Híper-heurísticas com aprendizagem

A otimização nos sistemas de suporte à decisão atuais assume um carácter fortemente interdisciplinar relacionando-se com a necessidade de integração de diferentes técnicas e paradigmas na resolução de problemas reais complexos, sendo que a computação de soluções ótimas em muitos destes problemas é intratável. Os métodos de pesquisa heurística são conhecidos por permitir obter bons resultados num intervalo temporal aceitável. Muitas vezes, necessitam que a parametrização seja ajustada de forma a permitir obter bons resultados. Neste sentido, as estratégias de aprendizagem podem incrementar o desempenho de um sistema, dotando-o com a capacidade de aprendizagem, por exemplo, qual a técnica de otimização mais adequada para a resolução de uma classe particular de problemas, ou qual a parametrização mais adequada de um dado algoritmo num determinado cenário. Alguns dos métodos de otimização mais usados para a resolução de problemas do mundo real resultaram da adaptação de ideias de várias áreas de investigação, principalmente com inspiração na natureza - Meta-heurísticas. O processo de seleção de uma Meta-heurística para a resolução de um dado problema é em si um problema de otimização. As Híper-heurísticas surgem neste contexto como metodologias eficientes para selecionar ou gerar heurísticas (ou Meta-heurísticas) na resolução de problemas de otimização NP-difícil. Nesta dissertação pretende-se dar uma contribuição para o problema de seleção de Metaheurísticas respetiva parametrização. Neste sentido é descrita a especificação de uma Híperheurística para a seleção de técnicas baseadas na natureza, na resolução do problema de escalonamento de tarefas em sistemas de fabrico, com base em experiência anterior. O módulo de Híper-heurística desenvolvido utiliza um algoritmo de aprendizagem por reforço (QLearning), que permite dotar o sistema da capacidade de seleção automática da Metaheurística a usar no processo de otimização, assim como a respetiva parametrização. Finalmente, procede-se à realização de testes computacionais para avaliar a influência da Híper- Heurística no desempenho do sistema de escalonamento AutoDynAgents. Como conclusão genérica, é possível afirmar que, dos resultados obtidos é possível concluir existir vantagem significativa no desempenho do sistema quando introduzida a Híper-heurística baseada em QLearning.

Estudo de mercado: transportes e logística

Relatório de Estágio

Vision based context categorization for all-terrain robot

Dissertation presented at the Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa to obtain the Master degree in Electrical and Computer Engineering.

Simulador em Realidade Virtual para Aprendizagem da Física

A forma como aprendemos depende do contexto tecnológico e sociocultural que nos rodeia, actualmente a inclusão de tecnologia recente na sala de aula não é mais considerada opcional, mas sim uma necessidade pois a forma como o aluno aprende está em constante evolução. Tendo em atenção esta necessidade, foi desenvolvido no decorrer desta tese um simulador em realidade virtual que utiliza comandos/interfaces hápticos. O objectivo deste simulador é ensinar conceitos de física de forma interactiva. Os dispositivos hápticos permitem adicionar o sentido táctil ou de toque à interacção entre homem e máquina, permitindo assim aceder a novas sensações relativas ao seu uso nomeadamente com objectivos de aprendizagem. O simulador desenvolvido designado por “Forces of Physics” aborda três tipos de forças da física: forças de atrito, forças gravitacionais e forças aerodinâmicas. Cada tipo de força corresponde a um módulo do simulador contendo uma simulação individual em que são explicados conceitos específicos dessa força num ambiente visual estimulante e com uma interacção mais realista devido à inclusão do dispositivo háptico Novint Falcon. O simulador foi apresentado a vários utilizadores bem como á comunidade científica através de apresentações em conferências. A avaliação foi realizada com recurso a um questionário com dez perguntas, cinco de sobre aprendizagem e cinco sobre a utilização, tendo sido preenchido por 14 utilizadores. O simulador obteve uma boa recepção por parte dos utilizadores, tendo vários utilizadores expressado as suas opiniões sobre estado actual do simulador, do futuro do mesmo e da respectiva validade para uso na sala de aula.

Estudo e Acompanhamento de Projeto de Estabilidade

O trabalho foi desenvolvido na empresa Masterprojetos – soluções integradas, através da elaboração e desenvolvimento do projeto de estabilidade de um edifício de cinco pisos, em que um deles se encontra enterrado. Este edifício incorpora um bloco de habitação multifamiliar e um bloco de habitação unifamiliar e comércio. Tanto o edifício como a empresa estão localizados no Peso da Régua. O trabalho pode-se dividir em duas partes: Numa primeira parte estão descritas as funções desempenhadas e contextualizada a metodologia de trabalho. Nesta parte está ainda descrita a ferramenta de trabalho Cypecad, a qual não houve oportunidade de aprender a usar durante o meu percurso académico e desenvolveu-se capacidades de maneira autodidata. São ainda referidos alguns softwares disponíveis no mercado, para o mesmo ramo de atividade. Numa segunda parte encontram-se descritos os pressupostos considerados no pré-dimensionamento do edifício assim como os elementos utilizados para a formulação do modelo de cálculo. Estão ainda feitas algumas verificações analíticas para a validação do modelo tido em conta para o dimensionamento. Estabeleceu-se também uma comparação entre as soluções obtidas através do software Cypecad e através do cálculo analítico para uma laje maciça. No final estão descritas as conclusões que foram obtidas, das quais se salientam a atenção que é necessário ter, quando se utiliza softwares de cálculo automático, quanto à introdução de dados e soluções que se obtêm , assim como a poupança de tempo que este tipo de ferramenta proporciona. É de referir também neste ponto as oportunidades que o estágio me proporcionou, como a visita de alguns locais de obras, as atividades de medição e orçamento de obra e acompanhamento de projetos de outras especialidades como redes prediais, térmica, acústica e ITED (infra-estruturas de Telecomunicações em Edifícios).

Projeto Estrutural de um Edifício em Betão Armado

O presente projeto foi elaborado no âmbito da disciplina de DIPRE (Dissertação/ Projeto/ Estágio) referente ao Mestrado em Engenharia Civil do Ramo de Estruturas, no decorrer do ano letivo de 2012/13. A elaboração do projeto teve início em Dezembro, uma vez que até lá foi necessário escolher orientador, tema e projeto de arquitetura. Inicialmente os avanços foram reduzidos dado que foi necessário aprender a metodologia de uso de um programa de cálculo de raiz. A escolha do uso do programa TRICALC foi aconselhado pela Engenheira Isabel Teles, conselho esse que foi aceite com todo o gosto. Com o presente trabalho demonstram-se algumas etapas no desenvolvimento de um projeto de estabilidade de um edifício com 14 pisos, desde a análise de projeto de arquitetura que serviu de base, à fase final de produção de peças desenhadas, passando pelo moroso processo de dimensionamento e otimização de elementos estruturais.

Using children’s literature in ELT: A story-based approach

There has been a growing interest in the role of children’s literature in language teaching since the 80s, when the communicative approach made it possible to bring stories into the classroom (Garvie, 1990). It is undeniable that storytelling has many benefits. Not only are children naturally drawn to stories, but they are also an effective and enjoyable way to teach and learn. This article presents the findings of a MA project on using stories with children. It shows the importance of stories on language acquisition and concludes with some practical suggestions based on my teaching experience with young learners.

The Digital Textbook: Methodological and Didactic Challenges for Primary School

The potentialities of ICT in education bring about changes in the teaching and learning methodologies, in the places where you learn and in the way you learn. This demands a reflection not only on the ways of learning, but also on the support resources, so that learning can take place and, of course, it is indispensable to understand the teachers’ answer to the digital challenges. Thus, the purpose of this analysis is to reflect about technological trends in an educational context and their underlying models by analyzing the role played by digital textbooks in Portugal in an innovating context. This way, we intend to contribute to an educational policy as we plan to relate the teachers’ training to the increasing development of the digital textbooks and we also intend to contribute to the understanding of a didactic resource which is closely related to the learning processes which resort to advanced technology.

El ocio cotidiano de los estudiantes: de educación secundaria en Espanã

Partiendo de la interrelación existente entre la educación cultural de las personas y el uso que hacen de sus tiempos cotidianos, en el artículo se pone de manifiesto la relevancia que tiene el ocio en el desarrollo humano. Más aún cuando nos referimos a adolescentes y jóvenes que, dada la realidad socio familiar que les ha venido impuesta, ven condicionada la satisfacción de muchas de las necesidades básicas que favorecen una vida de y con calidad, en cuyo logro el derecho al ocio adquiere un protagonismo clave. En este sentido, se presentarán parte de los resultados de un proyecto de investigación, cuyo objetivo principal residía en conocer e interpretar cómo inciden los tiempos escolares en los procesos de socialización adolescente y juvenil, así como en los modos de configurar su tiempo libre. Más en concreto: se analizarán algunos de los datos obtenidos en un cuestionario diseñado ad hoc y aplicado a una muestra de 3.306 alumnos/as de entre 12 y 17 años que cursaban Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en centros educativos de la geografía española en el curso académico 2010-2011. Conocer la utilización que hace este colectivo de sus tiempos, tiene para nosotros en este artículo una doble finalidad: reflexionar en qué medida las actividades que realizan favorecen la adquisición de aprendizajes de carácter cultural; indagar si existe alguna relación significativa entre la edad, el contexto familiar y las actividades que llevan a cabo.

Innovation assessment in a local branch of a rail transport manufacture industry - A case study

Based on a poster submitted to CONCORD 2011 - Conference on Corporate R&D: The dynamics of Europe's industrial structure and the growth of innovative firms, Sevilla, IPTS, 6 Out. 2011, Seville, http://www.eventisimo.com/concord2011/recibido.html

Análise do potencial de aprendizagem em ambiente de sala de espera. Proposta de protótipo

Sempre que temos necessidade de nos deslocarmos a uma instituição de saúde para uma consulta ou para um exame clínico, somos sistematicamente obrigados a esperar num local para o efeito onde se encontram, por norma, outros utentes e/ou pacientes em espera. Este local é tradicionalmente denominado como sala de espera, na qual são normalmente disponibilizadas revistas e jornais com o intuito de proporcionar aos utentes alguma distração enquanto aguardam pela consulta. Este tempo de espera costuma provocar e despoletar um “turbilhão” de sensações durante esse período, que podem mesmo chegar a ser antagónicas. Estes espaços de espera têm evoluído verificando-se a inclusão de elementos tecnológicos, com o intuito de tornar o “ato de espera” menos pesado e mais agradável para os seus utentes. A inclusão de televisões evidenciou uma evolução no processo de descontração do paciente em espera, passando de um espaço onde inicialmente a informação e/ou meios de distração se baseava apenas em revistas ou jornais. De acordo com a evidente evolução tecnológica e a banalização do acesso à Internet, pretendeu-se investigar a possibilidade de proporcionar, aos utentes em espera, uma aprendizagem (ainda que momentânea) através da transmissão de informação útil sobre a área da saúde (informação de carácter geral ou específico). Para o efeito, analisou-se a possibilidade deste tipo de espaços poderem usufruir de equipamentos tecnológicos como, por exemplo, computadores ou ecrãs informativos interativos e aferir as facilidades de acesso à Internet. Neste âmbito, procurou-se ainda evidenciar e demonstrar a importância do espaço da sala de espera, analisando quais as suas principais funções e como são atualmente utilizadas. A análise a este tipo de espaço e às suas caraterísticas permitiu efetuar uma caracterização de possíveis tipologias de sala de espera. Para além disso, efetuou-se um estudo para analisar de que forma se poderia dinamizar este espaço, tendo sempre presente o paciente em espera como centro de atenções, visto que é ele o principal utilizador deste tipo de espaço. Posteriormente idealizou-se e desenvolveu-se um protótipo, com o intuito de investigar a possibilidade de proporcionar a transmissão de conhecimento adicional (“educar”) através da transmissão de informação útil aos pacientes (por exemplo, sobre tratamentos e/ou doenças), difundindo-a nos ecrãs disponíveis na sala de espera. Por fim, avaliou-se o seu potencial para validar se é possível e útil aprender durante a espera.

Terminology as a sensemaking social tool

Since the middle of the first decade of this century, several authors have announced the dawn of a new Age, following the Information/ Knowledge Age (1970-2005?). We are certainly living in a Shift Age (Houle, 2007), but no standard designation has been broadly adopted so far, and others, such as Conceptual Age (Pink, 2005) or Social Age (Azua, 2009), are only some of the proposals to name current times. Due to the amount of information available nowadays, meaning making and understanding seem to be common features of this new age of change; change related to (i) how individuals and organizations engage with each other, to (ii) the way we deal with technology, to (iii) how we engage and communicate within communities to create meaning, i.e., also social networking-driven changes. The Web 2.0 and the social networks have strongly altered the way we learn, live, work and, of course, communicate. Within all the possible dimensions we could address this change, we chose to focus on language – a taken-for-granted communication tool, used, translated and recreated in personal and geographical variants, by the many users and authors of the social networks and other online communities and platforms. In this paper, we discuss how the Web 2.0, and specifically social networks, have contributed to changes in the communication process and, in bi- or multilingual environments, to the evolution and freeware use of the so called “international language”: English. Next, we discuss some of the impacts and challenges of this language diversity in international communication in the shift age of understanding and social networking, focusing on specialized networks. Then we point out some skills and strategies to avoid babelization and to build meaningful and effective content in mono or multilingual networks, through the use of common and shared concepts and designations in social network environments. For this purpose, we propose a social and collaborative approach to terminology management, as a shared, strategic and sense making tool for specialized communication in Web 2.0 environments.

A framework for using real data with distributed low cost sensors

Currently, due to the widespread use of computers and the internet, students are trading libraries for the World Wide Web and laboratories with simulation programs. In most courses, simulators are made available to students and can be used to proof theoretical results or to test a developing hardware/product. Although this is an interesting solution: low cost, easy and fast way to perform some courses work, it has indeed major disadvantages. As everything is currently being done with/in a computer, the students are loosing the “feel” of the real values of the magnitudes. For instance in engineering studies, and mainly in the first years, students need to learn electronics, algorithmic, mathematics and physics. All of these areas can use numerical analysis software, simulation software or spreadsheets and in the majority of the cases data used is either simulated or random numbers, but real data could be used instead. For example, if a course uses numerical analysis software and needs a dataset, the students can learn to manipulate arrays. Also, when using the spreadsheets to build graphics, instead of using a random table, students could use a real dataset based, for instance, in the room temperature and its variation across the day. In this work we present a framework which uses a simple interface allowing it to be used by different courses where the computers are the teaching/learning process in order to give a more realistic feeling to students by using real data. A framework is proposed based on a set of low cost sensors for different physical magnitudes, e.g. temperature, light, wind speed, which are connected to a central server, that the students have access with an Ethernet protocol or are connected directly to the student computer/laptop. These sensors use the communication ports available such as: serial ports, parallel ports, Ethernet or Universal Serial Bus (USB). Since a central server is used, the students are encouraged to use sensor values results in their different courses and consequently in different types of software such as: numerical analysis tools, spreadsheets or simply inside any programming language when a dataset is needed. In order to do this, small pieces of hardware were developed containing at least one sensor using different types of computer communication. As long as the sensors are attached in a server connected to the internet, these tools can also be shared between different schools. This allows sensors that aren't available in a determined school to be used by getting the values from other places that are sharing them. Another remark is that students in the more advanced years and (theoretically) more know how, can use the courses that have some affinities with electronic development to build new sensor pieces and expand the framework further. The final solution provided is very interesting, low cost, simple to develop, allowing flexibility of resources by using the same materials in several courses bringing real world data into the students computer works.

Dificuldades de prendizagem na quisição da leitura: um estudo de caso

A aprendizagem da leitura e da escrita consiste num dos maiores desafios que as crianças têm de enfrentar no início da sua escolarização. Conseguir vencer esse desafio dá-lhes a oportunidade de se tornarem cidadãos livres, autónomos e informados (Silva, 2003). Contudo, o ato de ler pode tornar-se um desafio árduo de atingir, com muitas dificuldades pelo meio, podendo exigir bastante sensibilidade, conhecimento, informação e até arte por parte de quem ensina. Sabemos que a informação não chega a todos os alunos da mesma forma. Uns necessitam de mais tempo para aprender, mais oportunidades, outras estratégias. Este trabalho teve como objetivo principal encontrar um conjunto de estratégias que fossem ao encontro das necessidades educativas de uma aluna com oito anos de idade que revela grandes dificuldades na aquisição desta competência. Numa primeira fase da intervenção foram aplicadas provas diagnósticas para aferir as aquisições que a aluna já tinha feito de modo a delinear uma intervenção eficaz e motivadora que fosse ao encontro das suas necessidades. A intervenção baseou-se na aplicação de um método multissensorial que trabalhasse todos os mecanismos inerentes ao ato de ler. Esperava-se que com esta intervenção a aluna lesse e escrevesse pequenas frases, tendo adquirido a base para o desenvolvimento da leitura. Os resultados obtidos foram positivos, sendo que os fonemas trabalhados foram adquiridos, tendo chegado a aluna ao fim da intervenção a ler frases simples

Students’ reading behavior: digital vs. print preferences in portuguese context

The aim of this paper is to present the main Portuguese results from a multi-national study on reading format preferences and behaviors from undergraduate students from Polytechnic Institute of Porto (Portugal). For this purpose we apply an adaptation of the Academic Reading Questionnaire previously created by Mizrachi (2014). This survey instrument has 14 Likert-style statements regarding the format influence in the students reading behavior, including aspects such as ability to remember, feelings about access convenience, active engagement with the text by highlighting and annotating, and ability to review and concentrate on the text. The importance of the language and dimension of the text to determine the preference format is also inquired. Students are also asked about the electronic device they use to read digital documents. Finally, some demographic and academic data were gathered. The analysis of the results will be contextualized on a review of the literature concerning youngsters reading format preferences. The format (digital or print) in which a text is displayed and read can impact comprehension, which is an important information literacy skill. This is a quite relevant issue for class readings in academic context because it impacts learning. On the other hand, students preferences on reading formats will influence the use of library services. However, literature is not unanimous on this subject. Woody, Daniel and Baker (2010) concluded that the experience of reading is not the same in electronic or print context and that students prefer print books than e-books. This thesis is reinforced by Ji, Michaels and Waterman (2014) which report that among 101 undergraduates the large majority self-reported to read and learn more when they use printed format despite the fact that they prefer electronically supplied readings instead of those supplied in printed form. On the other side, Rockinson-Szapkiw, et al (2013) conducted a study were they demonstrate that e-textbook is as effective for learning as the traditional textbook and that students who choose e-textbook had significantly higher perceived learning than students who chose to use print textbooks.