An Event Driven Fusion Approach for Enjoyment Recognition in Real-time

Social signals and interpretation of carried information is of high importance in Human Computer Interaction. Often used for affect recognition, the cues within these signals are displayed in various modalities. Fusion of multi-modal signals is a natural and interesting way to improve automatic classification of emotions transported in social signals. Throughout most present studies, uni-modal affect recognition as well as multi-modal fusion, decisions are forced for fixed annotation segments across all modalities. In this paper, we investigate the less prevalent approach of event driven fusion, which indirectly accumulates asynchronous events in all modalities for final predictions. We present a fusion approach, handling short-timed events in a vector space, which is of special interest for real-time applications. We compare results of segmentation based uni-modal classification and fusion schemes to the event driven fusion approach. The evaluation is carried out via detection of enjoyment-episodes within the audiovisual Belfast Story-Telling Corpus.

A quality-scalable and energy-efficient approach for spectral analysis of heart rate variability

Today there is a growing interest in the integration of health monitoring applications in portable devices necessitating the development of methods that improve the energy efficiency of such systems. In this paper, we present a systematic approach that enables energy-quality trade-offs in spectral analysis systems for bio-signals, which are useful in monitoring various health conditions as those associated with the heart-rate. To enable such trade-offs, the processed signals are expressed initially in a basis in which significant components that carry most of the relevant information can be easily distinguished from the parts that influence the output to a lesser extent. Such a classification allows the pruning of operations associated with the less significant signal components leading to power savings with minor quality loss since only less useful parts are pruned under the given requirements. To exploit the attributes of the modified spectral analysis system, thresholding rules are determined and adopted at design- and run-time, allowing the static or dynamic pruning of less-useful operations based on the accuracy and energy requirements. The proposed algorithm is implemented on a typical sensor node simulator and results show up-to 82% energy savings when static pruning is combined with voltage and frequency scaling, compared to the conventional algorithm in which such trade-offs were not available. In addition, experiments with numerous cardiac samples of various patients show that such energy savings come with a 4.9% average accuracy loss, which does not affect the system detection capability of sinus-arrhythmia which was used as a test case. 

Rapid quantification of microRNAs in plasma using a fast real time PCR system

The ability to rapidly detect circulating small RNAs, in particular microRNAs (miRNAs), would further increase their already established potential as biomarkers in a range of conditions. One rate-limiting factor is the time taken to perform quantitative real time PCR amplification. We therefore evaluated the ability of a novel thermal cycler to perform this step in less than 10 minutes. Quantitative PCR was performed on an xxpress® thermal cycler (BJS Biotechnologies, Perivale, UK), which employs a resistive heating system and forced air cooling to achieve thermal ramp rates of 10 °C/s, and a conventional peltier-controlled LightCycler 480 system (Roche, Basel, Switzerland) ramping at 4.8 °C/s. The threshold cycle (Ct) for detection of 18S rDNA from a standard genomic DNA sample was significantly more variable across the block (F-test, p=2.4x10-25) for the xxpress (20.01±0.47SD) than the LightCycler (19.87±0.04SD). RNA was extracted from human plasma, reverse transcribed and a panel of miRNAs amplified and detected using SYBR green (Kapa Biosystems, Wilmington, Ma, USA). The sensitivity of both systems was broadly comparable and both detected a panel of miRNAs reliably and indicated similar relative abundances. The xxpress thermal cycler facilitates rapid qPCR detection of small RNAs and brings point-of care diagnostics based upon circulating miRNAs a step closer to reality.

Rapid detection of health-care-associated bloodstream infection in critical care using multipathogen real-time polymerase chain reaction technology: a diagnostic accuracy study and systematic review

Background: There is growing interest in the potential utility of real-time polymerase chain reaction (PCR) in diagnosing bloodstream infection by detecting pathogen deoxyribonucleic acid (DNA) in blood samples within a few hours. SeptiFast (Roche Diagnostics GmBH, Mannheim, Germany) is a multipathogen probe-based system targeting ribosomal DNA sequences of bacteria and fungi. It detects and identifies the commonest pathogens causing bloodstream infection. As background to this study, we report a systematic review of Phase III diagnostic accuracy studies of SeptiFast, which reveals uncertainty about its likely clinical utility based on widespread evidence of deficiencies in study design and reporting with a high risk of bias. 

Objective: Determine the accuracy of SeptiFast real-time PCR for the detection of health-care-associated bloodstream infection, against standard microbiological culture. 

Design: Prospective multicentre Phase III clinical diagnostic accuracy study using the standards for the reporting of diagnostic accuracy studies criteria. 

Setting: Critical care departments within NHS hospitals in the north-west of England. 

Participants: Adult patients requiring blood culture (BC) when developing new signs of systemic inflammation. 

Main outcome measures: SeptiFast real-time PCR results at species/genus level compared with microbiological culture in association with independent adjudication of infection. Metrics of diagnostic accuracy were derived including sensitivity, specificity, likelihood ratios and predictive values, with their 95% confidence intervals (CIs). Latent class analysis was used to explore the diagnostic performance of culture as a reference standard. 

Results: Of 1006 new patient episodes of systemic inflammation in 853 patients, 922 (92%) met the inclusion criteria and provided sufficient information for analysis. Index test assay failure occurred on 69 (7%) occasions. Adult patients had been exposed to a median of 8 days (interquartile range 4–16 days) of hospital care, had high levels of organ support activities and recent antibiotic exposure. SeptiFast real-time PCR, when compared with culture-proven bloodstream infection at species/genus level, had better specificity (85.8%, 95% CI 83.3% to 88.1%) than sensitivity (50%, 95% CI 39.1% to 60.8%). When compared with pooled diagnostic metrics derived from our systematic review, our clinical study revealed lower test accuracy of SeptiFast real-time PCR, mainly as a result of low diagnostic sensitivity. There was a low prevalence of BC-proven pathogens in these patients (9.2%, 95% CI 7.4% to 11.2%) such that the post-test probabilities of both a positive (26.3%, 95% CI 19.8% to 33.7%) and a negative SeptiFast test (5.6%, 95% CI 4.1% to 7.4%) indicate the potential limitations of this technology in the diagnosis of bloodstream infection. However, latent class analysis indicates that BC has a low sensitivity, questioning its relevance as a reference test in this setting. Using this analysis approach, the sensitivity of the SeptiFast test was low but also appeared significantly better than BC. Blood samples identified as positive by either culture or SeptiFast real-time PCR were associated with a high probability (> 95%) of infection, indicating higher diagnostic rule-in utility than was apparent using conventional analyses of diagnostic accuracy. 

Conclusion: SeptiFast real-time PCR on blood samples may have rapid rule-in utility for the diagnosis of health-care-associated bloodstream infection but the lack of sensitivity is a significant limiting factor. Innovations aimed at improved diagnostic sensitivity of real-time PCR in this setting are urgently required. Future work recommendations include technology developments to improve the efficiency of pathogen DNA extraction and the capacity to detect a much broader range of pathogens and drug resistance genes and the application of new statistical approaches able to more reliably assess test performance in situation where the reference standard (e.g. blood culture in the setting of high antimicrobial use) is prone to error.

Game-­theoretic Resource Allocation with Real-­time Probabilistic Surveillance Information

Game-theoretic security resource allocation problems have generated significant interest in the area of designing and developing security systems. These approaches traditionally utilize the Stackelberg game model for security resource scheduling in order to improve the protection of critical assets. The basic assumption in Stackelberg games is that a defender will act first, then an attacker will choose their best response after observing the defender’s strategy commitment (e.g., protecting a specific asset). Thus, it requires an attacker’s full or partial observation of a defender’s strategy. This assumption is unrealistic in real-time threat recognition and prevention. In this paper, we propose a new solution concept (i.e., a method to predict how a game will be played) for deriving the defender’s optimal strategy based on the principle of acceptable costs of minimax regret. Moreover, we demonstrate the advantages of this solution concept by analyzing its properties.

Retrieving Regions of Interest for User Exploration

We consider an application scenario where points of interest (PoIs) each have a web presence and where a web user wants to iden- tify a region that contains relevant PoIs that are relevant to a set of keywords, e.g., in preparation for deciding where to go to conve- niently explore the PoIs. Motivated by this, we propose the length- constrained maximum-sum region (LCMSR) query that returns a spatial-network region that is located within a general region of in- terest, that does not exceed a given size constraint, and that best matches query keywords. Such a query maximizes the total weight of the PoIs in it w.r.t. the query keywords. We show that it is NP- hard to answer this query. We develop an approximation algorithm with a (5 + ǫ) approximation ratio utilizing a technique that scales node weights into integers. We also propose a more efficient heuris- tic algorithm and a greedy algorithm. Empirical studies on real data offer detailed insight into the accuracy of the proposed algorithms and show that the proposed algorithms are capable of computingresults efficiently and effectively.

Extreme learning machines for virtual metrology and etch rate prediction

Virtual metrology (VM) aims to predict metrology values using sensor data from production equipment and physical metrology values of preceding samples. VM is a promising technology for the semiconductor manufacturing industry as it can reduce the frequency of in-line metrology operations and provide supportive information for other operations such as fault detection, predictive maintenance and run-to-run control. Methods with minimal user intervention are required to perform VM in a real-time industrial process. In this paper we propose extreme learning machines (ELM) as a competitive alternative to popular methods like lasso and ridge regression for developing VM models. In addition, we propose a new way to choose the hidden layer weights of ELMs that leads to an improvement in its prediction performance.

Cooperative communications in multi-rate IEEE 802.11 networks

Esta tese apresenta um estudo sobre alguns dos protocolos de cooperação MAC para redes sem fios utilizando o sistema IEEE 802.11 multi-débito. É proposto um novo modelo de arquitetura para a categorização e análise da cooperação em redes sem fios, tendo este modelo sido aplicado a protocolos cooperativos existentes para camada MAC. É investigado como as características do meio físico, assim como os requisitos de níveis superiores podem ser aplicados ao processo de cooperação, com vista a melhorar as características de funcionamento da rede de comunicações. Para este propósito são exploradas as métricas mais relevantes para o processo de cooperação. São igualmente estudados os limites impostos pelos protocolos da camada MAC e as limitações práticas impostas por protocolos da família de normas que compõem o IEEE 802.11. Neste trabalho foi criada uma métrica multicamada, que permite considerar os requisitos aplicacionais de performance e o tipo de tráfego, assim como a mobilidade dos dispositivos, no funcionamento dos mecanismos de cooperação. Como forma de validação, e para corretamente avaliar o impacto da métrica, um novo protocolo de cooperação foi desenvolvido e implementado. O seu funcionamento é descrito de forma analítica assim como validado através de a um ambiente de simulação. Os resultados obtidos mostram que a utilização de uma métrica multicamada é uma técnica robusta, fornecendo melhorias consistentes no contexto de redes IEEE 802.11. São igualmente demonstradas várias outras características de funcionamento com impacto para as comunicações. Estes dados fornecem uma visão real e encorajadora para a realização de mais pesquisas para a melhoria da performance dos protocolos cooperativos, assim como a sua utilização num variado número de aplicações futuras. No final do documento são apresentados alguns desafios para a continuação da investigação deste tópico.

Architecture for real-time coordination of multiple autonomous mobile units

Interest on using teams of mobile robots has been growing, due to their potential to cooperate for diverse purposes, such as rescue, de-mining, surveillance or even games such as robotic soccer. These applications require a real-time middleware and wireless communication protocol that can support an efficient and timely fusion of the perception data from different robots as well as the development of coordinated behaviours. Coordinating several autonomous robots towards achieving a common goal is currently a topic of high interest, which can be found in many application domains. Despite these different application domains, the technical problem of building an infrastructure to support the integration of the distributed perception and subsequent coordinated action is similar. This problem becomes tougher with stronger system dynamics, e.g., when the robots move faster or interact with fast objects, leading to tighter real-time constraints. This thesis work addressed computing architectures and wireless communication protocols to support efficient information sharing and coordination strategies taking into account the real-time nature of robot activities. The thesis makes two main claims. Firstly, we claim that despite the use of a wireless communication protocol that includes arbitration mechanisms, the self-organization of the team communications in a dynamic round that also accounts for variable team membership, effectively reduces collisions within the team, independently of its current composition, significantly improving the quality of the communications. We will validate this claim in terms of packet losses and communication latency. We show how such self-organization of the communications can be achieved in an efficient way with the Reconfigurable and Adaptive TDMA protocol. Secondly, we claim that the development of distributed perception, cooperation and coordinated action for teams of mobile robots can be simplified by using a shared memory middleware that replicates in each cooperating robot all necessary remote data, the Real-Time Database (RTDB) middleware. These remote data copies, which are updated in the background by the selforganizing communications protocol, are extended with age information automatically computed by the middleware and are locally accessible through fast primitives. We validate our claim showing a parsimonious use of the communication medium, improved timing information with respect to the shared data and the simplicity of use and effectiveness of the proposed middleware shown in several use cases, reinforced with a reasonable impact in the Middle Size League of RoboCup.

Contribuição para o ensino nas ciências, usando a temática conforto térmico

O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores. O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores.O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores.No geral, os alunos com a professora investigadora puderam afirmar que a avaliação de conhecimentos adquiridos pelos alunos, na sala de aula, é condicionada pela sensação térmica sentida para ambientes considerados de “frios” e ambientes considerados de “quentes”. Concluiu-se, que o processo de aprendizagem é afetado pelas condições termohigrométricas do ambiente que rodeiam os alunos. É importante salientar, que a análise de resultados mostrou que quando os valores da sensação térmica sentida pelos alunos é inferior a -0,5, ou superior a +0,5 da escala térmica de cores, os resultados obtidos da avaliação de conhecimentos tendem a ser negativos e quando a sensação térmica sentida pelos alunos se localiza na zona de conforto térmico, ou seja, entre os valores de -0,5 e +0,5, os resultados são, no geral, positivos, o que confirma que os resultados das avaliações de conhecimentos, para os alunos, depende do ambiente térmico. Foi possível ainda constatar que quando a sensação térmica sentida pelos alunos regista valores baixos com tendência a “frio” (-2) ou altos com tendência a “quente” (+2) os resultados obtidos pelos alunos são, no geral, bastante negativos. O grau de insatisfação previsto para cada ambiente térmico quando se usou o índice EsConTer, mostrou concordância de interpretação em face da sensação térmica sentida pelos alunos e registada na escala de sensação térmica de cores. Pensamos ter evidências suficientes para afirmar que a abordagem didática utilizada, considerada de inovadora, durante a realização do trabalho, na disciplina de Ciências Físico-Químicas promoveu nos alunos o gosto pela disciplina e que os resultados obtidos indicam que: os alunos sentiram interesse e motivação pela disciplina, conseguiram compreender a sua importância para o seu futuro e para o seu dia-a-dia, pois conseguiram ver a aplicação dos diversos conteúdos abordados na disciplina em diversas situações do seu quotidiano; a verdadeiros “investigadores”, suscitando assim um maior envolvimento e motivação nos alunos; a utilização de questões problema para a introdução dos conteúdos foi uma estratégia que os alunos consideraram uma mais-valia, uma vez que associados a essas questões existiram discussões e debates que promoveram a participação de todos os alunos, tornando as aulas mais interativas e mais motivantes. Importa salientar que ao longo dos diversos debates surgiram, ainda, mais questões que foram muito úteis, pois os alunos aquando da realização das atividades práticas tentaram sempre ir em busca das respostas às suas inquietações e ajudaram a que a professora investigadora implementasse, ainda mais, atividades para que os alunos conseguissem por eles próprios encontrar as respostas e percebessem o que estavam a trabalhar; as aulas foram importantes para a aprendizagem dos conteúdos da disciplina e contribuíram para desmitificar a ideia de que a disciplina de Física e Química é “difícil”, pois os alunos perceberam que os conteúdos abordados podem de uma forma simples e eficaz serem aplicados a situações do seu dia-a-dia. Assim, considerando os pressupostos anteriores, podemos afirmar que as estratégias implementadas foram, de uma forma geral, promotoras de motivação, de participação dos alunos nas aulas e nas suas aprendizagens. Estamos convictos de que toda a metodologia adotada é uma forte contribuição para o Ensino nas Ciências, nomeadamente, na Física e Química, usando uma temática Conforto Térmico e que o método usado é uma ferramenta importante e inovadora para avaliar como situações de desconforto térmico podem condicionar o processo de aprendizagem dos alunos. Pensamos que este trabalho é bastante interessante para os profissionais de ensino, nomeadamente para os professores de Física e Química e de Geografia, uma vez que mostra como a partir de dados como a temperatura do ar e da humidade relativa do ar se podem fazer fascinantes estudos e envolver ativamente os alunos. Nos trabalhos desenvolvidos houve sempre o cuidado de criar metodologias dinâmicas e motivadoras, aliadas sempre à perspetiva CTSA, com vista ao melhoramento das aulas e, também, deixar uma contribuição para os colegas, profissionais de ensino, que eventualmente analisarem este documento. A metodologia adoptada permitiu encontrar respostas às questões formuladas. Por último, podemos afirmar que numa problemática energética que afeta a humanidade, os políticos através de alguns indicadores apresentados neste estudo, poderão considerar que os resultados obtidos pelos alunos são influenciados pelo ambiente térmico de cada sala de aula e que a solução de melhorar resultados é, também, criar condições de conforto térmico nas salas de aula das escolas. Partilhamos da opinião que os resultados nacionais obtidos pelos alunos por si só são redutores em análise comparativa de melhor ou pior escola em termos de ranking. Consideramos que uma escola confortável gera condições de bem-estar que condiciona o processo de aprendizagem ao longo do ano.

Impacto das campanhas publicitárias contra o tabagismo no comportamento do consumidor

Todos os anos, milhares de pessoas morrem vítimas de doenças causadas pelo consumo de produtos derivados do tabaco, este é considerado a principal causa de morte evitável. O tabaco também colabora com as seis das oito principais causas de mortes entre fumantes e não fumantes a nível mundial. Algumas medidas governamentais como as campanhas publicitárias antitabagistas, buscam alertar, conscientizar e mudar o pensamento e o interesse coletivo neste tipo de produto e consequentemente, diminuir a taxa de consumo. Avaliar se as crenças, pensamentos e atitudes dos brasileiros são influenciados por este tipo de publicidade e se o comportamento relacionado a não fumar ou deixar de fumar é uma consequência da persuasão das mensagens antitabagistas, ajudam a conhecer o real impacto destas campanhas e sua eficácia. Através dos métodos de investigação quantitativo e qualitativo e das análises extensiva e semiótica, a pesquisa inquiriu 272 indivíduos brasileiros à respeito das advertências sanitárias e das campanhas publicitárias antitabagistas, classificando-os como não fumantes, ex-fumantes e fumantes, identificando os elementos visuais e textuais que compõem a narrativa publicitária de 5 anúncios antitabagistas. Após a análise, a pesquisa concluiu que as campanhas publicitárias coordenadas pelo INCA – Instituto Nacional de Câncer, denominadas campanhas antitabagistas, são eficazes para alertar e conscientizar os indivíduos sobre os males causados pelo consumo do cigarro mas ineficazes para influenciar suas atitudes e comportamentos. Embora estas consigam persuadir à crença nas mensagens, fazendo com que os indivíduos as vejam como verdadeira, isto não é suficiente para que a intenção de deixar de fumar torne-se um ato prático. Todos os anúncios possuem o mesmo formato e a maioria utilizou o mesmo percurso visual, equilíbrio, enquadramento, luz, ângulo e função do personagem. Todos possuem textos com funções identificadora, ancoragem e apoio e a narrativa conota o cigarro como algo negativo, prejudicial, mortífero e destruidor.

EMMON: a WSN system architecture for large scale and dense real-time embedded monitoring

Wireless sensor networks (WSNs) have attracted growing interest in the last decade as an infrastructure to support a diversity of ubiquitous computing and cyber-physical systems. However, most research work has focused on protocols or on specific applications. As a result, there remains a clear lack of effective, feasible and usable system architectures that address both functional and non-functional requirements in an integrated fashion. In this paper, we outline the EMMON system architecture for large-scale, dense, real-time embedded monitoring. EMMON provides a hierarchical communication architecture together with integrated middleware and command and control software. It has been designed to use standard commercially-available technologies, while maintaining as much flexibility as possible to meet specific applications requirements. The EMMON architecture has been validated through extensive simulation and experimental evaluation, including a 300+ node test-bed, which is, to the best of our knowledge, the largest single-site WSN test-bed in Europe to date.

Towards real multi-criticality scheduling

Componentised systems, in particular those with fault confinement through address spaces, are currently emerging as a hot topic in embedded systems research. This paper extends the unified rate-based scheduling framework RBED in several dimensions to fit the requirements of such systems: we have removed the requirement that the deadline of a task is equal to its period. The introduction of inter-process communication reflects the need to communicate. Additionally we also discuss server tasks, budget replenishment and the low level details needed to deal with the physical reality of systems. While a number of these issues have been studied in previous work in isolation, we focus on the problems discovered and lessons learned when integrating solutions. We report on our experiences implementing the proposed mechanisms in a commercial grade OKL4 microkernel as well as an application with soft real-time and best-effort tasks on top of it.

GTS allocation analysis in IEEE 802.15.4 for real-time wireless sensor networks

The IEEE 802.15.4 protocol proposes a flexible communication solution for Low-Rate Wireless Personal Area Networks including sensor networks. It presents the advantage to fit different requirements of potential applications by adequately setting its parameters. When enabling its beacon mode, the protocol makes possible real-time guarantees by using its Guaranteed Time Slot (GTS) mechanism. This paper analyzes the performance of the GTS allocation mechanism in IEEE 802.15.4. The analysis gives a full understanding of the behavior of the GTS mechanism with regards to delay and throughput metrics. First, we propose two accurate models of service curves for a GTS allocation as a function of the IEEE 802.15.4 parameters. We then evaluate the delay bounds guaranteed by an allocation of a GTS using Network Calculus formalism. Finally, based on the analytic results, we analyze the impact of the IEEE 802.15.4 parameters on the throughput and delay bound guaranteed by a GTS allocation. The results of this work pave the way for an efficient dimensioning of an IEEE 802.15.4 cluster.

Efficient schedulability tests for real-time embedded systems with urgent routines

Task scheduling is one of the key mechanisms to ensure timeliness in embedded real-time systems. Such systems have often the need to execute not only application tasks but also some urgent routines (e.g. error-detection actions, consistency checkers, interrupt handlers) with minimum latency. Although fixed-priority schedulers such as Rate-Monotonic (RM) are in line with this need, they usually make a low processor utilization available to the system. Moreover, this availability usually decreases with the number of considered tasks. If dynamic-priority schedulers such as Earliest Deadline First (EDF) are applied instead, high system utilization can be guaranteed but the minimum latency for executing urgent routines may not be ensured. In this paper we describe a scheduling model according to which urgent routines are executed at the highest priority level and all other system tasks are scheduled by EDF. We show that the guaranteed processor utilization for the assumed scheduling model is at least as high as the one provided by RM for two tasks, namely 2(2√−1). Seven polynomial time tests for checking the system timeliness are derived and proved correct. The proposed tests are compared against each other and to an exact but exponential running time test.