de salas. Através da metodologia proposta obteve-se um ganho computacional, em redução do tempo de processamento, de aproximadamente 62% em relação ao método tradicional de processamento de sinais utilizado para aurilização. A aplicabilidade do novo método em sistemas de aurilização é reforçada mediante uma análise comparativa dos resultados, que incluem a geração das BIRs e o cálculo dos parâmetros acústicos biauriculares (IACF e IACC), os quais mostram erros de magnitudes reduzidas.

Métodos sem malha: aplicações do Método de Galerkin sem elementos e do Método de Interpolação de Ponto em casos estruturais.

Apesar de serem intensamente estudados em muitos países que caminham na vanguarda do conhecimento, os métodos sem malha ainda são pouco explorados pelas universidades brasileiras. De modo a gerar uma maior difusão ou, para a maioria, fazer sua introdução, esta dissertação objetiva efetuar o entendimento dos métodos sem malha baseando-se em aplicações atinentes à mecânica dos sólidos. Para tanto, são apresentados os conceitos primários dos métodos sem malha e o seu desenvolvimento histórico desde sua origem no método smooth particle hydrodynamic até o método da partição da unidade, sua forma mais abrangente. Dentro deste contexto, foi investigada detalhadamente a forma mais tradicional dos métodos sem malha: o método de Galerkin sem elementos, e também um método diferenciado: o método de interpolação de ponto. Assim, por meio de aplicações em análises de barras e chapas em estado plano de tensão, são apresentadas as características, virtudes e deficiências desses métodos em comparação aos métodos tradicionais, como o método dos elementos finitos. É realizado ainda um estudo em uma importante área de aplicação dos métodos sem malha, a mecânica da fratura, buscando compreender como é efetuada a representação computacional da trinca, com especialidade, por meio dos critérios de visibilidade e de difração. Utilizando-se esses critérios e os conceitos da mecânica da fratura, é calculado o fator de intensidade de tensão através do conceito da integral J.

Elementos finitos em fluidos dominados pelo fenômeno de advecção: um método semi-Lagrangeano.

Os escoamentos altamente convectivos representam um desafio na simulação pelo método de elementos finitos. Com a solução de elementos finitos de Galerkin para escoamentos incompressíveis, a matriz associada ao termo convectivo é não simétrica, e portanto, a propiedade de aproximação ótima é perdida. Na prática as soluções apresentam oscilações espúrias. Muitos métodos foram desenvolvidos com o fim de resolver esse problema. Neste trabalho apresentamos um método semi- Lagrangeano, o qual é implicitamente um método do tipo upwind, que portanto resolve o problema anterior, e comparamos o desempenho do método na solução das equações de convecção-difusão e Navier-Stokes incompressível com o Streamline Upwind Petrov Galerkin (SUPG), um método estabilizador de reconhecido desempenho. No SUPG, as funções de forma e de teste são tomadas em espaços diferentes, criando um efeito tal que as oscilações espúrias são drasticamente atenuadas. O método semi-Lagrangeano é um método de fator de integração, no qual o fator é um operador de convecção que se desloca para um sistema de coordenadas móveis no fluido, mas restabelece o sistema de coordenadas Lagrangeanas depois de cada passo de tempo. Isto prevê estabilidade e a possibilidade de utilizar passos de tempo maiores.Existem muitos trabalhos na literatura analisando métodos estabilizadores, mas não assim com o método semi-Lagrangeano, o que representa a contribuição principal deste trabalho: reconhecer as virtudes e as fraquezas do método semi-Lagrangeano em escoamentos dominados pelo fenômeno de convecção.

Nanophotonic three-dimensional microscope.

Three-dimensional (3D) optical microscopy based on integral imaging techniques is limited mainly by diffraction effects and the pitch of the microlens array used to sample the specimen. We integrate nanotechnology to the integral imaging technique and demonstrate a nanophotonic 3D microscope, where a nanophotonic lens array is used to finely sample the specimen. The resolution limitation due to diffraction is reduced by capturing images before the diffraction effects predominate and hence overcomes the bottleneck of achieving high resolution in an integral imaging 3D microscope.