Acceleration of physics simulation engine through OpenCL

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Ferramentas de gestão de redes e classificação de tráfego: estudo de um caso

A gestão de redes informáticas converteu-se num fator vital para uma rede operar de forma eficiente, produtiva e lucrativa. A gestão envolve a monitorização e o controlo dos sistemas para que estes funcionam como o pretendido, ações de configuração, monitorização, reconfiguração dos componentes, são essenciais para o objetivo de melhorar o desempenho, diminuir o tempo de inatividade, melhor a segurança e efetuar contabilização. Paralelamente, a classificação de tráfego é um tema de bastante relevância em várias atividades relacionadas com as redes, tais como a previsão de QoS, segurança, monitorização, contabilização, planeamento de capacidade de backbones e deteção de invasão. A variação de determinados tipos de tráfego pode influenciar, decisões técnicas na área da gestão de redes, assim como decisões políticas e sociais. Neste trabalho pretende-se desenvolver um estudo dos vários protocolos, ferramentas de gestão e de classificação de tráfego disponíveis para apoiar a atividade de gestão. O estudo efetuado terminou com a proposta e implementação de uma solução de gestão adequado a um cenário real, bastante rico na diversidade de tecnologias e sistemas.

Imunossensores Eletroquímicos para o Diagnóstico Precoce e Descentralizado do Cancro da Mama

O cancro é uma das principais causas de morte em todo o mundo. Entre as mulheres, o cancro da mama é o mais frequente. A deteção precoce do cancro é de extrema importância na medida em que pode aumentar as possibilidades de cura dos pacientes e contribuir para a diminuição da taxa de mortalidade desta doença. Um método que tem contribuído para a deteção precoce do cancro é a análise de biomarcadores. Biomarcadores associados ao cancro da mama, como o Recetor 2 do Fator de Crescimento Epidérmico Humano (HER2) e o Antigénio Carbohidratado 15-3 (CA 15-3), podem ser detetados através de dispositivos como os biossensores. Neste trabalho foram desenvolvidos dois imunossensores eletroquímicos para a análise de HER2 e CA 15-3. Para ambos os sensores foram utilizados, como transdutores, elétrodos serigrafados de carbono. A superfície destes transdutores foi nanoestruturada com nanopartículas de ouro. Foram realizados imunoensaios não-competitivos (do tipo sandwich) em ambos os imunossensores, cuja estratégia consistiu na (i) imobilização do respetivo anticorpo de captura na superfície nanoestruturada dos elétrodos, (ii) bloqueio da superfície com caseína, (iii) incubação com uma mistura do analito (HER2 ou CA 15-3) e o respetivo anticorpo de deteção biotinilado, (iv) adição de estreptavidina conjugada com fosfatase alcalina (S-AP; a AP foi utilizada como marcador enzimático), (v) adição de uma mistura do substrato enzimático (3-indoxil fosfato) e nitrato de prata, e (vi) deteção do sinal analítico através da redissolução anódica, por voltametria de varrimento linear, da prata depositada enzimaticamente. Com as condições experimentais otimizadas, foi estabelecida a curva de calibração para a análise de HER2 em soro, entre 15 e 100 ng/mL, obtendo-se um limite de deteção de 4,4 ng/mL. Para o CA 15-3 a curva de calibração (em solução aquosa) foi estabelecida entre 15 e 250 U/mL, obtendo-se um limite de deteção de 37,5 U/mL. Tendo em conta o valor limite (cutoff value) estabelecido para o HER2 (15 ng/mL) pode-se comprovar a possível utilidade do imunossensor desenvolvido para o diagnóstico precoce e descentralizado do cancro da mama. No caso do CA 15-3 serão necessários estudos adicionais para se poder avaliar a utilidade do imunossensor para o diagnóstico do cancro da mama.

Deteção e previsão de falhas em equipamentos de produção industrial

As empresas nacionais deparam-se com a necessidade de responder ao mercado com uma grande variedade de produtos, pequenas séries e prazos de entrega reduzidos. A competitividade das empresas num mercado global depende assim da sua eficiência, da sua flexibilidade, da qualidade dos seus produtos e de custos reduzidos. Para se atingirem estes objetivos é necessário desenvolverem-se estratégias e planos de ação que envolvem os equipamentos produtivos, incluindo: a criação de novos equipamentos complexos e mais fiáveis, alteração dos equipamentos existentes modernizando-os de forma a responderem às necessidades atuais e a aumentar a sua disponibilidade e produtividade; e implementação de políticas de manutenção mais assertiva e focada no objetivo de “zero avarias”, como é o caso da manutenção preditiva. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho consiste na previsão do instante temporal ótimo da manutenção de um equipamento industrial – um refinador da fábrica de Mangualde da empresa Sonae Industria, que se encontra em funcionamento contínuo 24 horas por dia, 365 dias por ano. Para o efeito são utilizadas medidas de sensores que monitorizam continuamente o estado do refinador. A principal operação de manutenção deste equipamento é a substituição de dois discos metálicos do seu principal componente – o desfibrador. Consequentemente, o sensor do refinador analisado com maior detalhe é o sensor que mede a distância entre os dois discos do desfibrador. Os modelos ARIMA consistem numa abordagem estatística avançada para previsão de séries temporais. Baseados na descrição da autocorrelação dos dados, estes modelos descrevem uma série temporal como função dos seus valores passados. Neste trabalho, a metodologia ARIMA é utilizada para determinar um modelo que efetua uma previsão dos valores futuros do sensor que mede a distância entre os dois discos do desfibrador, determinando-se assim o momento ótimo da sua substituição e evitando paragens forçadas de produção por ocorrência de uma falha por desgaste dos discos. Os resultados obtidos neste trabalho constituem uma contribuição científica importante para a área da manutenção preditiva e deteção de falhas em equipamentos industriais.

Selective recognition in potentiometric transduction of amoxicillin by molecularly imprinted materials

The indiscriminate use of antibiotics in food-producing animals has received increasing attention as a contributory factor in the international emergence of antibiotic-resistant bacteria (Woodward in Pesticide, veterinary and other residues in food, CRC Press, Boca Raton, 2004). Numerous analytical methods for quantifying antibacterial residues in edible animal products have been developed over years (Woodward in Pesticide, veterinary and other residues in food, CRC Press, Boca Raton, 2004; Botsoglou and Fletouris in Handbook of food analysis, residues and other food component analysis, Marcel Dekker, Ghent, 2004). Being Amoxicillin (AMOX) one of those critical veterinary drugs, efforts have been made to develop simple and expeditious methods for its control in food samples. In literature, only one AMOX-selective electrode has been reported so far. In that work, phosphotungstate:amoxycillinium ion exchanger was used as electroactive material (Shoukry et al. in Electroanalysis 6:914–917, 1994). Designing new materials based on molecularly imprinted polymers (MIPs) which are complementary to the size and charge of AMOX could lead to very selective interactions, thus enhancing the selectivity of the sensing unit. AMOX-selective electrodes used imprinted polymers as electroactive materials having AMOX as target molecule to design a biomimetic imprinted cavity. Poly(vinyl chloride), sensors of methacrylic acid displayed Nernstian slopes (60.7 mV/decade) and low detection limits (2.9 × 10−5 mol/L). The potentiometric responses were not affected by pH within 4–5 and showed good selectivity. The electrodes were applied successfully to the analysis of real samples.

Coordinated Maneuver for Gradient Search Using Multiple AUV's

OCEANS 2003. Proceedings (Volume:1 )

Sanitary conditions of a colony of urban feral cats (Felis catus Linnaeus, 1758) in a zoological garden of Rio de Janeiro, Brazil

The colony of urban stray cats living in the Rio de Janeiro zoological garden was studied in order to develop a population and health control program. As many cats as possible were captured during two months (47 animals) and were classified according to gender, age, weight and coat markings. They were submitted to a general health evaluation, examined for the presence of ectoparasites and sent to a surgical neutering program. All animals had a blood sample drawn for CBC, platelet count, heartworm and retroviruses detection. Capillary blood smears were made for hemoparasites detection. Coat marking and colors were tabby (59.7%), followed by solid black (17%); torbie (10.6%); bicolor (10.6%) and harlequin (2.1%). The only ectoparasites found were fleas, which infested 28% of the animals. The hemoparasites found were Haemobartonella felis (38%) and piroplasmas that could not be differentiated between Cytauxzoon spp. and Babesia spp. (47%). No cat was found infected by Dirofilaria immitis or FeLV (Feline Leukemia Virus), although FIV (Feline Immunodeficiency Virus) antibodies could be detected (21%). There was no correlation between hemoparasites and FIV infections. The estimated total cat population (mark-recapture method) was 59; 68% female and 32% male, suggesting that a neutering program is in fact needed.

Multi-robot cooperative stereo for outdoor scenarios

13th International Conference on Autonomous Robot Systems (Robotica), 2013

Deteção Automática de Conteúdos Explícitos em Sequências de Vídeo

Nos últimos anos, o fácil acesso em termos de custos, ferramentas de produção, edição e distribuição de conteúdos audiovisuais, contribuíram para o aumento exponencial da produção diária deste tipo de conteúdos. Neste paradigma de superabundância de conteúdos multimédia existe uma grande percentagem de sequências de vídeo que contém material explícito, sendo necessário existir um controlo mais rigoroso, de modo a não ser facilmente acessível a menores. O conceito de conteúdo explícito pode ser caraterizado de diferentes formas, tendo o trabalho descrito neste documento incidido sobre a deteção automática de nudez feminina presente em sequências de vídeo. Este processo de deteção e classificação automática de material para adultos pode constituir uma ferramenta importante na gestão de um canal de televisão. Diariamente podem ser recebidas centenas de horas de material sendo impraticável a implementação de um processo manual de controlo de qualidade. A solução criada no contexto desta dissertação foi estudada e desenvolvida em torno de um produto especifico ligado à área do broadcasting. Este produto é o mxfSPEEDRAIL F1000, sendo este uma solução da empresa MOG Technologies. O objetivo principal do projeto é o desenvolvimento de uma biblioteca em C++, acessível durante o processo de ingest, que permita, através de uma análise baseada em funcionalidades de visão computacional, detetar e sinalizar na metadata do sinal, quais as frames que potencialmente apresentam conteúdo explícito. A solução desenvolvida utiliza um conjunto de técnicas do estado da arte adaptadas ao problema a tratar. Nestas incluem-se algoritmos para realizar a segmentação de pele e deteção de objetos em imagens. Por fim é efetuada uma análise critica à solução desenvolvida no âmbito desta dissertação de modo a que em futuros desenvolvimentos esta seja melhorada a nível do consumo de recursos durante a análise e a nível da sua taxa de sucesso.

Rastreio Neonatal de Hemoglobinopatias numa População Residente em Portugal

The primary objective of newborn screening of hemoglobinopathies is the early identification of infants with sickle cell disease, as they are at increased clinical risk. Other goals include the identification of other types of clinically significant hemoglobinopathies and the detection of heterozygous carriers followed by the screening and counselling of family members. We performed a pilot study for the neonatal screening of hemoglobinopathies in 400 samples of cord blood taken from a maternity in Lisbon. We did not find any newborn with sickle cell disease. Six samples were from sickle cell heterozygotes, the respective families were studied and informed. We looked for the presence of alpha-thalassemia at birth in 100 consecutive samples of cord blood, by the presence of Hb Bart's, abnormal red blood cell indices and alpha-globin genotype. The results show an incidence of 10% of alpha-thalassemia (-alpha) carriers and 4% of triple alpha-globin gene carriers. The authors discuss the feasibility of neonatal screening of hemoglobinopathies in a Portuguese-speaking population consisting of a low prevalence of Hb S trait autoclonous group and a high prevalence immigrant minority

Case-control study of an outbreak of acute toxoplasmosis in an industrial plant in the state of São Paulo, Brazil

Foodborne diseases represent operational risks in industrial restaurants. We described an outbreak of nine clustered cases of acute illness resembling acute toxoplasmosis in an industrial plant with 2300 employees. These patients and another 36 similar asymptomatic employees were diagnosed with anti-T. gondii IgG titer and avidity by ELISA. We excluded 14 patients based on high IgG avidity and chronic toxoplasmosis: 13 from controls and one from acute disease other than T. gondii infection. We also identified another three asymptomatic employees with T.gondii acute infection and also anti-T. gondii IgM positive as remaining acute cases. Case control study was conducted by interview in 11 acute infections and 20 negative controls. The ingestion of green vegetables, but not meat or water, was observed to be associated with the incidence of acute disease. These data reinforce the importance of sanitation control in industrial restaurants and also demonstrate the need for improvement in quality control regarding vegetables at risk for T. gondii oocyst contamination. We emphasized the accurate diagnosis of indexed cases and the detection of asymptomatic infections to determine the extent of the toxoplasmosis outbreak.

Gestão de Redes e Sistemas: Estudo de um caso

A gestão e monitorização de redes é uma necessidade fundamental em qualquer organização, quer seja grande ou pequena. A sua importância tem de ser refletida na eficiência e no aumento de informação útil disponível, contribuindo para uma maior eficácia na realização das tarefas em ambientes tecnologicamente avançados, com elevadas necessidades de desempenho e disponibilidade dos recursos dessa tecnologia. Para alcançar estes objetivos é fundamental possuir as ferramentas de gestão de redes adequadas. Nomeadamente ferramentas de monitorização. A classificação de tráfego também se revela fundamental para garantir a qualidade das comunicações e prevenir ataques indesejados aumentando assim a segurança nas comunicações. Paralelamente, principalmente em organizações grandes, é relevante a inventariação dos equipamentos utilizados numa rede. Neste trabalho pretende-se implementar e colocar em funcionamento um sistema autónomo de monitorização, classificação de protocolos e realização de inventários. Todas estas ferramentas têm como objetivo apoiar os administradores e técnicos de sistemas informáticos. Os estudos das aplicações que melhor se adequam à realidade da organização culminaram num acréscimo de conhecimento e aprendizagem que irão contribuir para um melhor desempenho da rede em que o principal beneficiário será o cidadão.

Planeamento de Trajetória para Operações de Busca e Salvamento com UAVs

Os sistemas autónomos trazem como mais valia aos cenários de busca e salvamento a possibilidade de minimizar a presença de Humanos em situações de perigo e a capacidade de aceder a locais de difícil acesso. Na dissertação propõe-se endereçar novos métodos para perceção e navegação de veículos aéreos não tripulados (UAV), tendo como foco principal o planeamento de trajetórias e deteção de obstáculos. No que respeita à perceção foi desenvolvido um método para gerar clusters tendo por base os voxels gerados pelo Octomap. Na área de navegação, foram desenvolvidos dois novos métodos de planeamento de trajetórias, GPRM (Grid Probabilistic Roadmap) e PPRM (Particle Probabilistic Roadmap), que tem como método base para o seu desenvolvimento o PRM. O primeiro método desenvolvido, GPRM, espalha as partículas numa grid pré-definida, construindo posteriormente o roadmap na área determinada pela grid e com isto estima o trajeto mais curto até ao ponto destino. O segundo método desenvolvido, PPRM, espalha as partículas pelo cenário de aplicação, gera o roadmap considerando o mapa total e atribui uma probabilidade que irá permitir definir a trajetória otimizada. Para analisar a performance de cada método em comparação com o PRM, efetua-se a sua avaliação em três cenários distintos com recurso ao simulador MORSE.

Calciphylaxis: a Literature Review Based in Two Case Reports

Calciphylaxis is a rare and devastating obliterative vasculopathy, leading to ischemia and subcutaneous necrosis. In most cases it affects patients with renal disease and is associated with high morbidity and mortality. We present two case reports followed recently in our department, and a literature review on this topic. Case one refers to an 80 -year -old Caucasian woman with chronic kidney disease stage 5 and primary hyperparathyroidism with secondary brown tumour and calciphylaxis. Case two refers to a 59 -year -old Caucasian woman admitted with severe nephrotic syndrome associated with amyloidosis, that developed a catastrophic picture of calciphylaxis, ending in the patient’s death. There is a critical need to understand the pathogenesis of calciphylaxis. Its comprehension is the only way to improve the survival of these patients, and may help to elucidate the pathophysiology of vascular calcification in general. Educating physicians in the prevention and early detection of calciphylaxis is crucial. Only by increasing the knowledge about risk factors, pathophysiology, response to treatment and outcome, will we be able to improve prophylaxis and therapy of patients with calciphylaxis, decreasing the high mortality of this entity.

Pseudomonas spp. ISOLATED FROM THE ORAL CAVITY OF HEALTHCARE WORKERS FROM AN ONCOLOGY HOSPITAL IN MIDWESTERN BRAZIL

This cross-sectional study, performed in an oncology hospital in Goiania, aimed to characterize the prevalence of oral colonization and antimicrobial susceptibility of Pseudomonas spp. isolated from the saliva of healthcare workers. Microorganisms were subjected to biochemical tests, susceptibility profile, and phenotypic detection. Of 76 participants colonized with Gram negative bacilli, 12 (15.8%) harbored Pseudomonas spp. Of all isolates, P. aeruginosa (75.0%), P. stutzeri (16.7%), and P. fluorescens (8.3%), were resistant to cefoxitin, and therefore likely to be AmpC producers. The results are clinically relevant and emphasize the importance of surveillance to minimize bacterial dissemination and multiresistance.