The Metaphysics of Information The Power and the Glory of Machinehood

Não há disciplina em qualquer ramo da ciência, seja esta natural, social, humana, descritiva, experimental ou teórica, qualitativa ou quantitativa, que não tenha sido afectada a vários níveis da instrumentalidade, conceptualização, construção de modelos, escolha de metáforas heurísticas ou ontológicas, e sentidO da investigação, em alguns casos muito profunda e decisivamente, pela influência crescente da constelação informacional computacional. A investigação baseada em simulações por computador é uma “terceira espécie de ciência”, que se soma aos tipos teórico e físico-experimental de trabalho científico. A ciber-ciência é um lugar natural para simular ciência, ou meta-ciberciência, mas todo o conhecimento científico cai no domínio da meta-ciberciência ou da filosofia da ciência computacional. A meta-ciência simula a ciência(o estudo computacional da produção do conhecimento científico); a ciber-ciência é por definição simulatória; a ciber-ciência simula a Natureza; a Natureza, segundo alguns físicos, é ela mesma uma simulação. Receber a categoria da informação nas ciências da vida e nas ciências humanas e sociais, da maneira específica como tem vindo a ocorrer, traz um considerável lastro metafísico: os humanos como máquinas, ultrapassáveis por máquinas inteligentes ou “espirituais”. A informação emerge como a alavanca de Arquimedes para as nossas intervenções n o domínio da vida e do espírito, de máquinas informacionais naturais, com evidentes implicações para a ciência política.

The uncanny valley, notes on the realism of “living” creatures in digital games and their relationships with the player

Neste artigo argumenta-se que as simulações numéricas fomentam e exploram relações complexas entre o jogador e o sistema cibernético da máquina que com este se relaciona através da jogabilidade, ou seja, da real aplicação às regras de jogo de tácticas e estratégias usadas pelo participante durante o seu trajecto na aplicação lúdica. Considera-se que o espaço mágico imposto pelo tabuleiro de jogo é mais do que um espaço de confusão entre real e artificial mas antes se apresenta como uma cortina ou interface entre o corpo próprio do participante e a simulação digital inerente ao sistema computacional.

Figur@ções maquínicas da escrita 1.0: em torno da palavra digital e da escrita topográfica

É bem conhecido que a invenção da escrita foi um momento capital na história da Comunicação, e que a reflexão filosófica de Platão foi disso uma consequência. Novas mutações surgem hoje com a emergência de novos conceitos de «leitor», «co-autor», «texto», «hipertexto» e «não linearidade». Analisamos essa alteração resultante do surgimento das novas tecnologias digitais, mostrando como estas modificaram a relação entre escrita e leitura. Decorreu daí o surgimento da ideia de uma «comunicação sem livro», que nos coloca na fronteira paradoxal entre a afirmação borgeana de que a «biblioteca é interminável» e a possibilidade de reconstruir em hipertexto a biblioteca virtual. Mostramos as novas possibilidade de interactividade daí resultantes, com a deslocação do paradigma da função autor para a função leitor, sendo que as Ciências da Comunicação não se podem alhear dessa mutação fundamental.

Novas literacias, novas ferramentas educativas

Nos últimos anos assistimos ao aparecimento de um léxico enorme de termos associados à introdução de tecnologias da informação em contextos educativos. Assim, tornou-se comum a utilização da designação de e-learning para nomear toda e qualquer forma de ensino a distância mediatizada por tecnologias da informação. Embora o ensino a distância já exista há várias décadas, a introdução de tecnologia relacionada com o uso da Internet para expandir o seu potencial de divulgação e implementação, assumiu a configuração, tal como aconteceu em muitas outras áreas empresariais, de um modelo de negócio que tenderia a substituir e mesmo a anular, todas as outras formas de ensino. Este artigo sumariza as principais formas de desenvolvimento de modelos de ensino a distância suportados em tecnologia multimédia e desenvolve algumas considerações sobre o possível impacto deste tipo de tecnologia, não como modelo alternativo de ensino, e a esse respeito discute-se o relacionamento entre o ensino a distância e o desenvolvimento da Internet, mas sim como infraestrutura para a solidificação de novas formas de literacia, nomeadamente aquelas que relevam da utilização de tecnologia computacional em ambientes educativos.

Quadros interactivos multimédia: concepções de professores de matemática do concelho do Barreiro : sobre a sua utilização na didática da matemática

Ao fazermos a revisão da literatura, somos conduzidos à definição de Literacia Informática, como sendo o conjunto de conhecimentos, competências e atitudes em relação aos computadores que levam alguém a lidar com confiança com a tecnologia computacional na sua vida diária. Constatámos que o uso, pelos professores das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), mostraram ser estes recursos um meio importante para o favorecimento do sucesso dos estudantes, mas que os professores ainda não as utilizam regularmente em sala de aula nem as integram nas suas planificações. Porém, outros trabalhos de investigação sobre o uso das TIC na sala de aula mostram que, por si só, estas novas tecnologias não têm assegurado transformações nas práticas pedagógicas. Desafiam-se, assim, as competências dos professores, tornando-se insuficiente a sua formação inicial e apontando-se para a sua formação ao longo da carreira profissional. Da análise e triangulação dos dados recolhidos nesta pesquisa, verificámos existirem constrangimentos ao uso dos QIM e observamos questões pertinentes: As escolas do 1º ciclo ainda não estão equipadas com estes novos recursos nas suas salas de aula e os outros graus de ensino não os possuem em número suficiente. Os docentes consideram que a não utilização se deve à ausência de acções de formação, à inexistência de applets ou aplicações dedicadas de conteúdos específicos para serem usados nos QIM, obrigando-os, inicialmente, a um esforço suplementar na preparação de aulas. As vantagens apontadas por estes actores centram-se, essencialmente, na contribuição para um ensino mais dinâmico, o possibilitar a construção interactiva do conhecimento, contribuindo para a criação do gosto pela matemática e podendo existir a memória da aula e ser colocada pelo professor à disposição dos seus alunos, através da Internet. Uma percentagem significativa de professores refere que este instrumento pedagógico- -didático não contribui para a diminuição do insucesso, mas, ao mesmo tempo, consideram que os QIM podem ser um meio facilitador da aprendizagem. Um dos aspectos positivos desta pesquisa é verificarmos que existe uma grande consciência por parte dos professores na necessidade de alteração das práticas, no modo como ―”se pensa a aula” caso contrário, a utilização das novas tecnologias não tem qualquer sentido.

Investigação no ensino de engenharia biomédica: dois casos de estudo

Desde os anos oitenta que os avanços das ciências básicas e das ciências da engenharia têm dado um impulso sem precedentes à investigação médica, o que criou as condições para a afirmação da Engenharia Biomédica como ramo autónomo da Engenharia. Este novo ramo da Engenharia impôs-se em domínios que incluem a imagiologia biomédica, a bioinformática, a biotecnologia, a biomecânica, os biomateriais, a engenharia de tecidos, próteses e orgãos artificiais, a análise e modelação de sinais fisiológicos e a gestão de sistemas de saúde. Já no século XXI, o volume de saber acumulado e a motivação para acelerar desenvolvimentos científicos e tecnológicos, levou à criação e organização nas universidades de uma oferta de cursos de graduação e pós-graduação em Engenharia Biomédica. Apesar do espectro muito largo da Engenharia Biomédica e dos cursos criados, é possível, mesmo ao nível de Mestrado pós-Bologna (licenciatura pré-Bologna), dar uma formação avançada que permita aos alunos realizar trabalhos de investigação complexos e com impacto clínico. Neste artigo apresentamos dois destes casos de sucesso, representativos do papel da investigação ao longo do ensino bem actual da Engenharia Biomédica. No primeiro, intitulado “Caracterização Tridimensional da Placa de Ateroma da Bifurcação Carotídea com Ultrasonografia 3D”, é apresentado um método inovador de diagnóstico da Aterosclerose, baseado na reconstrução e caracterização tridimensional da lesão aterosclerótica ao nível da bifurcação carotídea. O segundo trabalho, intitulado “Reconstrução da Frente de Onda e Simulação da Acuidade Visual no Estudo do Impacto das Aberrações Ópticas em Olhos Submetidos a Cirurgia”, apresenta uma ferramenta computacional que gera informação adicional sobre a medição da frente de onda obtida com aparelhos comerciais, permitindo estudar o impacto de aberrações ópticas na acuidade visual de diferentes olhos. Este artigo está organizado em quatro partes. A primeira parte é uma nota histórica introdutória à Engenharia Biomédica em geral. A segunda parte apresenta o que do ponto de vista de ensino superior em Engenharia Biomédica, ao nível de Mestrado Integrado de 1º e 2º ciclos, pode em geral viabilizar a fácil inserção dos estudantes na Investigação, conduzindo-os de imediato a resultados de investigação concretos. A terceira parte constitui a parte central deste artigo onde se apresentam dois exemplos ilustrativos do sucesso da formação de 5 anos em Engenharia Biomédica e da inserção da investigação, desde muito cedo, nessa formação. Por fim, na quarta secção apresentam-se as conclusões.

Estudo comparativo de procedimentos experimentais e computacionais para cálculo da lipofilia molecular

Introdução – A lipofilia é uma das propriedades físico-químicas que mais influencia a capacidade de uma molécula se movimentar através de compartimentos biológicos. O coeficiente de partição octanol/água (log P) permite, assim, obter uma estimativa da absorção dos fármacos no organismo. A existência de métodos indirectos para um cálculo rápido do log P pode revelar-se de grande importância na análise de listas de compostos com potencial acção farmacológica, reduzindo-as àqueles que se prevêem ter um melhor comportamento biológico. Objectivos – O propósito deste estudo é dar a conhecer um método cromatográfico de RP-HPLC desenvolvido para a determinação indirecta da lipofilia molecular e avaliar a performance de vários programas de cálculo computacional desse mesmo parâmetro. Metodologias – Seleccionaram-se 25 compostos químicos, avaliou-se o log P de cada um deles por RP-HPLC e confrontaram-se os resultados obtidos com os de sete programas computacionais. Resultados – O método RP-HPLC testado demonstrou ser vantajoso em comparação com o convencional shake flask. O programa de cálculo indirecto que proporcionou resultados mais próximos dos experimentais foi o ALOGPS© 2.1. Conclusões – A escolha ideal para a determinação da lipofilia de compostos cujo log P estimado esteja entre 0 e 6 é, sobretudo no que diz respeito à rapidez e simplicidade do processo, o método experimental indirecto RP-HPLC. Quanto aos métodos computacionais concluiu-se que nenhum dos programas, incluindo o ALOGPS© 2.1, demonstrou ser eficaz na avaliação de isómeros pelo que, para estes compostos, será sempre necessário recorrer ao método shake flask ou RP-HPLC.

Desenvolvimento de modelos para análise dinâmica de estruturas: Aplicação a barragens de betão e estruturas auxiliares

Com este trabalho mostra-se a importância da utilização integrada de modelos numéricos e de resultados da observação do comportamento dinâmico com vista ao controlo de segurança de grandes estruturas, particularizando para o caso da barragem do Cabril e da respectiva torre das tomadas de água. Descrevem-se os fundamentos da dinâmica de estruturas sob a perspectiva da realização de estudos no domínio do tempo e no domínio da frequência, e referem-se os princípios em que se baseiam as metodologias de identificação modal, utilizadas na interpretação e análise de resultados de ensaios de vibração ambiental. Apresentam-se os fundamentos do método dos elementos finitos na perspectiva da sua implementação computacional para análise dinâmica de estruturas, e apresenta-se sumariamente o programa MEFDIN3D, desenvolvido em MATLAB no âmbito deste trabalho, o qual permite a análise estática e dinâmica de estruturas utilizando elementos finitos de placa e tridimensionais. Analisam-se os parâmetros dinâmicos da torre, em termos de frequências naturais e configurações modais, utilizando modelos numéricos 2D (MEFDIN3D e SAP 2000) e um modelo 3D em SAP 2000. Os resultados destes modelos numéricos são comparados com resultados experimentais obtidos a partir de: i) ensaios de vibração ambiental com medição de acelerações no topo da torre e no corpo da barragem e; ii) de um sistema de observação em contínuo do comportamento dinâmico da barragem do Cabril, recentemente instalado em obra pelo LNEC. Após a calibração dos modelos numéricos, apresenta-se um estudo de previsão do comportamento dinâmico da torre sob acções sísmicas, efectuando a análise no domínio do tempo e por espectro de resposta. Por fim, apresentam-se resultados de um cálculo sísmico 3D da barragem do Cabril com o MEFDIN3D.

Desenvolvimento da prótese biomecânica do joelho

Este trabalho teve como objectivo o desenvolvimento em computador de uma prótese transfemural para amputados acima do joelho. A prótese desenvolvida replica a geometria conhecida do movimento de rotação no joelho, possui também um cilindro de amortecimento hidráulico, de modo a proporcionar um movimento mais próximo do fisiológico natural. Deste modo garante-se mais estabilidade nas fases de apoio, e maior segurança e conforto aos amputados durante a sua marcha no dia-a-dia. Para desenvolver a prótese realizou-se a modelação computacional da prótese transfemural no SolidWorks 2008. Para obtenção do movimento humano utilizou-se valores de deslocamentos lineares e angulares dos membros inferiores obtidos no Laboratório da biomecânica “MovLab” da Universidade Lusófona de Humanidades e Tecnologias. Para captura do movimento utilizou-se o sistema Vicon de captura de imagem e processamento da cinemática do movimento. Foram registados os valores da força de contacto na passada, através do uso de uma plataforma de forças. Com base no modelo desenvolvido foram realizadas várias simulações de dinâmica inversa, sendo criado dois modelos biomecânico correspondentes a uma pessoa com e sem amputação. Utilizando o movimento capturado por vídeo de uma pessoa a Andar Normal, a Correr e a Saltar, comparou-se os resultados obtidos nas simulações com os valores medidos em laboratório. Para as diferentes simulações os valores obtidos de picos máximos das forças tiveram magnitudes bastantes próximas dos valores obtidos em laboratório, o que indica que a metodologia desenvolvida durante este trabalho representa um bom modelo para estudo e desenvolvimento de próteses.

Projecto de estrutura metálica: análise de diferentes soluções estruturais

Neste trabalho faz-se uma análise comparativa de duas soluções para um pórtico metálico com travessas inclinadas. Nesta análise estrutural são utilizadas diversas ferramentas informáticas específicas. Com estas ferramentas procede-se à aplicação do método de cálculo por elementos finitos para este caso específico. Uma aplicação teórica do método energético é aplicada, procurando-se assim a validação dos resultados obtidos pelas aplicações informáticas. Com uma introdução teórica à mecânica dos materiais, procura-se a sustentação deste trabalho. A aplicação do Eurocódigo é efectuada em toda a extensão deste trabalho. Uma abordagem sobre este código e a sua aplicação é realizada. Para a definição de cargas a aplicar foi elaborada uma folha de cálculo numa aplicação informática de manipulação simbólica. È realizada uma análise comparativa entre um pórtico realizado com perfis de secção aberta e o mesmo pórtico com perfis de secção fechada. A distribuição de tensões ao longo do elemento estrutural é evidenciada através de diagramas. Os estados limite da estrutura são determinados.

Sistemas distribuídos: serviços Grid Computing

A necessidade de poder computacional é crescente nas diversas áreas de actuação humana, tanto na indústria, como em ambientes académicos. Grid Computing permite a ligação de recursos computacionais dispersos de maneira a permitir a sua utilização mais eficaz, fornecendo aos utilizadores um acesso simplificado ao poder computacional de diversos sistemas. Os primeiros projectos de Grid Computing implicavam a ligação de máquinas paralelas ou aglomerados de alto desempenho e alto custo, disponíveis apenas em algumas instituições. Contrastando com o elevado custo dos super-computadores, os computadores pessoais e a Internet sofreram uma evolução significativa nos últimos anos. O uso de computadores dispersos em uma WAN pode representar um ambiente muito interessante para processamento de alto desempenho. Os sistemas em Grid fornecem a possibilidade de se utilizar um conjunto de computadores pessoais de modo a fornecer uma computação que utiliza recursos que de outra maneira estariam omissos. Este trabalho consiste no estudo de Grid Computing a nível de conceito e de arquitectura e numa análise ao seu estado actual hoje em dia. Como complemento foi desenvolvido um componente que permite o desenvolvimento de serviços para Grids (Grid Services) mais eficaz do que o modelo de suporte a serviços actualmente utilizado. Este componente é disponibilizado sob a forma um plug-in para a plataforma Eclipse IDE.

Simulação de veículos híbridos hidráulicos

Os veículos híbrido hidráulico são constituídos por duas fontes de energia, uma que proporciona a potência hidráulica (sistema hidráulico) e outra que proporciona a potência através de um motor de combustão interna. Existem veículos híbridos hidráulicos a circular, derivados de veículos convencionais, aos quais se adapta um sistema hidráulico. Os veículos híbridos hidráulicos requerem o estudo das forças aerodinâmico e de todas as resistências que se opõe ao seu movimento, além da modelação dos componentes hidráulicos que afectam a performance do veículo. Os estudos destes componentes hidráulicos para análise da performance do veículo híbrido foram abordados neste trabalho. Foi utilizado o programa computacional Matlab/simulink, que permite modelar os componentes hidráulicos e os subsistemas necessários para definir o modelo computacional de veículo híbrido. Por fim, utilizando os modelos do veículo híbrido simulou-se o seu funcionamento para várias condições. È feita a análise dos resultados obtidos para as simulações, em particular a nível de consumo de combustível, emissão de poluição e autonomia. È feita e discutida comparação dos resultados dos veículos.

Interacções sociais na aprendizagem da matemática

O presente artigo apresenta parte de uma investigação desenvolvida com o objectivo de analisar a construção do significado matemático, em interacção social, num ambiente computacional dinâmico. Este artigo foca essencialmente as interacções sociais e sua relação com a construção do significado matemático e está estruturado em três partes. Na primeira, é apresentada a base conceptual do estudo; na segunda, é descrita e discutida a opção respectivas conclusões referentes às interacções sociais metodológica adoptada; e na terceira parte, são apresentados os resultados do estudo e respectivas conclusões referentes às interacções sociais

Concepção de uma pequena turbina eólica destinada ao segmento doméstico (simplificação e análise aerodinâmica das pás)

O trabalho que se apresenta incide sobre o estudo aerodinâmico das pás de uma turbina eólica de pequeno porte, com vista à simplificação geométrica, de forma a que estas sejam baratas e de fácil concepção. A teoria da quantidade de movimento do elemento de pá (BEMT), que é o modelo de referência para o projecto e análise aerodinâmica das pás das turbinas eólicas, foi utilizada neste trabalho de forma a projectar e analisar aerodinamicamente as pás da turbina. Sendo assim, desenvolveu-se um programa computacional em MATLAB, denominado de “Turbina”, de forma a implementar a teoria BEM. Introduzindo os dados dos parâmetros de projecto no programa (potência requerida, o número de pás, velocidade do vento, a TSR e o tipo de perfil alar), obtêm-se os parâmetros geométricos das pás (distribuição da corda ao longo da envergadura, o raio da pá e a distribuição da torção da pá), os parâmetros aerodinâmicos e de desempenho. Uma pá ideal foi calculada e de seguida foi modificada de forma a obter-se uma pá simples e menos carregada aerodinamicamente. Introduzidas as modificações na geometria da pá ideal, obtiveram-se duas configurações distintas. Uma configuração linear, onde a distribuição da corda e do ângulo de torção se tornam lineares, e outra configuração bi-linear, onde a distribuição da corda continua linear mas o ângulo de torção se torna bi-linear, isto é, a pá é composta por dois troços onde cada troço apresenta uma distribuição linear do ângulo de torção geométrica. As conclusões demonstram que a configuração bi-linear é uma boa alternativa a configuração ideal, apresentando uma redução do desempenho do rotor de 2.8% para um aumento do raio da pá em 1.41%, para se obter a mesma potência da configuração ideal. A análise aos perfis alares, utilizados neste trabalho, foi efectuada a partir dos programas comerciais ICEM e FLUENT. De forma a automatizar a análise de CFD, três programas foram desenvolvidos utilizando a linguagem de programação “C”. Os programas são denominados de “Malha2D”, “Calcula_Coeficientes” e “Plot_Graficos”. Finalmente, um estudo paramétrico foi feito de forma a avaliar a influências das variáveis de projecto no desempenho geral da turbina.

Protecção contra descargas atmosféricas: aplicação informática de identificação das vulnerabilidades das edificações e de apoio à concepção da protecção

A concepção de instalações eléctricas deve garantir condições de segurança para as pessoas e equipamentos. Para tal é exigida, quer por força de regulamentação ou de normalização, a instalação de dispositivos que garantam a detecção e a protecção contra os defeitos mais comuns nas instalações eléctricas como, por exemplo, as sobreintensidades e as sobretensões. Susceptíveis de criar sobretensões perigosas nas instalações eléctricas, as descargas atmosféricas podem ainda causar danos estruturais elevados, o que, em algumas actividades económicas, torna fundamental a implementação de medidas de protecção contra este fenómeno natural. A protecção contra descargas atmosféricas directas consiste em identificar as vulnerabilidades das estruturas e, nesses locais, implementar dispositivos de captura, direccionamento e escoamento da descarga atmosférica à terra, em condições de segurança. O presente trabalho, desenvolvido no âmbito da dissertação de Mestrado em Engenharia Electrotécnica, visa desenvolver e implementar uma ferramenta computacional, baseada em programas de desenho assistido por computador (CAD) de utilização corrente na área de projecto de arquitectura e de engenharia, que permita, no âmbito de normas internacionais, a análise e implementação de sistemas de protecção em edifícios contra descargas atmosféricas de uma forma rápida e expedita. Baseado num programa CAD 3D, que permite a modelização tridimensional das estruturas a proteger, a ferramenta desenvolvida tentará identificar as suas vulnerabilidades das estruturas às descargas atmosféricas directas, com o intuito de implementar as medidas de protecção mais adequadas do ponto de vista técnico económico. Prevê-se que a ferramenta resultante deste estudo, o Simulador do Modelo Electrogeométrico (SIMODEL), possibilite aos projectistas e particularmente aos alunos das unidades curriculares na área do projecto de instalações eléctricas da Área Departamental de Engenharia de Sistemas e Potencia e Automação (ADESPA) do ISEL, estudar e implementar sistemas de protecção contra descargas atmosféricas (SPDA) baseados na normalização internacional do CENELEC e da IEC, nomeadamente as normas da série 62305.