A interatividade na aprendizagem: uma perspectiva cognitiva utilizando conteúdo multimídia

A migração de materiais educacionais para dispositivos portáteis, tais como computadores do tipo tablet, torna possível oferecer altos níveis de interatividade na apresentação de animações e, dessa forma, pesquisas são necessárias para avaliar o valor pedagógico de incorporar recursos sofisticados de interatividade em lições para dispositivos portáteis. Estudantes de Engenharia (no Experimento 1) e estudantes de nível superior de outras áreas (no Experimento 2) estudaram por 5 minutos uma animação mostrando, em um computador do tipo tablet, os seis passos de um procedimento de manutenção para um dispositivo mecânico chamado Tomada de Força. A animação envolveu um baixo nível de interatividade, no qual os estudantes eram capazes de reproduzir, pausar, avançar e voltar a animação por meio de botões acionados em tela sensível ao toque (touch screen); um alto nível de interatividade, no qual os estudantes podiam também tocar e deslizar um dedo na tela para rotacionar a animação ou ainda tocar a tela com dois dedos abrindo-os ou fechando-os para ampliar ou reduzir a animação; ou nenhuma interatividade (apenas no Experimento 2). De forma geral, em ambos os experimentos, os estudantes que utilizaram alto nível de interatividade reportaram maior interesse, mas não mostraram melhor aprendizagem, comparados aos grupos de baixa ou nenhuma interatividade. Entretanto, no Experimento 2, estudantes que se classificaram como alunos verbais demonstraram maior interesse e obtiveram pontuações mais altas de aprendizagem com alta interatividade, em vez de baixa ou nenhuma interatividade. Esse padrão, contudo, não foi encontrado entre os alunos visuais. Também no Experimento 2, os alunos verbais e os alunos com baixo nível de autorregulação de aprendizagem, que manifestaram alto nível de interesse, obtiveram pontuações mais altas de aprendizagem do que os alunos visuais e os alunos com alto nível de autorregulação de aprendizagem, que manifestaram baixo nível de interesse, respectivamente.

tCAD: a 3D modeling application on a depth enhanced tabletop computer

Tabletop computers featuring multi-touch input and object tracking are a common platform for research on Tangible User Interfaces (also known as Tangible Interaction). However, such systems are confined to sensing activity on the tabletop surface, disregarding the rich and relatively unexplored interaction canvas above the tabletop. This dissertation contributes with tCAD, a 3D modeling tool combining fiducial marker tracking, finger tracking and depth sensing in a single system. This dissertation presents the technical details of how these features were integrated, attesting to its viability through the design, development and early evaluation of the tCAD application. A key aspect of this work is a description of the interaction techniques enabled by merging tracked objects with direct user input on and above a table surface.

As multiplicidades espaciais na comunicação midiática digital

Pós-graduação em Comunicação - FAAC

Procedimentos para determinação e identificação de relações de controle em tarefas de IDMTS em Cebus apella

A obtenção de relações de controle Tipo S e Tipo R em tarefas de emparelhamento ao modelo por identidade (IDMTS) podem viabilizar o desenvolvimento de um repertório preciso de observação em relação a todos os estímulos (S+ e S-). Neste trabalho, uma seqüência de procedimentos foi utilizada com vistas a gerar ou identificar possíveis relações de controle presentes em treinos e testes de IDMTS. Este trabalho objetivou: a) verificar a viabilidade do uso do procedimento de máscara (comparação vazio) para identificação ou determinação de relações de controle em tarefas de IDMTS com macacos-prego e b) avaliar a eficácia desse procedimento em testes de relação de controle. Participaram deste estudo dois macacos-prego (Cebus apella) machos, com história experimental. Utilizou-se uma câmara experimental com um microcomputador equipado com tela sensível ao toque para apresentação dos estímulos e registro das respostas. No Experimento I, os sujeitos foram submetidos a treino de IDMTS com dupla escolha, treino com utilização do procedimento de máscara e enviezamento os quais visavam gerar controle Tipo S e R. Então, testes de relação de controle com máscara e estímulos novos foram efetuados. No Experimento II, foram realizados treinos de IDMTS com quatro estímulos e quatro escolhas simultâneas e testes de relações de controle via procedimento de máscara. Os resultados dos Experimentos I e II sugerem que o procedimento de máscara não foi efetivo para produzir controle Tipo S e Tipo R simultaneamente, assim como o procedimento de enviezamento foi parcialmente efetivo para gerar o controle por seleção esperado. O procedimento com quatro escolhas foi mais eficaz que os demais para produzir o controle Tipo S. Pesquisa posterior incluindo maior preparação para o funcionamento das comparações vazias efetivamente como máscaras deve ser conduzida. Pesquisas nesta linha de investigação poderão elucidar variáveis de procedimento que eventualmente possam estar envolvidas nas dificuldades de obtenção, por exemplo, de formação de classes de equivalência em sujeitos não-humanos.

Memória espacial e morfometria tridimensional da micróglia de CA1 e do giro denteado do Cebus apella

O presente trabalho tem o intuito de Investigar possíveis correlações entre a morfologia da micróglia do hipocampo e giro denteado e o desempenho cognitivo individual em teste de memória espacial no Cebus apella. Devido ao bom desempenho do Cebus apella em tarefas cognitivas hipocampo-dependentes, utilizou-se testes selecionados da Bateria Cambridge de Testes Neuropsicológicos (CANTAB) utilizada previamente com sucesso tanto em primatas do Velho Mundo quanto em humanos. Empregou-se o teste motor de adaptação a tela para checar a adaptação dos indivíduos à tela sensível ao toque e o teste de aprendizado pareado (TAP) para avaliar aprendizado e memória espacial. Para o estudo da correlação entre o desempenho individual no TAP da bateria CANTAB e a morfologia da micróglia, foi necessário reconstruir e analisar parâmetros morfométricos selecionados a partir de micróglias reconstruídas dos terços médio e externo da camada molecular do giro denteado e do lacunosum molecular de CA1, empregando microscopia tridimensional. A definição dos limites da formação hipocampal foi feita empregando-se critérios arquitetônicos previamente definidos. Para imunomarcação seletiva de micróglias foi utilizado o anticorpo policlonal (anti-Iba1) dirigido contra a proteína adaptadora ligante de cálcio ionizado Iba-1. A partir de procedimentos de estatística multivariada identificou-se a ocorrência de agrupamentos microgliais baseados em parâmetros morfométricos que permitiram a distinção de pelo menos dois grandes grupos microgliais em todos os indivíduos. Os resultados comportamentais expressos em taxa de aprendizado e alguns dos parâmetros morfométricos da micróglia dos terços externo e médio da camada molecular do giro denteado revelaram significativas correlações, lineares e não lineares. Em contraste, nenhuma correlação dessa natureza foi encontrada no lacunosum molecular de CA1. Nós sugerimos baseado no presente e em trabalhos anteriores que a correlação entre desempenho cognitivo e a complexidade estrutural da glia não é um atributo exclusivo dos astrócitos e que a morfologia da micróglia da camada molecular do giro denteado pode estar associada ainda que de forma indireta ao desempenho individual em testes de memória espacial.

Equivalência de estímulos após a formação de classes seqüênciais com portadores de necessidades educativas especiais

Estudos anteriores realizados no Laboratório de Psicologia Experimental da UFPA demonstraram que o treino por encadeamento era mais eficiente na formação de classes sequenciais, demonstrando maior precisão dos participantes nos testes que documentaram as propriedades de uma relação ordinal, especialmente no teste de substitutabilidade. Com base nesse estudo e através de um procedimento de encadeamento para formar oito sequências independentes com estímulos visuais, procurou-se avaliar os efeitos de uma história de treino com estímulos usuais e não usuais e se os membros das classes seqüenciais emergentes eram também equivalentes. Participaram deste estudo três indivíduos portadores de necessidades educacionais especiais, alunos da APAE (Associação de Pais e Amigos dos Excepcionais), todos experimentalmente ingênuos. As sessões experimentais foram realizadas em uma sala da APAE, cinco vezes por semana. Foi utilizado um computador com tela sensível ao toque com um programa especialmente desenvolvido para este estudo. O procedimento contou com fases de treino e testes e foi dividido em duas condições: na Condição I foi utilizado o treino por encadeamento de respostas com quatro conjuntos de estímulos usuais seguido de teste de seqüenciação, testes com pares de estímulos não adjacentes, teste de substitutabilidade de estímulos e de equivalência. Na Condição II foi utilizado o mesmo procedimento da Condição I com quatro novos conjuntos de estímulos não usuais. Os resultados mostraram que asseqüências ensinadas apresentaram as propriedades de uma relação de ordinalidade, durante os testes de substitutabilidade de estímulos. Os participantes foram capazes de formar uma nova seqüência a partir do treino de duas seqüências independentes sugerindo assim a emergência de classes seqüenciais, em ambas as condições experimentais, demonstrando que os estímulos usuais podem ter exercido uma função básica de ordinalidade e ter facilitado o responder seqüencial com os novos estímulos. A emergência de relações de equivalência sugerem também que os estímulos são funcionalmente equivalentes. Estes resultados ampliam e estendem os resultados de estudos anteriores para uma outra população e confirmam empiricamente o que vem sendo apontado pela literatura da área.

O ensino de física com lousa digital: atividades lúdicas como ferramenta mediadora na aprendizagem

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O ensino de física com lousa digital: atividades lúdicas como ferramenta mediadora na aprendizagem

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulatore di interfaccia uomo-macchina per i controllo di UAV

Recent statistics have demonstrated that two of the most important causes of failures of the UAVs (Uninhabited Aerial Vehicle) missions are related to the low level of decisional autonomy of vehicles and to the man machine interface. Therefore, a relevant issue is to design a display/controls architecture which allows the efficient interaction between the operator and the remote vehicle and to develop a level of automation which allows the vehicle the decision about change in mission. The research presented in this paper focuses on a modular man-machine interface simulator for the UAV control, which simulates UAV missions, developed to experiment solution to this problem. The main components of the simulator are an advanced interface and a block defined automation, which comprehend an algorithm that implements the level of automation of the system. The simulator has been designed and developed following a user-centred design approach in order to take into account the operator’s needs in the communication with the vehicle. The level of automation has been developed following the supervisory control theory which says that the human became a supervisor who sends high level commands, such as part of mission, target, constraints, in then-rule, while the vehicle receives, comprehends and translates such commands into detailed action such as routes or action on the control system. In order to allow the vehicle to calculate and recalculate the safe and efficient route, in term of distance, time and fuel a 3D planning algorithm has been developed. It is based on considering UASs representative of real world systems as objects moving in a virtual environment (terrain, obstacles, and no fly zones) which replicates the airspace. Original obstacle avoidance strategies have been conceived in order to generate mission planes which are consistent with flight rules and with the vehicle performance constraints. The interface is based on a touch screen, used to send high level commands to the vehicle, and a 3D Virtual Display which provides a stereoscopic and augmented visualization of the complex scenario in which the vehicle operates. Furthermore, it is provided with an audio feedback message generator. Simulation tests have been conducted with pilot trainers to evaluate the reliability of the algorithm and the effectiveness and efficiency of the interface in supporting the operator in the supervision of an UAV mission. Results have revealed that the planning algorithm calculate very efficient routes in few seconds, an adequate level of workload is required to command the vehicle and that the 3D based interface provides the operator with a good sense of presence and enhances his awareness of the mission scenario and of the vehicle under his control.

Una realizzazione distribuita di test neuropsicologici

Questa tesi fornisce una realizzazione di alcuni test neuropsicologici, scelti in collaborazione di un neuropsicologo, che cercano di sostituire foglio e penna con touch screen e dita. L'obiettivo è quello di ricreare il test senza aggiungere agenti esterni derivanti dalla nuova interfaccia, per far sì che la fruizione del test sia buona almeno quanto quella del corrispettivo non digitale. Il risultato finale dovrebbe apportare dei vantaggi sostanziali al processo di somministrazione di questi test.

Sviluppo di applicazioni mobile: confronto fra piattaforme native e tecnologie web utilizzando iOS e PhoneGap come caso di studio

Negli ultimi anni il mondo del mobile computing ha avuto una vera e propria crescita esponenziale grazie soprattutto all'entrata in scena dello smartphone. In realtà, per essere più precisi, è bene bene sottolineare che gli smartphone esistevano già da tempo ma il loro utilizzo era in particolar modo indirizzato ai professionisti per il quale era, ma continua ad essere tutt'oggi, un valido supporto in campo lavorativo, basti pensare all'importanza della comunicazione via e-mail e non solo. Seppur comunque fossero già presenti da tempo, i primi smartphone non godevano di certo di un touch-screen sofisticato come quello odierno nè in essi erano presenti funzionalità tipiche dei dispositivi che troviamo ad oggi sul mercato. Una svolta decisiva è stata segnata dall'introduzione dell'iPhone e successivamente dell'AppStore, grazie a questi la programmazione per i dispositivi mobile ha preso sempre più piede diventando un vero e proprio business. In un secondo momento alla programmazione nativa si affiancarono le tecnologie web. Questo mio lavoro di tesi si pone l'obiettivo di studiare in primis la struttura, caratteristiche e peculiarità del sistema operativo iOS e analizzare il framework PhoneGap al fine di riuscire a confrontarne i vari aspetti fondamentali anche attraverso lo sviluppo di piccole applicazioni. Così facendo, quindi scendendo nei dettagli di quelle che possono essere le differenze rilevanti, mi pongo l'obiettivo di valutarne relativi pro e contro al fine di fare una scelta del tutto personale tra iOS e PhoneGap.

Realizzazione di un controller su piattaforma Android per la movimentazione di manipolatori industriali

Nell'ottica di trovare modalità sempre più intuitive per movimentare manipolatori industriali l’obiettivo della tesi è quello di realizzare una mobile app su piattaforma Android in grado appunto di movimentare un generico manipolatore industriale. L'applicazione sviluppata fornisce all'utente un’interfaccia semplice e intuitiva che permette, dopo un’opportuna configurazione iniziale, di controllare il moto di un manipolatore industriale attraverso l’uso del touch screen e degli elementi grafici dell’interfaccia. Oltre a istruire un manipolatore l’applicazione offre anche delle funzionalità per il salvataggio e la gestione di determinate configurazioni che il manipolatore può assumere nello spazio. Il grande vantaggio dell’applicazione è quello di fornire un’interfaccia universale per la movimentazione di qualsiasi manipolatore. Si può affermare quindi che essa fornisce un livello di astrazione superiore. In questo progetto di tesi è stato effettuato il testing dell'applicazione sviluppata sia con il manipolatore industriale Comau Smart Six, robot antropomorfo a 6 gradi di libertà, sia con un manipolatore simulato in Unity 3D. Sono stati raccolti dei dati, in particolare dei grafici, che mettono in relazione i comandi impartiti al manipolatore e i dati ricevuti da questo, in modo da ricavarne dei parametri che misurano l'efficienza e la correttezza dell'applicazione.

Picture Recognition of Food by Macaques (Macaca silenus)

Pictorial representations of three-dimensional objects are often used to investigate animal cognitive abilities; however, investigators rarely evaluate whether the animals conceptualize the two-dimensional image as the object it is intended to represent. We tested for picture recognition in lion-tailed macaques by presenting five monkeys with digitized images of familiar foods on a touch screen. Monkeys viewed images of two different foods and learned that they would receive a piece of the one they touched first. After demonstrating that they would reliably select images of their preferred foods on one set of foods, animals were transferred to images of a second set of familiar foods. We assumed that if the monkeys recognized the images, they would spontaneously select images of their preferred foods on the second set of foods. Three monkeys selected images of their preferred foods significantly more often than chance on their first transfer session. In an additional test of the monkeys' picture recognition abilities, animals were presented with pairs of food images containing a medium-preference food paired with either a high-preference food or a low-preference food. The same three monkeys selected the medium-preference foods significantly more often when they were paired with low-preference foods and significantly less often when those same foods were paired with high-preference foods. Our novel design provided convincing evidence that macaques recognized the content of two-dimensional images on a touch screen. Results also suggested that the animals understood the connection between the two-dimensional images and the three-dimensional objects they represented.

Study of accelerometer assisted single key positioning user input systems

New designs of user input systems have resulted from the developing technologies and specialized user demands. Conventional keyboard and mouse input devices still dominate the input speed, but other input mechanisms are demanded in special application scenarios. Touch screen and stylus input methods have been widely adopted by PDAs and smartphones. Reduced keypads are necessary for mobile phones. A new design trend is exploring the design space in applications requiring single-handed input, even with eyes-free on small mobile devices. This requires as few keys on the input device to make it feasible to operate. But representing many characters with fewer keys can make the input ambiguous. Accelerometers embedded in mobile devices provide opportunities to combine device movements with keys for input signal disambiguation. Recent research has explored its design space for text input. In this dissertation an accelerometer assisted single key positioning input system is developed. It utilizes input device tilt directions as input signals and maps their sequences to output characters and functions. A generic positioning model is developed as guidelines for designing positioning input systems. A calculator prototype and a text input prototype on the 4+1 (5 positions) positioning input system and the 8+1 (9 positions) positioning input system are implemented using accelerometer readings on a smartphone. Users use one physical key to operate and feedbacks are audible. Controlled experiments are conducted to evaluate the feasibility, learnability, and design space of the accelerometer assisted single key positioning input system. This research can provide inspiration and innovational references for researchers and practitioners in the positioning user input designs, applications of accelerometer readings, and new development of standard machine readable sign languages.

Consumer Health Information for Asians (CHIA): a collaborative project.

According to the 2000 United States Census, the Asian population in Houston, Texas, has increased more than 67% in the last ten years. To supplement an already active consumer health information program, the staff of the Houston Academy of Medicine-Texas Medical Center Library worked with community partners to bring health information to predominantly Asian neighborhoods. Brochures on health topics of concern to the Asian community were translated and placed in eight informational kiosks in Asian centers such as temples and an Asian grocery store. A press conference and a ribbon cutting ceremony were held to debut the kiosks and to introduce the Consumer Health Information for Asians (CHIA) program. Project goals for the future include digitizing the translated brochures, mounting them on the Houston HealthWays Website, and developing touch-screen kiosks. The CHIA group is investigating adding health resources in other Asian languages, as well as Spanish. Funding for this project has come from outside sources rather than from the regular library budget.