Hierarchically organized chitin-based matrices

Chitin is the second most abundant biopolymer on Earth and the most diffused across the known species, being present in more than 70 % of them. It is present in a huge variety of different structures and morphologies being a massive pool of information for new material science approach. This thesis aims to study chitin at different level of organization using diverse approaches. Three main topics are discussed in this manuscript. The first is the use of a bottom-up approach to study chitin nanofibrils self-assembly in water triggering the assembly by pH increment. Successively, the assembly was studied in presence of another pH responsive biomacromolecule, the collagen, to get new composite materials and study how the assembly and the chitin/collagen ratio influence fibroblast’s viability. The second topic focuses on biogenic organized chitin-based matrices, in both Ariolimax californicus and Loligo vulgaris. This study aims to understand the features that give raise to the properties of those matrices. Finally, in the last section a top-up approach was used to exploit natural hierarchically organized chitinous matrices to obtain organized functional materials introducing a catechol on the free amino group of deacetylated chitin (DA 77 %). In conclusion, this study of chitin at different level of organization emphasized different novelties depending on the organization level studied. Moreover, this thesis gives many possibilities for future bioinspired routes to get highly organized materials, or for highly organized functional materials based on natural chitin-based matrices.

Hybrid Artificial Intelligence to Extract Patterns and Rules from Argumentative and Legal Texts

This Thesis is composed of a collection of works written in the period 2019-2022, whose aim is to find methodologies of Artificial Intelligence (AI) and Machine Learning to detect and classify patterns and rules in argumentative and legal texts. We define our approach “hybrid”, since we aimed at designing hybrid combinations of symbolic and sub-symbolic AI, involving both “top-down” structured knowledge and “bottom-up” data-driven knowledge. A first group of works is dedicated to the classification of argumentative patterns. Following the Waltonian model of argument and the related theory of Argumentation Schemes, these works focused on the detection of argumentative support and opposition, showing that argumentative evidences can be classified at fine-grained levels without resorting to highly engineered features. To show this, our methods involved not only traditional approaches such as TFIDF, but also some novel methods based on Tree Kernel algorithms. After the encouraging results of this first phase, we explored the use of a some emerging methodologies promoted by actors like Google, which have deeply changed NLP since 2018-19 — i.e., Transfer Learning and language models. These new methodologies markedly improved our previous results, providing us with best-performing NLP tools. Using Transfer Learning, we also performed a Sequence Labelling task to recognize the exact span of argumentative components (i.e., claims and premises), thus connecting portions of natural language to portions of arguments (i.e., to the logical-inferential dimension). The last part of our work was finally dedicated to the employment of Transfer Learning methods for the detection of rules and deontic modalities. In this case, we explored a hybrid approach which combines structured knowledge coming from two LegalXML formats (i.e., Akoma Ntoso and LegalRuleML) with sub-symbolic knowledge coming from pre-trained (and then fine-tuned) neural architectures.

Understanding, defining and assessing food systems’ social and economic sustainability indicators: implementation of mixed methodologies for policy insights

Sustainability encompasses the presence of three dimensions that must coexist simultaneously, namely the environmental, social, and economic ones. The economic and social dimensions are gaining the spotlight in recent years, especially within food systems. To assess social and economic impacts, indicators and tools play a fundamental role in contributing to the achievements of sustainability targets, although few of them have deepen the focus on social and economic impacts. Moreover, in a framework of citizen science and bottom-up approach for improving food systems, citizen play a key role in defying their priorities in terms of social and economic interventions. This research expands the knowledge of social and economic sustainability indicators within the food systems for robust policy insights and interventions. This work accomplishes the following objectives: 1) to define social and economic indicators within the supply chain with a stakeholder perspective, 2) to test social and economic sustainability indicators for future food systems engaging young generations. The first objective was accomplished through the development of a systematic literature review of 34 social sustainability tools, based on five food supply chain stages, namely production, processing, wholesale, retail, and consumer considering farmers, workers, consumers, and society as stakeholders. The second objective was achieved by defining and testing new food systems social and economic sustainability indicators through youth engagement for informed and robust policy insights, to provide policymakers suggestions that would incorporate young generations ones. Future food systems scenarios were evaluated by youth through focus groups, whose results were analyzed through NVivo and then through a survey with a wider platform. Conclusion addressed the main areas of policy interventions in terms of social and economic aspects of sustainable food systems youth pointed out as in need of interventions, spanning from food labelling reporting sustainable origins to better access to online food services.

Data sensitivity detection in chat interactions for privacy protection

In recent years, there has been exponential growth in using virtual spaces, including dialogue systems, that handle personal information. The concept of personal privacy in the literature is discussed and controversial, whereas, in the technological field, it directly influences the degree of reliability perceived in the information system (privacy ‘as trust’). This work aims to protect the right to privacy on personal data (GDPR, 2018) and avoid the loss of sensitive content by exploring sensitive information detection (SID) task. It is grounded on the following research questions: (RQ1) What does sensitive data mean? How to define a personal sensitive information domain? (RQ2) How to create a state-of-the-art model for SID?(RQ3) How to evaluate the model? RQ1 theoretically investigates the concepts of privacy and the ontological state-of-the-art representation of personal information. The Data Privacy Vocabulary (DPV) is the taxonomic resource taken as an authoritative reference for the definition of the knowledge domain. Concerning RQ2, we investigate two approaches to classify sensitive data: the first - bottom-up - explores automatic learning methods based on transformer networks, the second - top-down - proposes logical-symbolic methods with the construction of privaframe, a knowledge graph of compositional frames representing personal data categories. Both approaches are tested. For the evaluation - RQ3 – we create SPeDaC, a sentence-level labeled resource. This can be used as a benchmark or training in the SID task, filling the gap of a shared resource in this field. If the approach based on artificial neural networks confirms the validity of the direction adopted in the most recent studies on SID, the logical-symbolic approach emerges as the preferred way for the classification of fine-grained personal data categories, thanks to the semantic-grounded tailor modeling it allows. At the same time, the results highlight the strong potential of hybrid architectures in solving automatic tasks.

Validation of an intermediate-complexity flood risk model for climate change adaptation

In questo lavoro di tesi viene presentato e validato un modello di rischio di alluvione a complessità intermedia per scenari climatici futuri. Questo modello appartiene a quella categoria di strumenti che mirano a soddisfare le esigenze identificate dal World Climate Research Program (WRCP) per affrontare gli effetti del cambiamento climatico. L'obiettivo perseguito è quello di sviluppare, seguendo un approccio ``bottom-up" al rischio climatico regionale, strumenti che possano aiutare i decisori a realizzare l'adattamento ai cambiamenti climatici. Il modello qui presentato è interamente basato su dati open-source forniti dai servizi Copernicus. Il contributo di questo lavoro di tesi riguarda lo sviluppo di un modello, formulato da (Ruggieri et al.), per stimare i danni di eventi alluvionali fluviali per specifici i livelli di riscaldamento globale (GWL). Il modello è stato testato su tre bacini idrografici di medie dimensioni in Emilia-Romagna, Panaro, Reno e Secchia. In questo lavoro, il modello viene sottoposto a test di sensibilità rispetto a un'ipotesi enunciata nella formulazione del modello, poi vengono effettuate analisi relative all'ensemble multi-modello utilizzato per le proiezioni. Il modello viene quindi validato, confrontando i danni stimati nel clima attuale per i tre fiumi con i danni osservati e confrontando le portate simulate con quelle osservate. Infine, vengono stimati i danni associati agli eventi alluvionali in tre scenari climatici futuri caratterizzati da GWL di 1.5° C, 2.0° C e 3.0°C.

Estratégias de inovação de catching-up: as ligações de aprendizagem entre um instituto de P&D e pequenas empresas

Considerando que diferentes estratégias são utilizadas pelas organizações para potencializar seu desempenho por meio da inovação, este estudo teve como objetivo identificar as ligações de aprendizagem entre um instituto de P&D e pequenas empresas da cadeia produtiva da caprinocultura inserida no sistema de inovação local, tendo como base a seguinte questão: os institutos de P&D podem funcionar como porteiro tecnológico (gatekeepers) provendo conhecimento novo às pequenas empresas em estudo? Para isso foi elaborado o marco teórico do estudo baseado nas discussões referentes às estratégias e aos sistemas de inovação, articulando ainda as temáticas sobre pesquisa e desenvolvimento - P&D e os processos de aprendizagem correspondentes. A metodologia está baseada na estratégia do estudo multicaso. Os dados empíricos foram examinados segundo a abordagem qualitativa, sendo coletados através de entrevistas semiestruturadas, durante participações em reuniões e análises documentais. Nas empresas pesquisadas, observou-se que, apesar de essas manterem ligações de aprendizagem ainda incipientes com o instituto de P&D, evidências mostraram que estas estão incidindo na ampliação da base de conhecimento das pequenas empresas. Relevou-se ainda que estas ligações de aprendizagem estejam sendo ampliadas e potencializadas através das fontes externas e abertas entre as empresas e as demais instituições do sistema e que tiveram como base estratégias de inovação do tipo catching-up.

Pedagogia de esporte : aspectos motriz de aprendizagem em hoquei em patins, crianças de oito a dez anos

Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Educação Física

Multimodos e múltiplas Representações, aprendizagem significativa e subjetividade: três referenciais conciliáveis da educação científica

A linha de pesquisa em multimodos e múltiplas representações vem atualmente sendo inspiradora de ações instrucionais na educação científica. Partindo dos fundamentos que justificam um encaminhamento didático à luz dessas referências, este trabalho procura mostrar que há compatibilidade dos seus fundamentos com a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e com as questões levantadas pelas pesquisas que indicam a necessidade de se considerar a subjetividade dos alunos presentes numa sala de aula. Essencialmente, procuramos argumentar que a promoção de um ensino por meio de multimodos e múltiplas representações é consistente com o ambiente plural das subjetividades existentes numa sala de aula e com uma aprendizagem significativa.

A incorporação da avaliação da atenção básica no nível estadual do Sistema Único de Saúde através de processos participativos de ensino-aprendizagem-trabalho

OBJETIVOS: desenvolver uma metodologia de intervenção e aplicá-la às equipes das Secretarias Estaduais de Saúde (SES) objetivando incorporar a prática de monitoramento e avaliação da atenção básica através de processo de capacitação e realização de atividade real de planejamento e programação em saúde. MÉTODOS: foi desenvolvido um processo de ensino-aprendizagem-trabalho que incorporou ao processo de capacitação uma atividade de planejamento em saúde. A qualidade dos dois processos é assegurada através do estabelecimento de princípios e critérios para a organização da capacitação, para a elaboração da proposta metodológica de monitoramento e avaliação e para a condução didático-pedagógica do curso. RESULTADOS: a metodologia foi aplicada nos Estados de Mato Grosso do Sul (MS), Tocantins (TO) e Amazonas (AM), respeitando as particularidades locais em termos de organização da SES e da qualificação e capacidade dos técnicos responsáveis pela atenção básica. Foram produzidas propostas metodológicas estruturalmente semelhantes, mas diferentes nas suas prioridades e propostas de desenvolvimento. Dois anos após o término da intervenção, efeitos desse trabalho ainda estão sendo identificados. CONCLUSÕES: os resultados obtidos em MS, TO e AM revelam a capacidade que a abordagem baseada na tríade ensino-aprendizagem-trabalho possui para a institucionalização de novas práticas de trabalho nos serviços de saúde.

PPO Reaction Scale-up

O óxido de polifenileno com a marca comercial PPO® é uma das resinas principais produzidas na SABIC IP e o ingrediente principal do plástico de engenharia com a marca registada, Noryl®. A equipa de tecnologia de processo de PPO® desenvolve uma série de novos produtos em reactores de pequena escala, tanto em Selkirk como em Bergen op Zoom. Para se efectuar uma transição rápida da escala laboratorial para a fábrica, é necessário um conhecimento completo do reactor. O objectivo deste projecto consiste em esboçar linhas gerais para o scale-up de novos produtos de PPO1, do laboratório para a escala industrial, baseado no estudo de um tipo de PPO, PPO 803. Este estudo pode ser dividido em duas fases. Numa primeira fase, as receitas e os perfis da reacção são comparados, de onde se retiram as primeiras conclusões. Posteriormente, com base nestas conclusões, é realizado um planeamento experimental. O estudo inicial sugeriu que a receita, a temperatura inicial do reactor e a velocidade do agitador poderiam influenciar o tempo da reacção bem como a queda da velocidade intrínseca do polímero (IV drop). As reacções experimentais mostraram que a receita é o principal factor que influencia, tanto o tempo de reacção, como a queda de viscosidade intrínseca. O tempo de reacção será tanto maior quanto menor a agitação devido à má dispersão do oxigénio na mistura. O uso de temperaturas iniciais elevadas conduz a uma queda maior da viscosidade intrínseca devido à desactivação do catalisador. O método experimental utilizado no laboratório de Bergen op Zoom é um bom exemplo, simulador, do procedimento utilizado na fábrica.

Experiências de aprendizagem promotoras de integração curricular na Educação Pré-Escolar e no 1.º Ciclo do Ensino Básico

Mestrado (PES II), Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico, 24 de Junho de 2015, Universidade dos Açores.

Uma abordagem comunicativa à aprendizagem da língua em contexto educativo pré-escolar e escolar (1.º ciclo do Ensino Básico)

Mestrado, Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico, 19 de Junho 2015, Universidade dos Açores.

Design de cenários de aprendizagem

A cada instante surgem novas soluções de aprendizagem, resultado da evolução tecnológica constante com que nos deparamos. Estas inovações potenciam uma transmissão do conhecimento entre o educador e o educando cada vez mais simplificada, rápida e eficiente. Alguns destes avanços têm em vista a centralização no aluno, através da delegação de tarefas e da disponibilização de conteúdos, investindo na autonomia e na auto-aprendizagem, de modo a que cada aluno crie o seu próprio método de estudo, e evolua gradualmente, com o acompanhamento de um professor ou sistema autónomo de aprendizagem. Com esta investigação, é pretendido fazer um estudo dos métodos de aprendizagem ao longo do tempo até à actualidade, enumerando algumas das ferramentas utilizadas no processo de aprendizagem, indicando os vários benefícios, bem como contrapartidas do uso das mesmas. Será também analisado um caso de estudo baseado numa destas ferramentas, descrevendo o seu funcionamento e modo de interacção entre as várias entidades participantes, apresentando os resultados obtidos. O caso de estudo consistirá na criação de um cenário específico de aprendizagem, na área da saúde, analisando-o em diferentes contextos, e evidenciando as características e benefícios de cada ambiente analisado, no processo aprendizagem. Será então demonstrado como é possível optimizar os processos de aprendizagem, utilizando ferramentas de informatização e automatização desses mesmos processos, de forma tornar o processo de ensino mais célere e eficaz, num ambiente controlável, e com as funcionalidades que a tecnologia actual permite.

Os processos cognitivos inerentes ao processo de ensino-aprendizagem no âmbito da disciplina de Técnica de Dança Clássica

Relatório Final de Estágio apresentado à Escola Superior de Dança, com vista à obtenção do grau de Mestre em Ensino da Dança.

Posturas ensinadas em Portugal no início da aprendizagem de contrabaixo: relatório de estágio

Resumo I – Prática Pedagógica. No início da aula de contrabaixo pergunta-se: «queres tocar em pé ou sentado?» É uma pergunta que poucos professores fazem, não só porque exige que o aluno saiba tocar das duas maneiras, mas principalmente porque cada professor tem a sua escola e opta por uma forma de ensinar, que acha que é a melhor para o aluno. Será mais conveniente dar a escolher ou determinar a posição com que o aluno vai tocar? Neste trabalho, procuram-se as respostas, analisando as várias posturas que se podem ensinar quando se toca contrabaixo. Começando pela questão elementar de estar sentado ou em pé e passando pelos vários detalhes que determinam o posicionamento do aluno em relação ao instrumento, como por exemplo, a altura a que se põe o instrumento ou a forma de apoio dos pés, acaba-se por fazer uma reflexão sobre a melhor forma de ensinar nos dias de hoje. A prática pedagógica deste ano letivo de estágio, consiste concretamente na observação das posturas adotadas por três alunos em particular. Foram ensinadas novas posturas a dois alunos e aperfeiçoadas as posturas já ensinadas a uma terceira aluna. Os resultados finais foram reveladores para a investigação que foi feita em simultâneo.