An embedded 1149.4 extension to support mixed-signal debugging

Debugging electronic circuits is traditionally done with bench equipment directly connected to the circuit under debug. In the digital domain, the difficulties associated with the direct physical access to circuit nodes led to the inclusion of resources providing support to that activity, first at the printed circuit level, and then at the integrated circuit level. The experience acquired with those solutions led to the emergence of dedicated infrastructures for debugging cores at the system-on-chip level. However, all these developments had a small impact in the analog and mixed-signal domain, where debugging still depends, to a large extent, on direct physical access to circuit nodes. As a consequence, when analog and mixed-signal circuits are integrated as cores inside a system-on-chip, the difficulties associated with debugging increase, which cause the time-to-market and the prototype verification costs to also increase. The present work considers the IEEE1149.4 infrastructure as a means to support the debugging of mixed-signal circuits, namely to access the circuit nodes and also an embedded debug mechanism named mixed-signal condition detector, necessary for watch-/breakpoints and real-time analysis operations. One of the main advantages associated with the proposed solution is the seamless migration to the system-on-chip level, as the access is done through electronic means, thus easing debugging operations at different hierarchical levels.

A type system for access control in an object-oriented language

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática

Hand gesture recognition system based in computer vision and machine learning : applications on human-machine interaction

Sendo uma forma natural de interação homem-máquina, o reconhecimento de gestos implica uma forte componente de investigação em áreas como a visão por computador e a aprendizagem computacional. O reconhecimento gestual é uma área com aplicações muito diversas, fornecendo aos utilizadores uma forma mais natural e mais simples de comunicar com sistemas baseados em computador, sem a necessidade de utilização de dispositivos extras. Assim, o objectivo principal da investigação na área de reconhecimento de gestos aplicada à interacção homemmáquina é o da criação de sistemas, que possam identificar gestos específicos e usálos para transmitir informações ou para controlar dispositivos. Para isso as interfaces baseados em visão para o reconhecimento de gestos, necessitam de detectar a mão de forma rápida e robusta e de serem capazes de efetuar o reconhecimento de gestos em tempo real. Hoje em dia, os sistemas de reconhecimento de gestos baseados em visão são capazes de trabalhar com soluções específicas, construídos para resolver um determinado problema e configurados para trabalhar de uma forma particular. Este projeto de investigação estudou e implementou soluções, suficientemente genéricas, com o recurso a algoritmos de aprendizagem computacional, permitindo a sua aplicação num conjunto alargado de sistemas de interface homem-máquina, para reconhecimento de gestos em tempo real. A solução proposta, Gesture Learning Module Architecture (GeLMA), permite de forma simples definir um conjunto de comandos que pode ser baseado em gestos estáticos e dinâmicos e que pode ser facilmente integrado e configurado para ser utilizado numa série de aplicações. É um sistema de baixo custo e fácil de treinar e usar, e uma vez que é construído unicamente com bibliotecas de código. As experiências realizadas permitiram mostrar que o sistema atingiu uma precisão de 99,2% em termos de reconhecimento de gestos estáticos e uma precisão média de 93,7% em termos de reconhecimento de gestos dinâmicos. Para validar a solução proposta, foram implementados dois sistemas completos. O primeiro é um sistema em tempo real capaz de ajudar um árbitro a arbitrar um jogo de futebol robótico. A solução proposta combina um sistema de reconhecimento de gestos baseada em visão com a definição de uma linguagem formal, o CommLang Referee, à qual demos a designação de Referee Command Language Interface System (ReCLIS). O sistema identifica os comandos baseados num conjunto de gestos estáticos e dinâmicos executados pelo árbitro, sendo este posteriormente enviado para um interface de computador que transmite a respectiva informação para os robôs. O segundo é um sistema em tempo real capaz de interpretar um subconjunto da Linguagem Gestual Portuguesa. As experiências demonstraram que o sistema foi capaz de reconhecer as vogais em tempo real de forma fiável. Embora a solução implementada apenas tenha sido treinada para reconhecer as cinco vogais, o sistema é facilmente extensível para reconhecer o resto do alfabeto. As experiências também permitiram mostrar que a base dos sistemas de interação baseados em visão pode ser a mesma para todas as aplicações e, deste modo facilitar a sua implementação. A solução proposta tem ainda a vantagem de ser suficientemente genérica e uma base sólida para o desenvolvimento de sistemas baseados em reconhecimento gestual que podem ser facilmente integrados com qualquer aplicação de interface homem-máquina. A linguagem formal de definição da interface pode ser redefinida e o sistema pode ser facilmente configurado e treinado com um conjunto de gestos diferentes de forma a serem integrados na solução final.

A pattern language for parallelizing irregular algorithms

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

An Extension of Estimation of Domain of Attraction for Fractional Order Linear System Subject to Saturation Control

This paper employs the Lyapunov direct method for the stability analysis of fractional order linear systems subject to input saturation. A new stability condition based on saturation function is adopted for estimating the domain of attraction via ellipsoid approach. To further improve this estimation, the auxiliary feedback is also supported by the concept of stability region. The advantages of the proposed method are twofold: (1) it is straightforward to handle the problem both in analysis and design because of using Lyapunov method, (2) the estimation leads to less conservative results. A numerical example illustrates the feasibility of the proposed method.

Risk-based decision support system for life cycle management of industrials plants

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Framework development for providing accessibility to qualitative spatial calculi

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Providing Adaptation for an Adaptive Hypermedia System

O ensino à distância cresceu consideravelmente nos últimos anos e a tendência é para que continue a crescer em anos vindouros. No entanto, enquanto que a maioria das plataformas de ensino à distância utilizam a mesma abordagem de ensino para todos os utilizadores, os estudantes que as usam são na realidade pessoas de diferentes culturas, locais, idades e géneros, e que possuem diferentes níveis de educação. Ao contrário do ensino à distância tradicional, os sistemas de hipermédia adaptativa educacional adaptam interface, apresentação de conteúdos e navegação, entre outros, às características, necessidades e interesses específicos de diferentes utilizadores. Apesar da investigação na área de sistemas de hipermédia adaptativa já estar bastante desenvolvida, é necessário efetuar mais desenvolvimento e experimentação de modo a determinar quais são os aspetos mais eficazes destes sistemas e avaliar o seu sucesso. A Plataforma de Aprendizagem Colaborativa da Matemática (PCMAT) é um sistema de hipermédia adaptativa educacional com uma abordagem construtivista, que foi desenvolvido com o objetivo de contribuir para a investigação na área de sistemas de hipermédia adaptativa. A plataforma avalia o conhecimento do utilizador e apresenta conteúdos e atividades adaptadas às características e estilo de aprendizagem dominante de estudantes de matemática do segundo ciclo. O desenvolvimento do PCMAT tem também o propósito de auxiliar os alunos Portugueses com a aprendizagem da matemática. De acordo com o estudo PISA 2012 da OCDE [OECD, 2014], o desempenho dos alunos Portugueses na área da matemática melhorou em relação à edição anterior do estudo, mas os resultados obtidos permanecem abaixo da média da OCDE. Por este motivo, uma das finalidades deste projeto é desenvolver um sistema de hipermédia adaptativa que, ao adequar o ensino da matemática às necessidades específicas de cada aluno, os assista com a aquisição de conhecimento. A adaptação é efetuada pelo sistema usando a informação constante no modelo do utilizador para definir um grafo de conceitos do domínio específico. Este grafo é adaptado do modelo do domínio e utilizado para dar resposta às necessidades particulares de cada aluno. Embora a trajetória inicial seja definida pelo professor, o percurso percorrido no grafo por cada aluno é determinado pela sua interação com o sistema, usando para o efeito a representação do conhecimento do aluno e outras características disponíveis no modelo do utilizador, assim como avaliação progressiva. A adaptação é conseguida através de alterações na apresentação de conteúdos e na estrutura e anotações das hiperligações. A apresentação de conteúdos é alterada mostrando ou ocultando cada um dos vários fragmentos que compõe as páginas dum curso. Estes fragmentos são compostos por diferentes objetos de aprendizagem, tais como exercícios, figuras, diagramas, etc. As mudanças efetuadas na estrutura e anotações das hiperligações têm o objetivo de guiar o estudante, apontando-o na direção do conhecimento mais relevante e mantendo-o afastado de informação inadequada. A escolha de objectos de aprendizagem adequados às características particulares de cada aluno é um aspecto essencial do modelo de adaptação do PCMAT. A plataforma inclui para esse propósito um módulo responsável pela recomendação de objectos de aprendizagem, e um módulo para a pesquisa e recuperação dos mesmos. O módulo de recomendação utiliza lógica Fuzzy para converter determinados atributos do aluno num conjunto de parâmetros que caracterizam o objecto de aprendizagem que idealmente deveria ser apresentado ao aluno. Uma vez que o objecto “ideal” poderá não existir no repositório de objectos de aprendizagem do sistema, esses parâmetros são utilizados pelo módulo de pesquisa e recuperação para procurar e devolver ao módulo de recomendação uma lista com os objectos que mais se assemelham ao objecto “ideal”. A pesquisa é feita numa árvore k-d usando o algoritmo k-vizinhos mais próximos. O modelo de recomendação utiliza a lista devolvida pelo módulo de pesquisa e recuperação para seleccionar o objecto de aprendizagem mais apropriado para o aluno e processa-o para inclusão numa das páginas Web do curso. O presente documento descreve o trabalho desenvolvido no âmbito do projeto PCMAT (PTDS/CED/108339/2008), dando relevância à adaptação de conteúdos.

The two-component system of a novel copper resistant operon of Marinobacter hydrocarbonoclasticus

Dissertation for the Master’s Degree in Structural and Functional Biochemistry

Making connections: engineering and language issues in teaching english for specific purposes

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Línguas, Literaturas e Culturas

A intervenção dos orgãos de polícia criminal em sede de julgamento

Currently, Portugal assumes itself as a democratic rule of substantive law State, sustained by a legal system seeking the right balance between the guarantee of fundamental rights and freedoms constitutional foreseen in Portugal’s Fundamental Law and criminal persecution. The architecture of the penal code lies with, roughly speaking, a accusatory basic structure, “deliberately attached to one of the most remarkable achievements of the civilizational democratic progress, and by obedience to the constitutional commandment”, in balance with the official investigation principle, valid both for the purpose of prosecution and trial. Regarding the principle of non self-incrimination - nemo tenetur se ipsum accusare, briefly defined as the defendant’s right of not being obliged to contribute to the self-incrimination, it should be stressed that there isn’t an explicit consecration in the Portuguese Constitution, being commonly accepted in an implicit constitutional prediction and deriving from other constitutional rights and principles, first and foremost, the meaning and scope of the concept of democratic rule of Law State, embedded in the Fundamental Law, and in the guidelines of the constitutional principles of human person dignity, freedom of action and the presumption of innocence. In any case, about the (in) applicability of the principle of the prohibition of self-incrimination to the Criminal Police Bodies in the trial hearing in Court, and sharing an idea of Guedes Valente, the truth is that the exercise of criminal action must tread a transparent path and non-compliant with methods to obtain evidence that violate the law, the public order or in violation of democratic principles and loyalty (Guedes Valente, 2013, p. 484). Within the framework of the penal process relating to the trial, which is assumed as the true phase of the process, the witness represents a relevant figure for the administration of criminal justice, for the testimonial proof is, in the idea of Othmar Jauernig, the worst proof of evidence, but also being the most frequent (Jauernig, 1998, p. 289). As coadjutant of the Public Prosecutor and, in specific cases, the investigating judge, the Criminal Police Bodies are invested with high responsibility, being "the arms and eyes of Judicial Authorities in pursuing the criminal investigation..." which has as ultimate goal the fulfillment of the Law pursuing the defense of society" (Guedes Valente, 2013, p. 485). It is in this context and as a witness that, throughout operational career, the Criminal Police Bodies are required to be at the trial hearing and clarify the Court with its view about the facts relating to occurrences of criminal context, thus contributing very significantly and, in some cases, decisively for the proper administration of the portuguese criminal justice. With regards to the intervention of Criminal Police Bodies in the trial hearing in Court, it’s important that they pay attention to a set of standards concerning the preparation of the testimony, the very provision of the testimony and, also, to its conclusion. Be emphasized that these guidelines may become crucial for the quality of the police testimony at the trial hearing, thus leading to an improvement of the enforcement of justice system. In this vein, while preparing the testimony, the Criminal Police Bodies must present itself in court with proper clothing, to read before and carefully the case files, to debate the facts being judged with other Criminal Police Bodies and prepare potential questions. Later, while giving his testimony during the trial, the Criminal Police Bodies must, summing up, to take the oath in a convincing manner, to feel comfortable, to start well by convincingly answering the first question, keep an attitude of serenity, to adopt an attitude of collaboration, to avoid the reading of documents, to demonstrate deference and seriousness before the judicial operators, to use simple and objective language, to adopt a fluent speech, to use nonverbal language correctly, to avoid spontaneity responding only to what is asked, to report only the truth, to avoid hesitations and contradictions, to be impartial and to maintain eye contact with the judge. Finally, at the conclusion of the testimony, the Criminal Police Bodies should rise in a smooth manner, avoiding to show relief, resentment or satisfaction, leaving a credible and professional image and, without much formality, requesting the judge permission to leave the courtroom. As final note, it’s important to stress that "The intervention of the Police Criminal Bodies in the trial hearing in Court” encloses itself on a theme of crucial importance not only for members of the Police and Security Forces, who must welcome this subject with the utmost seriousness and professionalism, but also for the proper administration of the criminal justice system in Portugal.

Hand gesture recognition system based in computer vision and machine learning

"Lecture notes in computational vision and biomechanics series, ISSN 2212-9391, vol. 19"

Generic system for human-computer gesture interaction: applications on sign language recognition and robotic soccer refereeing

Hand gestures are a powerful way for human communication, with lots of potential applications in the area of human computer interaction. Vision-based hand gesture recognition techniques have many proven advantages compared with traditional devices, giving users a simpler and more natural way to communicate with electronic devices. This work proposes a generic system architecture based in computer vision and machine learning, able to be used with any interface for human-computer interaction. The proposed solution is mainly composed of three modules: a pre-processing and hand segmentation module, a static gesture interface module and a dynamic gesture interface module. The experiments showed that the core of visionbased interaction systems could be the same for all applications and thus facilitate the implementation. For hand posture recognition, a SVM (Support Vector Machine) model was trained and used, able to achieve a final accuracy of 99.4%. For dynamic gestures, an HMM (Hidden Markov Model) model was trained for each gesture that the system could recognize with a final average accuracy of 93.7%. The proposed solution as the advantage of being generic enough with the trained models able to work in real-time, allowing its application in a wide range of human-machine applications. To validate the proposed framework two applications were implemented. The first one is a real-time system able to interpret the Portuguese Sign Language. The second one is an online system able to help a robotic soccer game referee judge a game in real time.

Evaluation of temperature influence on embedded kinematic system

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Hand gesture recognition system based in computer vision and machine learning: Applications on human-machine interaction

Tese de Doutoramento em Engenharia de Eletrónica e de Computadores