A wireless sensor network platform for structural health monitoring: enabling accurate and synchronized measurements through COTS+custom-based design

Structural health monitoring has long been identified as a prominent application of Wireless Sensor Networks (WSNs), as traditional wired-based solutions present some inherent limitations such as installation/maintenance cost, scalability and visual impact. Nevertheless, there is a lack of ready-to-use and off-the-shelf WSN technologies that are able to fulfill some most demanding requirements of these applications, which can span from critical physical infrastructures (e.g. bridges, tunnels, mines, energy grid) to historical buildings or even industrial machinery and vehicles. Low-power and low-cost yet extremely sensitive and accurate accelerometer and signal acquisition hardware and stringent time synchronization of all sensors data are just examples of the requirements imposed by most of these applications. This paper presents a prototype system for health monitoring of civil engineering structures that has been jointly conceived by a team of civil, and electrical and computer engineers. It merges the benefits of standard and off-the-shelf (COTS) hardware and communication technologies with a minimum set of custom-designed signal acquisition hardware that is mandatory to fulfill all application requirements.

Exploiting sensor redundancy for the calculation of fractional derivatives in the presence of noise

In this paper a new method for the calculation of the fractional expressions in the presence of sensor redundancy and noise, is presented. An algorithm, taking advantage of the signal characteristics and the sensor redundancy, is tuned and optimized through genetic algorithms. The results demonstrate the good performance for different types of expressions and distinct levels of noise.

Dynamic peripheral visual performance relates to alpha activity in soccer players

Many studies have demonstrated the relationship between the alpha activity and the central visual ability, in which the visual ability is usually assessed through static stimuli. Besides static circumstance, however in the real environment there are often dynamic changes and the peripheral visual ability in a dynamic environment (i.e., dynamic peripheral visual ability) is important for all people. So far, no work has reported whether there is a relationship between the dynamic peripheral visual ability and the alpha activity. Thus, the objective of this study was to investigate their relationship. Sixty-two soccer players performed a newly designed peripheral vision task in which the visual stimuli were dynamic, while their EEG signals were recorded from Cz, O1, and O2 locations. The relationship between the dynamic peripheral visual performance and the alpha activity was examined by the percentage-bend correlation test. The results indicated no significant correlation between the dynamic peripheral visual performance and the alpha amplitudes in the eyes-open and eyes-closed resting condition. However, it was not the case for the alpha activity during the peripheral vision task: the dynamic peripheral visual performance showed significant positive inter-individual correlations with the amplitudes in the alpha band (8-12 Hz) and the individual alpha band (IAB) during the peripheral vision task. A potential application of this finding is to improve the dynamic peripheral visual performance by up-regulating alpha activity using neuromodulation techniques.

Visual functional analysis in medical imaging

Aims of study: 1) Describe the importance of human visual system on lesion detection in medical imaging perception research; 2) Discuss the relevance of research in medical imaging addressing visual function analysis; 3) Identify visual function tests which could be conducted on observers prior to participation in medical imaging perception research.

A saúde visual das crianças de um concelho alentejano: um projecto de intervenção precoce

A visão possui um elevado significado no desenvolvimento infantil. A deficiência visual acarreta um impacto negativo na criança no que respeita à sua educação e integração social. No universo populacional existem globalmente cerca de 1 milhão e 500 mil crianças cegas e 19 milhões com algum tipo de deficiência visual, abrangendo a faixa etária dos 0 aos 14 anos. De acordo com a Direcção Geral de Saúde Portuguesa, estima-se a prevalência de 1,00 a 2,5% de ambliopia entre as crianças, em Portugal, constituindo uma das 3 principais causas de hipovisão monocular. Por isso, a prevenção primária e detecção precoces são cada vez mais importantes na redução das taxas de incidência de patologias oculares. A redução dos casos evitáveis de deficiência visual nas crianças alentejanas, é um objectivo importante da Unidade Local de Saúde do Baixo Alentejo (ULSBA), promovendo acções de rastreio visual para o diagnóstico, a referenciação e o encaminhamento precoces. O Alentejo, região do centro-sul de Portugal, é a maior região de Portugal, com 31.551 km2 de área e 757.190 habitantes. Moura é um concelho do Baixo Alentejo, com 958,46 km2 e 15.167 habitantes e 15,83% são crianças dos 0 aos 14 anos. Objectivos do estudo: detectar factores ambliogénicos e caracterizar o estado visual das crianças nascidas em 2009 e que frequentam os jardins-de-infância (JI) públicos, do concelho de Moura, num total de 9.

Calculation of fractional derivatives of noisy data with genetic algorithms

This paper addresses the calculation of derivatives of fractional order for non-smooth data. The noise is avoided by adopting an optimization formulation using genetic algorithms (GA). Given the flexibility of the evolutionary schemes, a hierarchical GA composed by a series of two GAs, each one with a distinct fitness function, is established.

Estruturas de suporte de terras executadas com pneus

O aproveitamento de pneus em fim de vida revela ser uma alternativa eficaz e promissora na indústria da construção civil, na utilização deste resíduo em muros de suporte. O presente trabalho tem como principal objetivo a apresentação de uma técnica de aproveitamento de pneus em fim de vida na execução de muros de gravidade, combinando solo e pneus. Neste sentido, tomou-se como referência um estudo realizado no Brasil por Sieira, Sayão, Medeiros e Gerscovich, para avaliar a eficiência e o custo deste tipo de estruturas, comparando-o com um muro de suporte tradicional de betão simples. Inicialmente, avaliou-se a segurança do muro de solo-pneus, de acordo com a metodologia proposta no Eurocódigo 7 (NP EN 1997-1, 2010), considerando a geometria e as características dos materiais apresentados no estudo referido e usando o programa de cálculo automático Slide, da Rocscience, para a verificação da estabilidade global. Reproduziu-se a análise numérica realizada no âmbito do caso de estudo brasileiro de referência, recorrendo também a uma formulação por elementos finitos com o programa de cálculo automático Phase2, da Rocscience. Por último, utilizando uma vez mais o programa Slide, definiu-se a geometria de um muro de betão simples cuja geometria garantisse o mesmo valor do fator de segurança à estabilidade global, obtido com o muro de solo-pneus e compararam-se os custos respetivos. O presente trabalho confirmou a eficiência e o baixo custo desta solução construtiva, sendo necessários, no entanto, estudos mais detalhados que reforcem estas conclusões.

Sistema visual para Ground Truth de sistemas autónomos

Este trabalho visa contribuir para o desenvolvimento de um sistema de visão multi-câmara para determinação da localização, atitude e seguimento de múltiplos objectos, para ser utilizado na unidade de robótica do INESCTEC, e resulta da necessidade de ter informação externa exacta que sirva de referência no estudo, caracterização e desenvolvimento de algoritmos de localização, navegação e controlo de vários sistemas autónomos. Com base na caracterização dos veículos autónomos existentes na unidade de robótica do INESCTEC e na análise dos seus cenários de operação, foi efectuado o levantamento de requisitos para o sistema a desenvolver. Foram estudados os fundamentos teóricos, necessários ao desenvolvimento do sistema, em temas relacionados com visão computacional, métodos de estimação e associação de dados para problemas de seguimento de múltiplos objectos . Foi proposta uma arquitectura para o sistema global que endereça os vários requisitos identi cados, permitindo a utilização de múltiplas câmaras e suportando o seguimento de múltiplos objectos, com ou sem marcadores. Foram implementados e validados componentes da arquitectura proposta e integrados num sistema para validação, focando na localização e seguimento de múltiplos objectos com marcadores luminosos à base de Light-Emitting Diodes (LEDs). Nomeadamente, os módulos para a identi cação dos pontos de interesse na imagem, técnicas para agrupar os vários pontos de interesse de cada objecto e efectuar a correspondência das medidas obtidas pelas várias câmaras, método para a determinação da posição e atitude dos objectos, ltro para seguimento de múltiplos objectos. Foram realizados testes para validação e a nação do sistema implementado que demonstram que a solução encontrada vai de encontro aos requisitos, e foram identi cadas as linhas de trabalho para a continuação do desenvolvimento do sistema global.

The contribution of multitemporal information from multispectral satellite images for automatic land cover classification at the national scale

Thesis submitted to the Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação da Universidade Nova de Lisboa in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Information Management – Geographic Information Systems

Visual function assessment in medical imaging research

Background - Medical image perception research relies on visual data to study the diagnostic relationship between observers and medical images. A consistent method to assess visual function for participants in medical imaging research has not been developed and represents a significant gap in existing research. Methods - Three visual assessment factors appropriate to observer studies were identified: visual acuity, contrast sensitivity, and stereopsis. A test was designed for each, and 30 radiography observers (mean age 31.6 years) participated in each test. Results - Mean binocular visual acuity for distance was 20/14 for all observers. The difference between observers who did and did not use corrective lenses was not statistically significant (P = .12). All subjects had a normal value for near visual acuity and stereoacuity. Contrast sensitivity was better than population norms. Conclusion - All observers had normal visual function and could participate in medical imaging visual analysis studies. Protocols of evaluation and populations norms are provided. Further studies are necessary to understand fully the relationship between visual performance on tests and diagnostic accuracy in practice.

Função visual e risco de quedas em idosos do concelho de Loures: um estudo exploratório

O processo de envelhecimento fisiológico é marcado por um decréscimo das capacidades motoras, redução da força, flexibilidade, função visual, entre outros. Adicionalmente, alterações patológicas do sistema visual com impacto na função visual podem alterar o equilíbrio e aumentar o risco de quedas. Os indivíduos com idade ≥ 50 anos representam entre 65% a 82% dos casos de baixa visão e cegueira. O risco de quedas é superior em mulheres com acuidade visual ≤0,5. Objectivo do estudo: avaliar a relação entre a função visual e o risco de quedas.

Visual programming of XSLT from examples

Vishnu is a tool for XSLT visual programming in Eclipse - a popular and extensible integrated development environment. Rather than writing the XSLT transformations, the programmer loads or edits two document instances, a source document and its corresponding target document, and pairs texts between then by drawing lines over the documents. This form of XSLT programming is intended for simple transformations between related document types, such as HTML formatting or conversion among similar formats. Complex XSLT programs involving, for instance, recursive templates or second order transformations are out of the scope of Vishnu. We present the architecture of Vishnu composed by a graphical editor and a programming engine. The editor is an Eclipse plug-in where the programmer loads and edits document examples and pairs their content using graphical primitives. The programming engine receives the data collected by the editor and produces an XSLT program. The design of the engine and the process of creation of an XSLT program from examples are also detailed. It starts with the generation of an initial transformation that maps source document to the target document. This transformation is fed to a rewrite process where each step produces a refined version of the transformation. Finally, the transformation is simplified before being presented to the programmer for further editing.

O estado visual das crianças dos jardins de infância do concelho de Moura

A prevenção primária/detecção precoce são cada vez mais importantes na redução das taxas de incidência de patologia ocular. De acordo com a DGS, estima-se a prevalência de ambliopia de 1,00 a 2,5% de ambliopia entre as crianças, em Portugal, constituindo uma das 3 principais causas de hipovisão monocular. O Ortoptista desenvolve um papel activo nos Cuidados de Saúde Primários, através de rastreios escolares, contribuindo para o diagnóstico precoce. Objectivo do estudo - Detectar factores ambliogénicos e caracterizar o estado visual das crianças nascidas em 2009 e que frequentam o total dos jardins-de-infância do concelho de Moura.

10 kVp rule - An anthropomorphic pelvis phantom imaging study using a CR system: impact on image quality and effective dose using AEC and manual mode

Purpose: This study aims to investigate the influence of tube potential (kVp) variation in relation to perceptual image quality and effective dose for pelvis using automatic exposure control (AEC) and non-AEC in a computed radiography (CR) system. Methods and Materials: To determine the effects of using AEC and non-AEC by applying the 10 kVp rule in two experiments using an anthropomorphic pelvis phantom. Images were acquired using 10 kVp increments (60-120 kVp) for both experiments. The first experiment, based on seven AEC combinations, produced 49 images. The mean mAs from each kVp increment were used as a baseline for the second experiment producing 35 images. A total of 84 images were produced and a panel of 5 experienced observers participated for the image scoring using the 2 AFC visual grading software. PCXMC software was used to estimate the effective dose. Results: A decrease in perceptual image quality as the kVp increases was observed both in non-AEC and AEC experiments, however no significant statistical differences (p> 0.05) were found. Image quality scores from all observers at 10 kVp increments for all mAs values using non-AEC mode demonstrates a better score up to 90 kVp. Effective dose results show a statistical significant decrease (p=0.000) on the 75th quartile from 0.3 mSv at 60 kVp to 0.1 mSv at 120 kVp when applying the 10 kVp rule in non-AEC mode. Conclusion: No significant reduction in perceptual image quality is observed when increasing kVp whilst a marked and significant effective dose reduction is observed.

Practical software improve design and performance of a randomly packed air stripping column for removing volatile organic compounds from water

STRIPPING is a software application developed for the automatic design of a randomly packing column where the transfer of volatile organic compounds (VOCs) from water to air can be performed and to simulate it’s behaviour in a steady-state. This software completely purges any need of experimental work for the selection of diameter of the column, and allows a choice, a priori, of the most convenient hydraulic regime for this type of operation. It also allows the operator to choose the model used for the calculation of some parameters, namely between the Eckert/Robbins model and the Billet model for estimating the pressure drop of the gaseous phase, and between the Billet and Onda/Djebbar’s models for the mass transfer. Illustrations of the graphical interface offered are presented.