Development of advanced human robot interaction systems

O trabalho aqui apresentado é a Disserta��ão da minha Tese do curso de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores do ISEP, realizada em parceria com o INESC TEC. O trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema avançado de intera��ão entre homem-robô, usando ferramentas de software livres e de domínio público e hardware pouco dispendioso e facilmente acessível. Pretende-se que o sistema desenvolvido possa ser adotado por pequenas ou micro empresas, da�� a restrição monetária. Este tipo de empresas tem, por norma, uma capacidade de investimento pequena, e ficam impossibilitadas de aceder a este tipo de sistemas automatizados se estes forem caros. No entanto, o robô continua a ser um componente fundamental, sendo dispendioso. Os trabalhos realizados pelos sistemas robóticos podem por um lado, ser repetitivos sem necessidade de grandes ajustes; por outro lado, o trabalho a realizar pode ser bastante diverso, sendo necessários bastantes ajustes com (possivelmente) programa��ão do robô. As empresas podem não ter disponível mão-de-obra qualificada para realiza��ão da programa��ão do robô. Pretende-se então um sistema de “ensino” que seja simples e rápido. Este trabalho pretende satisfazer as necessidades de um sistema de intera��ão homem-robô intuitivo mesmo para operadores que não estejam familiarizados com a robótica. Para simplificar a transferência de informa��ão da tarefa a desempenhar pelo sistema robótico é usado um sistema de infravermelhos para delinear a opera��ão a desempenhar, neste caso concreto uma opera��ão de soldadura. O operador usa um apontador com marcadores, a posição destes marcadores é detetada usando duas câmaras para permitir o posicionamento tridimensional no espa��o. As câmaras possuem filtros infravermelhos para separar o espectro de luz. Para o controlo do sistema e interface com o robô é usado um computador de baixos recursos computacionais e energéticos, e também de baixo custo. O sistema desenvolvido é portanto computacionalmente leve para poder ser executado neste computador.

Scalable Intelligence for Scheduling Systems

A personaliza��ão é um aspeto chave de uma intera��ão homem-computador efetiva. Numa era em que existe uma abundância de informa��ão e tantas pessoas a interagir com ela, de muitas maneiras, a capacidade de se ajustar aos seus utilizadores é crucial para qualquer sistema moderno. A cria��ão de sistemas adaptáveis é um domínio bastante complexo que necessita de métodos muito específicos para ter sucesso. No entanto, nos dias de hoje ainda não existe um modelo ou arquitetura padrão para usar nos sistemas adaptativos modernos. A principal motiva��ão desta tese é a proposta de uma arquitetura para modela��ão do utilizador que seja capaz de incorporar diferentes módulos necessários para criar um sistema com inteligência escalável com técnicas de modela��ão. Os módulos cooperam de forma a analisar os utilizadores e caracterizar o seu comportamento, usando essa informa��ão para fornecer uma experiência de sistema customizada que irá aumentar não só a usabilidade do sistema mas também a produtividade e conhecimento do utilizador. A arquitetura proposta é constituída por três componentes: uma unidade de informa��ão do utilizador, uma estrutura matemática capaz de classificar os utilizadores e a técnica a usar quando se adapta o conteúdo. A unidade de informa��ão do utilizador é responsável por conhecer os vários tipos de indivíduos que podem usar o sistema, por capturar cada detalhe de intera��ões relevantes entre si e os seus utilizadores e também contém a base de dados que guarda essa informa��ão. A estrutura matemática é o classificador de utilizadores, e tem como tarefa a sua análise e classifica��ão num de três perfis: iniciado, intermédio ou avançado. Tanto as redes de Bayes como as neuronais são utilizadas, e uma explica��ão de como as preparar e treinar para lidar com a informa��ão do utilizador é apresentada. Com o perfil do utilizador definido torna-se necessária uma técnica para adaptar o conteúdo do sistema. Nesta proposta, uma abordagem de iniciativa mista é apresentada tendo como base a liberdade de tanto o utilizador como o sistema controlarem a comunica��ão entre si. A arquitetura proposta foi desenvolvida como parte integrante do projeto ADSyS - um sistema de escalonamento dinâmico - utilizado para resolver problemas de escalonamento sujeitos a eventos dinâmicos. Possui uma complexidade elevada mesmo para utilizadores frequentes, da�� a necessidade de adaptar o seu conteúdo de forma a aumentar a sua usabilidade. Com o objetivo de avaliar as contribuições deste trabalho, um estudo computacional acerca do reconhecimento dos utilizadores foi desenvolvido, tendo por base duas sessões de avalia��ão de usabilidade com grupos de utilizadores distintos. Foi possível concluir acerca dos benefícios na utiliza��ão de técnicas de modela��ão do utilizador com a arquitetura proposta.

Middleware for Large-scale Distributed Systems

Nos últimos anos o aumento exponencial da utiliza��ão de dispositivos móveis e serviços disponibilizados na “Cloud” levou a que a forma como os sistemas são desenhados e implementados mudasse, numa perspectiva de tentar alcançar requisitos que até então não eram essenciais. Analisando esta evolução, com o enorme aumento dos dispositivos móveis, como os “smartphones” e “tablets” fez com que o desenho e implementa��ão de sistemas distribuidos fossem ainda mais importantes nesta área, na tentativa de promover sistemas e aplica��ões que fossem mais flexíveis, robutos, escaláveis e acima de tudo interoperáveis. A menor capacidade de processamento ou armazenamento destes dispositivos tornou essencial o aparecimento e crescimento de tecnologias que prometem solucionar muitos dos problemas identificados. O aparecimento do conceito de Middleware visa solucionar estas lacunas nos sistemas distribuidos mais evoluídos, promovendo uma solução a nível de organiza��ão e desenho da arquitetura dos sistemas, ao memo tempo que fornece comunica��ões extremamente rápidas, seguras e de confiança. Uma arquitetura baseada em Middleware visa dotar os sistemas de um canal de comunica��ão que fornece uma forte interoperabilidade, escalabilidade, e segurança na troca de mensagens, entre outras vantagens. Nesta tese vários tipos e exemplos de sistemas distribuídos e são descritos e analisados, assim como uma descrição em detalhe de três protocolos (XMPP, AMQP e DDS) de comunica��ão, sendo dois deles (XMPP e AMQP) utilzados em projecto reais que serão descritos ao longo desta tese. O principal objetivo da escrita desta tese é demonstrar o estudo e o levantamento do estado da arte relativamente ao conceito de Middleware aplicado a sistemas distribuídos de larga escala, provando que a utiliza��ão de um Middleware pode facilitar e agilizar o desenho e desenvolvimento de um sistema distribuído e traz enormes vantagens num futuro próximo.

GI Systems for public health with an ontology based approach

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Heat recovery from wastewater: numerical modelling of sewer systems

Disserta��ão para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária

Robot Manipulator Systems: Analysis and Control

Manipulator systems are rather complex and highly nonlinear which makes difficult their analysis and control. Classic system theory is veil known, however it is inadequate in the presence of strong nonlinear dynamics. Nonlinear controllers produce good results [1] and work has been done e. g. relating the manipulator nonlinear dynamics with frequency response [2–5]. Nevertheless, given the complexity of the problem, systematic methods which permit to draw conclusions about stability, imperfect modelling effects, compensation requirements, etc. are still lacking. In section 2 we start by analysing the variation of the poles and zeros of the descriptive transfer functions of a robot manipulator in order to motivate the development of more robust (and computationally efficient) control algorithms. Based on this analysis a new multirate controller which is an improvement of the well known “computed torque controller” [6] is announced in section 3. Some research in this area was done by Neuman [7,8] showing tbat better robustness is possible if the basic controller structure is modified. The present study stems from those ideas, and attempts to give a systematic treatment, which results in easy to use standard engineering tools. Finally, in section 4 conclusions are presented.

Sustainability of systems interoperability in dynamic business networks

Disserta��ão para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

A framework for semantic checking of information systems

Disserta��ão para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Information Systems Outsourcing Adoption

Disserta��ão apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Estatística e Gestão de Informa��ão

Organizational culture influence on information quality - use of business intelligence systems relationship: portuguese context

Disserta��ão apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Estatística e Gestão de Informa��ão

Public Participation geographic information systems in developing countries: lessons from Uganda on the impacts of interactive screens PPGIS and community perceptions of space

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

A systems biology framework for pathway level culture media engineering: pplication to Pichia pastoris cultures

Disserta��ão para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

Fiscal adjustments and sovereign default in different government systems

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Economics from the NOVA – School of Business and Economics

Comparative analysis: Public and private school management systems

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Economics from the NOVA – School of Business and Economics

Marketing plan for GuestCentric systems

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics