Modelo organizacional de ensino a distancia para instituicoes tecnologicas

Tese (Doutoramento)

A fast parallel hyperspectral coded aperture algorithm for compressive sensing using OpenCL

In this paper, we develop a fast implementation of an hyperspectral coded aperture (HYCA) algorithm on different platforms using OpenCL, an open standard for parallel programing on heterogeneous systems, which includes a wide variety of devices, from dense multicore systems from major manufactures such as Intel or ARM to new accelerators such as graphics processing units (GPUs), field programmable gate arrays (FPGAs), the Intel Xeon Phi and other custom devices. Our proposed implementation of HYCA significantly reduces its computational cost. Our experiments have been conducted using simulated data and reveal considerable acceleration factors. This kind of implementations with the same descriptive language on different architectures are very important in order to really calibrate the possibility of using heterogeneous platforms for efficient hyperspectral imaging processing in real remote sensing missions.

Développement d’une stratégie de modification du bois afin de limiter les variations dimensionnelles du produit lambris dans un contexte éco-responsable

Ce travail de thèse présente deux grands axes. Le premier axe, touche les traitements du bois dans le but principal de réduire les variations dimensionnelles et d’améliorer la résistance à l’attaque des champignons lignivores. Le second axe quant à lui, touche l’aspect environnemental du traitement acide citrique-glycérol. Ce dernier a pour but principal de démontrer que le prolongement de la durée de vie en service du produit lambris traité, compense les impacts environnementaux causés par ce traitement. Dans le premier axe, deux traitements ont été réalisés sur deux essences de pin (Pinus strobus L. et Pinus contorta D.). Un traitement à l’anhydride maléique et un autre traitement avec une solution d’acide citrique – glycérol brute (AC-G). Dans le premier cas, les effets de deux paramètres (la durée de séchage et la température d’estérification) sur les résultats des essais de stabilité dimensionnelle, de résistance à la dégradation fongique et de vieillissement accéléré ont été évalués. Trois niveaux de durée de séchage après imprégnation (12 h, 18 h et 24 h) et trois niveaux de température d’estérification (140 °C, 160 °C et 180 °C) ont été considérés. Dans le second cas, après identification du meilleur catalyseur (HCl) et du meilleur ratio acide citrique – glycérol (3/1) pendant les essais préliminaires, les performances de ce traitement sur la stabilité dimensionnelle, la résistance à la pourriture fongique, la dureté de surface et l’adhérence des couches de revêtement de peinture sur la surface du substrat bois ont été analysées. Les résultats obtenus ont été appuyés par une suite d’analyses qualitatives et quantitatives pour mieux comprendre et expliquer. Les analyses qualitatives sont : (i) la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et (ii) la microscopie électronique à balayage (MEB) tandis que la quantitative, l’analyse par perte de masse a été faite par pesée. Dans le second axe, une analyse des impacts environnementaux du traitement AC-G a été effectuée par le biais du logiciel SimaPro v8. La base de données Ecoinvent v3 et la méthode d’analyse d’impact Impact 2002+ ont été utilisées dans cette partie du travail de thèse. Sur la base des résultats du second traitement (AC-G) et des travaux disponibles dans la littérature, nous avons estimé, une durée de vie en service des lambris traités. Les différents scénarios de la durée de vie du lambris traité mis sur pied par rapport à celle offerte aujourd’hui par l’industrie, nous permettent de modéliser les impacts environnementaux du traitement. A cette fin, l’analyse de cycle de vie (ACV) a été utilisée comme outil de conception. En conclusion, les paramètres, durée de séchage et température d’estérification influencent les résultats obtenus dans le cas du traitement du bois à l’anhydride maléique. La combinaison 24 h de séchage et 180 °C, température d’estérification, représente les paramètres qui offrent les meilleurs résultats de stabilité dimensionnelle, de résistance à la dégradation fongique et de vieillissement accéléré. Le traitement AC-G améliore la stabilité dimensionnelle, la résistance à la dégradation fongique et la dureté de surface des échantillons. Cependant, le traitement réduit l’adhérence des couches de peinture. Les impacts environnementaux produits par le traitement AC-G sont majoritairement liés à la consommation de la ressource énergie (électricité). Le traitement prolonge la durée de vie en service du lambris traité et il a été mis en évidence que le scénario de durée de vie qui permettrait que le lambris traité puisse se présenter comme un produit à faible impact environnemental par rapport au lambris non traité est celui d’une durée de vie de 55 ans.

Semi-automatic parallelisation of unstructured mesh codes

The availability of CFD software that can easily be used and produce high efficiency on a wide range of parallel computers is extremely limited. The investment and expertise required to parallelise a code can be enormous. In addition, the cost of supercomputers forces high utilisation to justify their purchase, requiring a wide range of software. To break this impasse, tools are urgently required to assist in the parallelisation process that dramatically reduce the parallelisation time but do not degrade the performance of the resulting parallel software. In this paper we discuss enhancements to the Computer Aided Parallelisation Tools (CAPTools) to assist in the parallelisation of complex unstructured mesh-based computational mechanics codes.

Scalable unstructured mesh decomposition

As the efficiency of parallel software increases it is becoming common to measure near linear speedup for many applications. For a problem size N on P processors then with software running at O(N=P ) the performance restrictions due to file i/o systems and mesh decomposition running at O(N) become increasingly apparent especially for large P . For distributed memory parallel systems an additional limit to scalability results from the finite memory size available for i/o scatter/gather operations. Simple strategies developed to address the scalability of scatter/gather operations for unstructured mesh based applications have been extended to provide scalable mesh decomposition through the development of a parallel graph partitioning code, JOSTLE [8]. The focus of this work is directed towards the development of generic strategies that can be incorporated into the Computer Aided Parallelisation Tools (CAPTools) project.

Beiträge zum Mathematikunterricht 2015. Vorträge auf der 49. Tagung für Didaktik der Mathematik vom 09.02.2015 bis 13.02.2015 in Basel [Band 1]

Die Jahrestagung der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik fand im Jahr 2015 zum dritten Mal in der Schweiz statt. [...] Mit rund 300 Vorträgen, 16 moderierten Sektionen, 15 Arbeitskreistreffen und 21 Posterpräsentationen eröffnete sich ein breites Spektrum an Themen und unterschiedlichen Zugangsweisen zur Erforschung von Fragen rund um das Lernen und Lehren von Mathematik. (DIPF/Orig.)

Surface acoustic wave streaming in a PDMS microfluidic system: effect of frequency and fluid geometry & A remote ultrasonic glucose sensor

This thesis describes two separate projects. The first is a theoretical and experimental investigation of surface acoustic wave streaming in microfluidics. The second is the development of a novel acoustic glucose sensor. A separate abstract is given for each here. Optimization of acoustic streaming in microfluidic channels by SAWs Surface Acoustic Waves, (SAWs) actuated on flat piezoelectric substrates constitute a convenient and versatile tool for microfluidic manipulation due to the easy and versatile interfacing with microfluidic droplets and channels. The acoustic streaming effect can be exploited to drive fast streaming and pumping of fluids in microchannels and droplets (Shilton et al. 2014; Schmid et al. 2011), as well as size dependant sorting of particles in centrifugal flows and vortices (Franke et al. 2009; Rogers et al. 2010). Although the theory describing acoustic streaming by SAWs is well understood, very little attention has been paid to the optimisation of SAW streaming by the correct selection of frequency. In this thesis a finite element simulation of the fluid streaming in a microfluidic chamber due to a SAW beam was constructed and verified against micro-PIV measurements of the fluid flow in a fabricated device. It was found that there is an optimum frequency that generates the fastest streaming dependent on the height and width of the chamber. It is hoped this will serve as a design tool for those who want to optimally match SAW frequency with a particular microfluidic design. An acoustic glucose sensor Diabetes mellitus is a disease characterised by an inability to properly regulate blood glucose levels. In order to keep glucose levels under control some diabetics require regular injections of insulin. Continuous monitoring of glucose has been demonstrated to improve the management of diabetes (Zick et al. 2007; Heinemann & DeVries 2014), however there is a low patient uptake of continuous glucose monitoring systems due to the invasive nature of the current technology (Ramchandani et al. 2011). In this thesis a novel way of monitoring glucose levels is proposed which would use ultrasonic waves to ‘read’ a subcutaneous glucose sensitive-implant, which is only minimally invasive. The implant is an acoustic analogy of a Bragg stack with a ‘defect’ layer that acts as the sensing layer. A numerical study was performed on how the physical changes in the sensing layer can be deduced by monitoring the reflection amplitude spectrum of ultrasonic waves reflected from the implant. Coupled modes between the skin and the sensing layer were found to be a potential source of error and drift in the measurement. It was found that by increasing the number of layers in the stack that this could be minimized. A laboratory proof of concept system was developed using a glucose sensitive hydrogel as the sensing layer. It was possible to monitor the changing thickness and speed of sound of the hydrogel due to physiological relevant changes in glucose concentration.

EIR – sistema inteligente para detecção e classificação de calcificações em mamografias

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016.

Software de apoyo a la decisión para el establecimiento de pautas correctoras de vacunación

En la actualidad, cualquier ámbito profesional cuenta con herramientas software especializadas que mejoran la productividad en la realización de tareas repetitivas o facilitan la ejecución de tareas críticas con un alto grado de especialización. Entre estos sistemas software especializados se encuentran las herramientas informáticas que sirven de apoyo a la toma de decisiones, a veces basadas en sistemas expertos, que pueden alcanzar un grado de eficiencia y exactitud incomparables con procesos de elaboración artesanal. En este proyecto se detalla la creación de un sistema de ayuda a la toma de decisión clínica para la elaboración de pautas vacunales aceleradas en personas que no se encuentran correctamente vacunadas según su calendario de vacunación. Esta herramienta se sirve de una serie de algoritmos, extraídos de conocimiento experto y encargados de calcular un calendario de vacunación acelerado a medida del paciente, según su edad, género y dosis previamente administradas. Estos algoritmos son totalmente configurables y pueden ser adaptados a cualquier tipo de calendario vacunal y vacunas que formen parte de él. La herramienta software desarrollada en este trabajo pretende dar servicios a dos tipos de usuario. Los usuarios con perfil enfermero podrán acceder a la herramienta para la elaboración de pautas de vacunación acelerada. Los usuarios con perfil administrador podrán definir para cada una de las vacunas dadas de alta en el sistema los algoritmos de pautas de vacunación aceleradas según la edad del paciente y las dosis previamente recibidas dentro de cada rango temporal. El objetivo principal del proyecto consiste en contribuir, mediante un software de ayuda a la toma de decisión, a reducir el índice de error humano en el diseño de pautas de corrección vacunales, suministrando para ello unas pautas exactas y adecuadas a las circunstancias del paciente y su historia vacunal previa.

A tradução de textos económico-financeiros de português para inglês: potencialidades da Plataforma ISTRION

Este Trabalho de Projeto tem como objetivo primordial analisar a tradução, de português para inglês, de textos económico-financeiros, utilizando a plataforma de Tradução Automática (TA) ISTRION. A tradução de conteúdos selecionados da Newsletter Económico-Financeira Maximus Report é efetuada com base na referida plataforma, complementada com outras ferramentas de apoio ao processamento linguístico que sejam consideradas relevantes. Visa-se igualmente com este Trabalho de Projeto analisar as potencialidades desta plataforma, bem como medir os resultados da tradução. Por último pretende-se enquadrar, testar, estudar e medir quais os critérios em que se poderá tornar mais eficiente a tradução destes textos.

Fabricación y caracterización físico-mecánica de biocomposites reforzados con fibras naturales. Aplicaciones en el sector náutico.

156 p.

Variations développementales chez les poissons hybrides clonaux Chrosomus eos-neogaeus : transgressions phénotypiques en 3D

Le succès écologique des organismes dépend principalement de leur phénotype. Une composante important du phénotype est la morphologie fonctionnelle car elle influence la performance d’un organisme donné dans un milieu donné et donc reflète son écologie. Des disparités dans la morphologie fonctionnelle ou dans le développement entre espèces peuvent donc mener à des différences écologiques. Ce projet évalue le rôle des mécanismes de variation morphologique dans la production de différences écologiques entre espèces au sein des poissons hybrides du complexe Chrosomus eos-neogaeus. En utilisant la microtomodensitométrie à rayons X et la morphométrie géométrique 3D, la forme des éléments des mâchoires est décrite pour comparer la variation morphologique et les différences développementales entre les membres du complexe C. eos neogaeus. Les hybrides présentent autant de variation phénotypique que les espèces parentales et présentent des phénotypes nouveaux, dit transgressifs. Les hybrides présentent aussi des différences marquées avec les espèces parentales dans leur allométrie et dans leur intégration phénotypique. Finalement, ceux-ci semblent être plastiques et en mesure de modifier leur phénotype pour occuper plusieurs environnements. L’entièreté de ces résultats suggère que des changements dans le développement des hybrides entraînent une différenciation phénotypique et écologique avec les espèces parentales.

MobiMed: Framework for Rapid Application Development of Medical Mobile Apps

In the medical field images obtained from high definition cameras and other medical imaging systems are an integral part of medical diagnosis. The analysis of these images are usually performed by the physicians who sometimes need to spend long hours reviewing the images before they are able to come up with a diagnosis and then decide on the course of action. In this dissertation we present a framework for a computer-aided analysis of medical imagery via the use of an expert system. While this problem has been discussed before, we will consider a system based on mobile devices. Since the release of the iPhone on April 2003, the popularity of mobile devices has increased rapidly and our lives have become more reliant on them. This popularity and the ease of development of mobile applications has now made it possible to perform on these devices many of the image analyses that previously required a personal computer. All of this has opened the door to a whole new set of possibilities and freed the physicians from their reliance on their desktop machines. The approach proposed in this dissertation aims to capitalize on these new found opportunities by providing a framework for analysis of medical images that physicians can utilize from their mobile devices thus remove their reliance on desktop computers. We also provide an expert system to aid in the analysis and advice on the selection of medical procedure. Finally, we also allow for other mobile applications to be developed by providing a generic mobile application development framework that allows for access of other applications into the mobile domain. In this dissertation we outline our work leading towards development of the proposed methodology and the remaining work needed to find a solution to the problem. In order to make this difficult problem tractable, we divide the problem into three parts: the development user interface modeling language and tooling, the creation of a game development modeling language and tooling, and the development of a generic mobile application framework. In order to make this problem more manageable, we will narrow down the initial scope to the hair transplant, and glaucoma domains.

Variations développementales chez les poissons hybrides clonaux Chrosomus eos-neogaeus : transgressions phénotypiques en 3D

Le succès écologique des organismes dépend principalement de leur phénotype. Une composante important du phénotype est la morphologie fonctionnelle car elle influence la performance d’un organisme donné dans un milieu donné et donc reflète son écologie. Des disparités dans la morphologie fonctionnelle ou dans le développement entre espèces peuvent donc mener à des différences écologiques. Ce projet évalue le rôle des mécanismes de variation morphologique dans la production de différences écologiques entre espèces au sein des poissons hybrides du complexe Chrosomus eos-neogaeus. En utilisant la microtomodensitométrie à rayons X et la morphométrie géométrique 3D, la forme des éléments des mâchoires est décrite pour comparer la variation morphologique et les différences développementales entre les membres du complexe C. eos neogaeus. Les hybrides présentent autant de variation phénotypique que les espèces parentales et présentent des phénotypes nouveaux, dit transgressifs. Les hybrides présentent aussi des différences marquées avec les espèces parentales dans leur allométrie et dans leur intégration phénotypique. Finalement, ceux-ci semblent être plastiques et en mesure de modifier leur phénotype pour occuper plusieurs environnements. L’entièreté de ces résultats suggère que des changements dans le développement des hybrides entraînent une différenciation phénotypique et écologique avec les espèces parentales.

Modeling of Electric Hybrid Vehicles based on Innovative Energy Storage Technologies for Super Sports Cars Applications

Today, the contribution of the transportation sector on greenhouse gases is evident. The fast consumption of fossil fuels and its impact on the environment has given a strong impetus to the development of vehicles with better fuel economy. Hybrid electric vehicles fit into this context with different targets, starting from the reduction of emissions and fuel consumption, but also for performance and comfort enhancement. Vehicles exist with various missions; super sport cars usually aim to reach peak performance and to guarantee a great driving experience to the driver, but great attention must also be paid to fuel consumption. According to the vehicle mission, hybrid vehicles can differ in the powertrain configuration and the choice of the energy storage system. Lamborghini has recently invested in the development of hybrid super sport cars, due to performance and comfort reasons, with the possibility to reduce fuel consumption. This research activity has been conducted as a joint collaboration between the University of Bologna and the sportscar manufacturer, to analyze the impact of innovative energy storage solutions on the hybrid vehicle performance. Capacitors have been studied and modeled to analyze the pros and cons of such solution with respect to batteries. To this aim, a full simulation environment has been developed and validated to provide a concept design tool capable of precise results and able to foresee the longitudinal performance on regulated emission cycles and real driving conditions, with a focus on fuel consumption. In addition, the target of the research activity is to deepen the study of hybrid electric super sports cars in the concept development phase, focusing on defining the control strategies and the energy storage system’s technology that best suits the needs of the vehicles. This dissertation covers the key steps that have been carried out in the research project.