A go-to-market strategy for vertebral metrics

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

A learning environment for robotic production line simulation

This paper presents a framework for a robotic production line simulation learning environment using Autonomous Ground Vehicles (AGV). An eLearning platform is used as interface with the simulator. The objective is to introduce students to the production robotics area using a familiar tool, an eLearning platform, and a framework that simulates a production line using AGVs. This framework allows students to learn about robotics but also about several areas of industrial management engineering without requiring an extensive prior knowledge on the robotics area. The robotic production line simulation learning environment simulates a production environment using AGVs to transport materials to and from the production line. The simulator allows students to validate the AGV dynamics and provides information about the whole materials supplying system which includes: supply times, route optimization and inventory management. The students are required to address several topics such as: sensors, actuators, controllers and an high level management and optimization software. This simulator was developed with a known open source tool from robotics community: Player/Stage. This tool was extended with several add-ons so that students can be able to interact with a complex simulation environment. These add-ons include an abstraction communication layer that performs events provided by the database server which is programmed by the students. An eLearning platform is used as interface between the students and the simulator. The students can visualize the effects of their instructions/programming in the simulator that they can access via the eLearning platform. The proposed framework aims to allow students from different backgrounds to fully experience robotics in practice by suppressing the huge gap between theory and practice that exists in robotics. Using an eLearning platform eliminates installation problems that can occur from different computers software distribution and makes the simulator accessible by all students at school and at home.

Failure of nitric oxide production by macrophages and decrease in CD4+ T cells in oral paracoccidioidomycosis: possible mechanisms that permit local fungal multiplication

Paracoccidioidomycosis is a chronic granulomatous disease that induces a specific inflammatory and immune response. The participation of nitric oxide (NO), a product of the inducible nitric oxide synthase enzyme (iNOS), as an important fungicidal molecule against Paracoccidioides brasiliensis has been demonstrated. In order to further characterize the Oral Paracoccidioidomycosis (OP), we undertook an immunohistochemical study of iNOS+, CD45RO+, CD3+, CD8+, CD20+, CD68+ cells and mast cells. The samples were distributed in groups according to the number of viable fungi per mm². Our results showed weak immunolabeling for iNOS in the multinucleated giant cells (MNGC) and in most of the mononuclear (MN) cells, and the proportion of iNOS+ MN/MNGC cells in the OP were comparable to Control (clinically healthy oral tissues). Additionally, our analysis revealed a similarity in the number of CD4+ cells between the Control and the OP groups with higher numbers of fungi. These findings suggest that a low expression of iNOS and a decrease in the CD4+ T cells in OP may represent possible mechanisms that permit the local fungal multiplication and maintenance of active oral lesions.

Diagnosis in evolvable production systems

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e Computadores especialidade: Robótica e Manufactura Integrada

Pré-fabricação em betão armado – Uma abordagem sobre a indústria e seus processos

O presente relatório resulta do estágio que decorreu na empresa TELHABEL, em Vila Nova de Famalicão e insere-se na unidade curricular Dissertação, Projeto e Estágio (DIPRE) do 2º semestre do 2º ano do curso de Mestrado em Engenharia Civil no ramo de construções no Instituto Superior de Engenharia do Porto. Durante o período de estágio foi possível adquirir uma visão abrangente da pré-fabricação em betão armado e pré-esforçado, que incluiu todas as áreas envolvidas no processo: atividades prévias, organização fabril, processo industrial, produção, transporte e montagem. Foi estabelecido um programa de trabalhos que envolveu a pesquisa de elementos bibliográficos sobre pré-fabricação, e o contacto com o dia-a-dia de uma empresa industrial. Foram estudadas várias tecnologias fabris de produção de elementos pré-fabricados, tentando perceber as suas vantagens, campos de aplicação e condicionantes de utilização. Analisou-se o trabalho fabril incidindo na organização e sequência de atividades, desde a realização de armaduras, cofragens, betonagem, controlo de qualidade até à armazenagem de produto acabado. Com complemento da atividade fabril fez-se uma breve referência ao transporte e montagem do material e a sua íntima relação com a produção. Uma vez que, em Portugal, a pré-fabricação se encontra numa fase de escassa atividade, procurou-se simular um caso real que permitisse ao formando o estudo de um projeto fictício, mas perfeitamente realizável. Concebeu-se a estrutura pré-fabricada para construir um armazém, da qual se fez a medição, orçamentação e elaboração dos desenhos de cofragem para fabrico. Posteriormente estudou-se também a produção da ponte sobre o rio Giraul, que se encontra, presentemente, em produção pela empresa, em Angola. Neste estudo procurou-se perceber as questões envolvidas nas cofragens e armaduras, tendo sido estudada a preparação destas últimas, de modo a alertar o formando para os problemas envolvidos na sua execução. A análise aos projetos propostos permitiu compreender a responsabilidade e complexidade das tarefas envolvidas na produção de pré-fabricados.

Evaluating vehicle painting plans in an automobile assembly plant using an integrated AHP-PROMETHEE approach

The painting activity is one of the most complex and important activities in automobile manufacturing. The inherent complexity of the painting activity and the frequent need for repainting usually turn the painting process into a bottleneck in automobile assembly plants, which is reflected in higher operating costs and longer overall cycle times. One possible approach for optimizing the performance of the paint shop is to improve the efficiency of the color planning. This can be accomplished by evaluating the relative merits of a set of vehicle painting plans. Since this problem has a multicriteria nature, we resort to the multicriteria decision analysis (MCDA) methodology to tackle it. A recent trend in the MCDA field is the development of hybrid approaches that are used to achieve operational synergies between different methods. Here we apply, for the first time, an integrated approach that combines the strengths of the analytic hierarchy process (AHP) and the Preference Ranking Organization METHod for Enrichment Evaluations (PROMETHEE), aided by Geometrical Analysis for Interactive Aid (GAIA), to the problem of assessing alternative vehicle painting plans. The management of the assembly plant found the results of value and is currently using them in order to schedule the painting activities such that an enhancement of the operational efficiency of the paint shop is obtained. This efficiency gain has allowed the management to bid for a new automobile model to be assembled at this specific plant.

Cytokine and nitric oxide production by mouse macrophages infected with brazilian flaviviruses

The Flaviviridae family, Flavivirus genus includes viruses that are transmitted to vertebrates by infected mosquitoes or ticks. The genus Flavivirus includes a variety of viruses that cause diseases such as acute febrile illness, encephalitis, and hemorrhagic fever. Flaviviruses primarily infect blood monocytes and tissue macrophages, which have been shown to be permissive, supporting viral replication and serving as virus reservoirs. On the other hand, these cells may have an important antiviral activity related to modulation by cytokine production and by the capacity of these cells to synthesize reactive free radicals such as nitric oxide (NO) which can have a microbicidal effect. The present study was performed in order to determine the production of cytokines interleukin-1beta (IL-1β), tumor necrosis factor -alpha (TNF-α), transforming growth factor- beta (TGF-β) and interferon -alpha (IFN-α) and NO by macrophages infected with one of four Brazilian flaviviruses, Bussuquara virus (BUSV), Yellow Fever virus (YFV), Rocio virus (ROCV) and Encephalitis Saint Louis virus (SLEV), and to verify the possible antiviral effect of NO during macrophage infection with ROCV. Moreover, we asked if the different viruses were able to regulate bacterial lipopolysaccharide (LPS) induced cytokine production. Our results showed that YFV and SLEV reduced the production of IL-1β and TGF-β by LPS-stimulated macrophages, while ROCV only diminished LPS-stimulated TGF-β synthesis. On the other hand, BUSV more likely favored an enhancement of the LPS-induced production of IL-1β by macrophages. Additionally, while most of the viruses stimulated the production of IFN-α, none of them altered the production of TNF-α by murine macrophages. Interestingly, all viruses induced synthesis of NO that was not correlated with antiviral activity for ROCV.

Desenvolvimento do processo de produção de peça plástica revestida a PVC para a indústria automóvel

O desenvolvimento do processo de produção de um produto para a indústria automóvel é sempre um desafio de nível de dificuldade exigente. Este trabalho teve por base o estudo do desenvolvimento do processo de produção de um produto para a área automóvel, constituído por diversos componentes e exigindo diversas etapas de produção. O desafio partiu de um cliente da SIMOLDES - PLÁSTICOS, S.A. que necessitava de uma peça em plástico para um novo modelo de automóvel. Foram estabelecidas as condições iniciais impostas pelo cliente e foram estudados os condicionalismos impostos pelas mesmas. Foram estudadas diferentes alternativas com vista à optimização do processo, garantindo a qualidade e tentando minimizar o custo final do produto. Foi realizada uma optimização dos moldes, por forma a poderem ser utilizadas máquinas com Força de Fecho mais baixa. Foram desenvolvidos alguns equipamentos que permitiram à empresa optar por novas formas de produção, utilizando materiais mais amigos do ambiente. Foram estudadas as condições de distribuição e optimização das tarefas, com vista à garantia do cumprimento dos prazos de entrega exigidos pelo cliente. Foi estudado o ‘layout’ que optimizou as operações de transporte das diferentes peças que constituem o produto final. Este trabalho foi elaborado com base num trabalho desenvolvido e implementado na SIMOLDES – PLÁSTICOS, S.A.

Estudo eletroquímico do dano oxidativo promovido por RNS e PAH e o efeito protetor de antioxidantes no ADN

No dia-a-dia, os organismos vivos estão sujeitos a vários tipos de agressões de origem endógena e exógena. A produção endógena exagerada de contaminantes que ocorre nos processos metabólicos dos seres vivos está intimamente associada ao aparecimento e desenvolvimento de várias patologias. Por outro lado, e devido às atividades antropogénicas, muitos contaminantes de origem ambiental e alimentar entram por via exógena no organismo dos seres vivos provocando igualmente danos a nível celular. De modo a protegerem-se dos efeitos pejorativos provocados por estes compostos, os organismos vivos desenvolveram mecanismos complexos de defesa antioxidante. Este trabalho consistiu no estudo eletroquímico do dano oxidativo induzido por contaminantes (PAH (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), H2O2, NO• e HClO) e do efeito protetor, ao dano oxidativo, promovido por antioxidantes no material baseado no ADN recorrendo à utilização de um biossensor de bases púricas, adenina-EPC (elétrodo pasta de carbono) e dA20-EPC, utilizando a voltametria de onda quadrada (VOQ) como técnica de deteção. A aplicação da eletroquímica apresenta várias vantagens para a quantificação da capacidade antioxidante total (CAT) pois, permite a redução da quantidade de reagentes e amostra em análise, elimina a etapa de remoção de cor (a cor é um interferente nos métodos óticos) e não requer equipamentos dispendiosos. Foram seguidas diferentes abordagens para a construção dos biossensores. A primeira consistiu na construção de um adenina-EPC em três etapas: i) condicionamento do EPC, ii) eletrodeposição da adenina no EPC e iii) leitura do sinal eletroquímico. Assim, foram otimizados diversos parâmetros: concentração de adenina (150,0 mg/L), potencial de condicionamento (Ec) (+ 1,80 V), potencial de deposição (Ed) (+ 0,40 V), tempo de condicionamento (tc) (180 s) e tempo de deposição (td) (240 s). Foi aplicado o adenina-EPC no estudo do dano oxidativo provocado por PAH (benzo (g,h,i) perileno) e constatou-se que era necessário transformar o benzo (g,h,i) perileno num radical para se possível observar danos oxidativos induzidos no biossensor. A nova estratégia consistiu na construção de um dA20-EPC, através da adsorção física de uma gota de dA20 na superfície do EPC, com posterior secagem e leitura do sinal eletroquímico. Neste procedimento foi otimizada a concentração de dA20 (100,0 mg/L). O dano oxidativo provocado pelo H2O2, NO• e HClO foi estudado sobre o dA20-EPC e verificou-se que os três contaminantes induziam dano oxidativo no dA20-EPC. Confirmou-se a capacidade do ácido ascórbico (AA) em proteger o dA20-EPC do dano oxidativo induzido por H2O2 e NO•. O biossensor desenvolvido (dA20-EPC) foi aplicado na avaliação da CAT de diferentes amostras reais (café, sumo de laranja e água aromatizada de laranja) usando-se como contaminantes o H2O2 e NO•. Todas as amostras analisadas apresentaram ter capacidade antioxidante. Quando se usou o dA20-EPC na presença de H2O2, verificou-se que as amostras de café apresentam valores mais elevados de CAT (1130-1488 mg AAE/L) do que as amostras de bebidas (110 mg AAE/L em água aromatizada e 775 mg AAE/L em sumo). Os valores de CAT obtidos para amostras de sumo e água aromatizada na presença de NO• indicam que a amostra de sumo possui maior teor de CAT (526 mg AAE/L) conforme era esperado, do que a amostra de água aromatizada (172 mg AAE/L).

Differences in exoenzyme production and adherence ability of Candida spp. isolates from catheter, blood and oral cavity

Phospholipase and proteinase production and the ability of adhesion to buccal epithelial cells (BEC) of 112 Candida isolates originated from oral cavity of HIV infected patients and from blood and catheter of intensive care unit patients were investigated. The proteinase production was detected by inoculation into bovine serum albumin (BSA) agar and the phospholipase activity was performed using egg yolk emulsion. A yeast suspension of each test strain was incubated with buccal epithelial cells and the number of adherence yeast to epithelial cells was counted. A percentage of 88.1% and 55.9% of Candida albicans and 69.8% and 37.7% of non-albicans Candida isolates produced proteinase and phospholipase, respectively. Non-albicans Candida isolated from catheter were more proteolytic than C. albicans isolates. Blood isolates were more proteolytic than catheter and oral cavity isolates while oral cavity isolates produced more phospholipase than those from blood and catheter. C. albicans isolates from oral cavity and from catheter were more adherent to BEC than non-albicans Candida isolates, but the adhesion was not different among the three sources analyzed. The results indicated differences in the production of phospholipase and proteinase and in the ability of adhesion to BEC among Candida spp. isolates from different sources. This study suggests that the pathogenicity of Candida can be correlated with the infected site.

Efficient succinic acid production from glycerol by actinobacillus succinogenes using dimethyl sulfoxid as electron acceptor

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Tnf-a production and apoptosis in hepatocytes after listeria monocytogenes and salmonella typhimurium invasion

Invasion of hepatocytes by Listeria monocytogenes (LM) and Salmonella Typhimurium (ST) can stimulate tumor necrosis factor alpha (TNF-α) release and induce apoptosis. In this study, we compared the behavior of hepatocytes invaded by three L. monocytogenes serotypes (LM-4a, LM-4b and LM-1/2a) and by ST to understand which bacterium is more effective in the infectious process. We quantified TNF-α release by ELISA, apoptosis rates by annexin V (early apoptosis) and TUNEL (late apoptosis) techniques. The cell morphology was studied too. TNF-α release rate was highest in ST-invaded hepatocytes. ST and LM-1/2a induced the highest apoptosis production rates evaluated by TUNEL. LM-4b produced the highest apoptosis rate measured by annexin. Invaded hepatocytes presented various morphological alterations. Overall, LM-4b and LM-1/2a proved to be the most efficient at cell invasion, although ST adapted faster to the environment and induced earlier hepatocyte TNF-α release.