IP/optical integration in access network infrastructures: key issues on resource provisioning

This thesis contributes to the advancement of Fiber-Wireless (FiWi) access technologies, through the development of algorithms for resource allocation and energy efficient routing. FiWi access networks use both optical and wireless/cellular technologies to provide high bandwidth and ubiquity, required by users and current high demanding services. FiWi access technologies are divided in two parts. In one of the parts, fiber is brought from the central office to near the users, while in the other part wireless routers or base stations take over and provide Internet access to users. Many technologies can be used at both the optical and wireless parts, which lead to different integration and optimization problems to be solved. In this thesis, the focus will be on FiWi access networks that use a passive optical network at the optical section and a wireless mesh network at the wireless section. In such networks, two important aspects that influence network performance are: allocation of resources and traffic routing throughout the mesh section. In this thesis, both problems are addressed. A fair bandwidth allocation algorithm is developed, which provides fairness in terms of bandwidth and in terms of experienced delays among all users. As for routing, an energy efficient routing algorithm is proposed that optimizes sleeping and productive periods throughout the wireless and optical sections. To develop the stated algorithms, game theory and networks formation theory were used. These are powerful mathematical tools that can be used to solve problems involving agents with conflicting interests. Since, usually, these tools are not common knowledge, a brief survey on game theory and network formation theory is provided to explain the concepts that are used throughout the thesis. As such, this thesis also serves as a showcase on the use of game theory and network formation theory to develop new algorithms.

Estudo das características da memória autobiográfica em idosos com e sem sintomatologia depressiva

Como objetivo neste estudo procurámos compreender numa população de idosos, com e sem sintomatologia depressiva, as características das memórias autobiográficas (MA’s), nomeadamente o seu padrão de evocação ao longo da vida, o grau de abstração das MA’s evocadas, o efeito de congruência do humor e a superioridade dos tempos de resposta na evocação de MA’s. A amostra do estudo foi selecionada através de um método não-probabilístico por conveniência, sendo constituída por 33 participantes posteriormente agrupados de acordo com a gravidade da sintomatologia depressiva (16 participantes sem diagnóstico de sintomatologia depressiva (SD) e 17 com depressão (CD) com idades entre os 65 e os 93 anos e ausência de alterações cognitivas). Foram aplicados a subescala de Depressão do Questionário Symptoms Check List (SCL-90) (Derogatis & Cleary, 1977, traduzido e adaptado por Baptista, 1993; Pereira, 2011) e o Teste de Memória Autobiográfica (TMA) (Williams & Broadbent, 1986, traduzido por Bobrowicz-Campos, Pinho & Matos, 2010). Os resultados evidenciaram diferenças quantitativas na evocação de MA’s ao longo do ciclo de vida dos indivíduos confirmando resultados prévios. Verificou-se também que os indivíduos sem depressão evocam mais MA’s específicas comparativamente aos sujeitos com depressão, embora a diferença não seja estatisticamente significativa. Observou-se que o grupo CD apresentou uma maior frequência de evocação de associados semânticos/não respostas a palavras-pista positivas comparativamente ao grupo SD, corroborando a existência de um efeito de congruência do humor. Por fim, registaram-se menores tempos de resposta até à evocação de MA, independentemente da valência da palavra-pista, com o aumento da depressão, contrariando a ideia de lentificação cognitiva no processamento de informação. As conclusões deste estudo incentivam a continuação da compreensão da influência da depressão em idosos e incitam a implementação de estratégias psicológicas e estruturas de apoio a este grupo etário.

O processamento da forma global nas perturbações do espetro do autismo

Enquanto o processamento local foi robustamente demonstrado, a literatura diverge relativamente ao processamento global nas perturbações do espetro do autismo (PEA). Este estudo teve como objetivo explorar a capacidade para processar informação global, enfatizando a sua trajetória desenvolvimental, em indivíduos com PEA. Os participantes foram avaliados em duas tarefas, utlizando objectos ecológicos, que requeriam processos de agrupamento distintos: a primeira, envolvendo estímulos que permitiam o recurso ora de ambas as frequências espaciais ora de frequências espaciais baixas para agrupar; e a segunda, envolvendo estímulos que não permitiam o recurso a frequências espaciais para agrupar. As crianças com PEA mostraram, ao contrário das crianças com desenvolvimento típico, dificuldades em algumas formas de processamento global mas não noutras, dependendo dos processos de agrupamento exigidos. Os adultos com PEA mostraram um processamento global idêntico ao dos adultos com desenvolvimento típico. Estes resultados vão de encontro às conclusões de estudos recentes, que sugerem que o processamento global em indivíduos com PEA se desenvolve com a idade. A discrepância na literatura sobre o processamento global nas PEA pode, então, ser explicada pela exigência do processamento do estímulo e a etapa de desenvolvimento dos indivíduos.

Obesidade e formação de impressões: impacto nas interações sociais

Cada vez mais somos julgados pela aparência, maneira de estar e interagir, originando a formação de impressões. Neste sentido, esta investigação procura analisar o efeito de um estímulo social obeso vs. não obeso na formação de impressões e na interpretação de um conflito/interação social, com base numa imagem que transmitia uma situação laboral entre um chefe e uma secretária. Para o efeito foi desenvolvido um estudo quantitativo com um design bifatorial (figura: obeso vs. não obeso) x 2 (género: homem vs. mulher). A amostra é constituida por 155 participantes de ambos os géneros com idade superior aos 20 anos, que avaliam os atributos sociabilidade e competência e os comportamentos sedução e amizade. Os resultados obtidos mostraram que existe um efeito significativo da variável figura obesa na sociabilidade e na avaliação das competências, ou seja, a mulher obesa foi avaliada como mais sociável e mais competente. A variável da figura não obesa revelou efeitos significativos na interpretação de comportamentos de amizade e de sedução, o que significa que a mulher não obesa é considerada mais sedutora e amiga, tendo sido o género homem que evidenciou mais a imagem como de sedução.

Tecnologia lítica da Middle Stone Age da Gruta da Leba (Huíla, SW Angola)

África é hoje o foco principal na investigação sobre a problemática da emergência da humanidade. O registo arqueológico actual sugere que também alinhagem do Homo sapiens surgiu na África subsaariana, tornando a Middle Stone Age no período chave no debate sobre a emergência do comportamento humano moderno. Os primeiros indícios de comportamento humano presumivelmente moderno provêm da África do Sul, mas há um enorme vazio arqueográfico sobre as áreas limítrofes desse território como é o caso de Angola que podem trazer novos dados à discussão. A presente dissertação debruça-se sobre a colecção arqueológica da Gruta da Leba (Huíla, SW de Angola), actualmente parte do Arquivo Científico Tropical (Instituto de Investigação Científica Tropical), que permanece inédita, apesar de recolhida em escavação arqueológica pela Junta de Investigações do Ultramar durante os anos 1950, no âmbito da Missão Antropobiológica de Angola. O conjunto é composto por uma indústria lítica com mais de 1500 peças, bem como restos faunísticos e amostras de sedimentos, de uma sequência estratigráfica com três níveis de ocupação da Middle Stone Age. O principal objectivo deste estudo é caracterizar a produção e utilização dos materiais líticos da Middle Stone Age da Gruta da Leba, através da sistematização da informação de cariz tecnológico e tipológico do conjunto artefactual. A partir da análise dos materiais líticos é possível definir padrões de variabilidade na exploração das matérias-primas e cadeias operatórias de produção do sítio. Pretende-se, assim, enquadrar regionalmente as indústrias líticas no panorama mais alargado da Pré-História da África subsaariana, para a validação dos modelos crono-culturais convencionais e avaliação dos parâmetros teórico-metodológicos aplicados na abordagem à tecnologia lítica africana em relação à problemática do comportamento humano moderno.

Deteção automática de eventos em sinais Doppler de fluxo sanguíneo

Os sinais de fluxo sanguíneo são sinais aleatórios que, além de variarem de individuo para individuo, variam também consoante o ciclo cardíaco em análise. Sendo o diagnóstico de patologias cardiovasculares fortemente baseado em sinais de ultrassom Doppler representados em forma de espectrograma, e tendo em consideração que o ruído do tipo speckle é parte integrante dos sinais ultrassónicos, torna-se vital a pesquisa de métodos de eliminação desse tipo de ruído e de caracterização precisa dos parâmetros desses sinais biomédicos por forma a melhorar a qualidade do diagnóstico clínico. Com esta tese pretende-se desenvolver uma ferramenta computacional que possibilite a extração automática dos parâmetros pico sistólico, fim de diástole e de outros eventos clinicamente relevantes de sinais Doppler de fluxo sanguíneo, com especial atenção ao sinal proveniente da artéria carótida. Esta investigação vem na continuidade de um projeto realizado anteriormente no Grupo de Processamento de Sinal Biomédico da Universidade do Algarve, no qual foi desenvolvido um sistema de redução de ruído de espectrogramas Doppler. Este sistema de remoção de ruído será aqui aplicado e melhorado. Para a deteção e extração automática de parâmetros clínicos, foi desenvolvido um algoritmo que recebe um sinal de Doppler e que tem como saída o espectrograma livre de ruído e os valores dos parâmetros clínicos calculados. O algoritmo desenvolvido está dividido em três partes principais. A primeira, consiste na transformada do sinal para os domínios tempo-frequência para a criação do espectrograma e na aplicação de uma metodologia de remoção do ruído do tipo speckle do espectrograma. A fase seguinte é a criação de um sinal bidimensional a partir do espectrograma, o qual é criado para possibilitar a sua caraterização. Por último, desenvolveu-se uma fase dedicada à caracterização do sinal, tendo como principais funções a deteção dos eventos clínicos de pico sistólico, fim de diástole, índice de pulsação, índice de resistência e ratio sístole-diástole. A refinação de atuação de cada uma das três partes mencionadas pode ser ajustada pelo utilizador, tendo para o efeito sido desenvolvido uma interface gráfica na qual a interação do utilizador com o programa global é facilitada. Versatilidade e eficácia do algoritmo desenvolvido foram demonstradas pelos resultados obtidos com três sinais de Doppler de diferentes origens: um de origem clínica, um sinal de fluxo em artéria carótida simulado experimentalmente recorrendo a phantoms, e um sinal de fluxo simulado computacionalmente. Para cada um destes sinais são apresentados os valores das variáveis considerados preferenciais para o ajuste ao respetivo sinal e os respetivos espetros de ruído reduzido. Os resultados da extração automática dos parâmetros clínicos dos três sinais, comprovou a utilidade clínica do algoritmo desenvolvido.

An embodied approach to language: the role of bodily feedback in discourse processing

Theories of embodied cognition argue that language processing arises not from amodal symbols that redescribe sensorimotor and affective experiences, but from partial simulations (reenactments) of modality-specific states. Recent findings on processing of words and sentences support such a stance emphasizing that the role of the body in the domain of language comprehension should not be overlooked or dismissed. The present research was conducted to extend prior work in two important ways. First, the role of simulation was tested with connected discourse rather than words or sentences presented in isolation. Second, both “online” and “offline” measures of discourse comprehension were taken. In Experiments 1 and 2 participants’ facial postures were manipulated to show that preparing the body for processing of emotion-congruent information improves discourse comprehension. In Experiment 3 the direction of body posture was manipulated to show that implicit properties of simulations, such as spatial dimension or location, are at least somewhat involved in processing of large language segments such as discourse. Finally, in Experiments 4 and 5 participants’ body movement and body posture were manipulated to show that even understanding of language describing metaphorical actions physically impossible to perform involves constructing a sensorimotor simulation of the described event. The major result was that compatibility between embodiment and language strongly modulated performance effectiveness in experiments on simulation of emotion and metaphorical action. The effect of simulation on comprehension of discourse implying spatial dimension was fragile. These findings support an embodied simulation account of cognition suggesting that sensorimotor and affective states are at least partially implicated in “online” and “offline” discourse comprehension.

Design of neuro-fuzzy models by evolutionary and gradient-based algorithms

All systems found in nature exhibit, with different degrees, a nonlinear behavior. To emulate this behavior, classical systems identification techniques use, typically, linear models, for mathematical simplicity. Models inspired by biological principles (artificial neural networks) and linguistically motivated (fuzzy systems), due to their universal approximation property, are becoming alternatives to classical mathematical models. In systems identification, the design of this type of models is an iterative process, requiring, among other steps, the need to identify the model structure, as well as the estimation of the model parameters. This thesis addresses the applicability of gradient-basis algorithms for the parameter estimation phase, and the use of evolutionary algorithms for model structure selection, for the design of neuro-fuzzy systems, i.e., models that offer the transparency property found in fuzzy systems, but use, for their design, algorithms introduced in the context of neural networks. A new methodology, based on the minimization of the integral of the error, and exploiting the parameter separability property typically found in neuro-fuzzy systems, is proposed for parameter estimation. A recent evolutionary technique (bacterial algorithms), based on the natural phenomenon of microbial evolution, is combined with genetic programming, and the resulting algorithm, bacterial programming, advocated for structure determination. Different versions of this evolutionary technique are combined with gradient-based algorithms, solving problems found in fuzzy and neuro-fuzzy design, namely incorporation of a-priori knowledge, gradient algorithms initialization and model complexity reduction.

Alterações da paisagem decorrentes da construção da barragem do Alqueva: cenários para 2025, 2050 e 2100

A construção da barragem do Alqueva deu origem ao maior lago artificial da Europa, um enorme reservatório hídrico criado mediante o intento de aposta do regadio como elemento primordial no desenvolvimento da região do Alentejo. A esta vasta albufeira corresponde uma extensa envolvente que, em virtude da nova disponibilidade hídrica, tem apresentado alterações na paisagem em termos de uso do solo assentes na irrigação, turismo, entre outros fatores. No entanto, estas alterações poderão acarretar consequências ainda não estudadas concertadamente, como é o caso da erosão do solo que por deposição de sedimentos poderá assorear a barragem antes da mesma atingir o seu período de vida útil, comprometendo, assim, um dos maiores investimentos públicos realizados em território nacional. Tendo em vista esta problemática, a presente dissertação reveste-se de objetivos que passam pela análise da paisagem da Envolvente à Albufeira do Alqueva e cenarização das alterações de uso do solo para o futuro (2025, 2050 e 2100), seja pela elaboração de cenários projetivos de tendências passadas, como através de cenários prospetivos (produção de biomassa para bioenergia, intensificação da agricultura por via do regadio, incremento do turismo rural e desenvolvimento de resorts de golf, e alterações climáticas). Estes cenários territoriais são a peça fundamental do trabalho dissertativo que se apresenta, os quais possibilitam ensaiar acerca das implicações das alterações de uso do solo na erosão do solo, descortinadas pela variação do fator C (fator relativo à cobertura do solo) da equação de estimativa de perda de solo: Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE).

Projecto execução: parque urbano da Vila de Ourique

O projeto do parque da Vila de Ourique, na Freguesia de Ourique, Concelho de Ourique, foi desenvolvido com o objetivo de dar resposta a um conjunto de necessidades indicadas pela Câmara Municipal, desenvolvendo-se este ao nível de projeto execução. O trabalho foi desenvolvido em duas partes, inicialmente foi desenvolvida a análise que teve como objetivo perceber e identificar pontos positivos e aspetos a serem trabalhos e melhorados na área de intervenção. A segunda parte do trabalho incidiu sobre a parte prática ao nível dos processos formais e materiais, dando resposta às necessidades do programa pretendido pelo cliente. O projeto desenvolve-se numa área em que o próprio PDM de Ourique já prevê a criação de espaços verdes equipados. O facto da sua localização ser adjacente à Vila faz com que tenha uma grande proximidade com a população. A área do projeto encontra-se muito descaracterizada pelo facto de terem sido efetuados grandes movimentos de terras, que, alterando a morfologia original, culminaram na criação de dois patamares. A proposta dá resposta a um conjunto necessidades e equipamentos pretendidos pelo cliente e promove a criação de um espaço atrativo com várias funcionalidades e espaços que se adaptam a vários usos. O projeto integra vários equipamentos desportivos já existentes ou previstos tais como, campo de futebol, campos de ténis, pista de manutenção, piscinas e parque de estacionamento. Pretende-se, que o espaço assegure as necessidades de recreio e lazer da população, bem como funções ecológicas e estéticas de uma forma sustentável, melhorando a qualidade ambiental e a qualidade de vida da população.

Instalações solares térmicas em edifícios de habitação colectiva: estudo de soluções alternativas num caso prático

Se considerarmos todos os edifícios do mundo, estes são responsáveis por uns surpreendentes 40% do consumo global de energia e pela resultante pegada ecológica, ultrapassando significativamente os resultados de todos os meios de transporte em conjunto. Existem grandes e atractivas oportunidades de redução da utilização de energia nos edifícios com menores custos e maiores retornos que noutros sectores. Estas reduções são fundamentais para alcançar o objectivo da Agência Internacional de Energia (AIE), de reduzir em cerca de 70% das emissões de gases com efeito de estufa, de todo o planeta em 2050, isto para atingir os níveis de CO2 estabelecidos e exigidos pelo Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas (IPCC, na sigla inglesa). No caso dos edifícios de habitação, a produção de água quente (AQS), é o segundo maior factor de consumo de energia: cerca de 30% do consumo energético total. Para ajudar a minimizar todos estes grandes consumos de energia, existem soluções, nomeadamente para o aquecimento da AQS, que podemos aplicar nos edifícios de habitação colectiva (multifamiliares) ou moradias, utilizando fontes de energia renovável. E neste caso estamos a falar da energia solar térmica. Das várias soluções propostas e utilizadas diariamente, principalmente nos edifícios de habitação colectiva, existirá aquela que, do ponto de vista técnico-económico, numa perspectiva de eficiência energética/custo-benefício, se antevê como a melhor solução, uma vez que é frequente que não se tenha conhecimento de causa sobre cada uma delas. A presente tese baseia-se na análise de várias soluções de sistemas de energia solar térmica para o aquecimento de AQS em edifícios de habitação colectiva, com o objectivo de analisar e comparar as várias soluções. Espera-se contribuir para a clarificação dos vários sistemas utilizados e propostos actualmente no mercado

Influência de plumas de água doce na hidrodinâmica do estuário da Ria de Arousa (NW Espanha), uma abordagem de modelação matemática

Localizada na parte sul da costa da Galiza, a ria de Arousa, tem um interesse particular devido à sua importante indústria de exploração de marisco, especialmente culturas de bivalves. O crescimento, qualidade e mortalidade destes bivalves não só são afetados por possíveis incidentes de poluição, mas também por episódios de grande run-off, que podem produzir decréscimos sazonais significativos de salinidade. Neste contexto, a presente dissertação pretende contribuir para uma melhor compreensão de como as plumas de água doce provenientes dos rios vão influenciar os gradientes de salinidade e temperatura no estuário da ria de Arousa. O objetivo é proceder a uma melhoria da previsão hidrodinâmica do modelo operacional oceanográfico desta ria, que é executado diariamente pela MeteoGalicia. Para atingir esse objectivo executaram-se simulações numéricas para diferentes cenários de forçamento. Foram escolhidos dois períodos com diferentes condições meteorológicas: um período de inverno, coincidindo com chuvas fortes e um período de verão, coincidindo com a ausência de precipitação. Foi aplicado o modelo hidrodinâmico MOHID (Hydrodynamic Model) para simular os processos físicos da ria de Arousa, utilizando a metodologia de modelos encaixados. O forçamento para a superfície foi imposto através do modelo atmosférico WRF (Weather Regional Forecast), que fornece as variáveis meteorológicas necessárias. Para fronteira terra, uma ferramenta hidrológica foi implementada, o modelo SWAT (Soil water Assessment Tool), este providencia as descargas de água doce para os principais rios da região. É feita neste trabalho uma descrição da implementação deste sistema, assim como a caracterização da área de estudo. Os resultados do modelo foram comparados com medidas provenientes de bóias oceanográficas e perfis de CTDs (Conductivity-Temperature-Depth instrument) em diferentes localizações.

Cartografia solar: estimativa do potencial solar no município de Albufeira

A dependência energética dos combustíveis fósseis é, reconhecidamente, uma das principiais inquietações das economias mundiais. Questões como a concentração de gases de efeito de estufa, poluição atmosférica e o facto de estes combustíveis serem esgotáveis estão cada vez mais no centro das atenções globais, ao que se associa um aumento significativo da população mundial e por conseguinte, dos consumos. Contudo, começa a ser notório um empenho na procura de soluções viáveis que possam contornar esta dependência, nomeadamente no desenvolvimento de tecnologia que permita o aproveitamento de fontes de energias renováveis. Neste sentido, Portugal encontra-se numa posição privilegiada sendo, dos países da europa, o que apresenta índices mais elevados de radiação solar por unidade de superfície, em média cerca de 1500kWh/m2/ano. O sucesso do aproveitamento de fontes de energia renováveis vai depender, em muito, da análise e compreensão do potencial determinado pelas realidades locais, pelos dados meteorológicos, pelas tecnologias existentes e por fatores económicos. (WITTMAN et al., 1997). O processo para estimativa o potencial não é simples e implica uma interação disciplinar; no entanto tendem a aparecer modelos que, a montante do processo, simplificam a análise espacial da energia solar. Neste campo, o contributo dos Sistemas de Informação Geográfica tem sido fundamental, oferecendo um conjunto de ferramentas de processamento de dados bastantes úteis para a modelação solar. A presente dissertação combina a utilização dos SIG com a análise do potencial solar, apresentando como objetivos principais: i) a estimativa do potencial solar no Município de Albufeira e ii) a criação de uma aplicação que disponibilize os resultados através da web, facilitando a consulta e análise espacial dos mesmos.

Farmacogenómica na terapêutica das leucemias agudas

As leucemias agudas são doenças raras, quando comparadas com outros tipos de neoplasias constituindo, no entanto, a doença maligna mais comum na infância. São responsáveis por 30% de todos os tipos de cancros diagnosticados em crianças menores de 15 anos em países industrializados. Enquanto que a leucemia linfoblástica aguda apresenta uma taxa de incidência superior em crianças até aos 15 anos, correspondendo a cerca de 80% das leucemias em crianças e adolescentes, a leucemia mieloide aguda é rara abaixo dos 40 anos, sendo que a sua incidência aumenta progressivamente com a idade. As estratégias atuais de tratamento dividem a terapêutica em duas etapas: a primeira possui como objetivo induzir a remissão da doença e a segunda consiste numa terapêutica de pós-remissão com o objetivo de erradicar a doença residual mínima, evitar recidivas e promover a cura. Após anos de pesquisa na área da farmacogenómica, observa-se que as diferenças genéticas entre indivíduos podem explicar alguma da variabilidade observada na farmacocinética, eficácia e toxicidade de alguns fármacos. Embora muitos estudos relacionem diferentes respostas farmacológicas com a variabilidade genética, a maioria daqueles aplicam-se à população adulta pelo que a atenção dada à população pediátrica tem sido muito menor. Assim, o aperfeiçoamento na terapêutica das leucemias agudas é urgente. Atualmente encontra-se perfeitamente estabelecida a relação entre reações adversas à 6-mercaptopurina e polimorfismos no gene que codifica para a enzima tiopurina s-metiltransferase, sendo um dos poucos exemplos na área da farmacogenética a ser “traduzido” para a prática clínica.

Relatório de actividade profissional

O presente relatório foi elaborado de acordo com o estipulado nas Normas apresentadas pelo Conselho Técnico-Científico do Instituto Superior de Engenharia da Universidade do Algarve para a elaboração do Relatório de Atividade Profissional. Pretendeu-se descrever as principais funções da autora na empresa Aviludo, SA, onde tem desenvolvido o seu percurso profissional. Desde 2006 a autora é Responsável da Qualidade e dos Aprovisionamentos e exerce funções em diferentes áreas, nomeadamente no Plano HACCP, Gestão da Qualidade (ISO 9001 e ISO22000), Rastreabilidade, Segurança Alimentar, Rotulagem e Desenvolvimento de Novos Produtos. Neste relatório de atividade profissional são evidenciadas as competências adquiridas através da formação académica, formação complementar e experiência profissional. O percurso profissional evidencia um desenvolvimento dos conhecimentos adquiridos com a licenciatura em Engenharia Alimentar e um alargamento de competências e experiência na área da Rastreabilidade e Segurança Alimentar.