Integrating mobile and cloud resources management using the cloud personal assistant

The mobile cloud computing model promises to address the resource limitations of mobile devices, but effectively implementing this model is difficult. Previous work on mobile cloud computing has required the user to have a continuous, high-quality connection to the cloud infrastructure. This is undesirable and possibly infeasible, as the energy required on the mobile device to maintain a connection, and transfer sizeable amounts of data is large; the bandwidth tends to be quite variable, and low on cellular networks. The cloud deployment itself needs to efficiently allocate scalable resources to the user as well. In this paper, we formulate the best practices for efficiently managing the resources required for the mobile cloud model, namely energy, bandwidth and cloud computing resources. These practices can be realised with our mobile cloud middleware project, featuring the Cloud Personal Assistant (CPA). We compare this with the other approaches in the area, to highlight the importance of minimising the usage of these resources, and therefore ensure successful adoption of the model by end users. Based on results from experiments performed with mobile devices, we develop a no-overhead decision model for task and data offloading to the CPA of a user, which provides efficient management of mobile cloud resources.

Delivering mobile cloud services to the user: description, discovery, and consumption

The mobile cloud computing paradigm can offer relevant and useful services to the users of smart mobile devices. Such public services already exist on the web and in cloud deployments, by implementing common web service standards. However, these services are described by mark-up languages, such as XML, that cannot be comprehended by non-specialists. Furthermore, the lack of common interfaces for related services makes discovery and consumption difficult for both users and software. The problem of service description, discovery, and consumption for the mobile cloud must be addressed to allow users to benefit from these services on mobile devices. This paper introduces our work on a mobile cloud service discovery solution, which is utilised by our mobile cloud middleware, Context Aware Mobile Cloud Services (CAMCS). The aim of our approach is to remove complex mark-up languages from the description and discovery process. By means of the Cloud Personal Assistant (CPA) assigned to each user of CAMCS, relevant mobile cloud services can be discovered and consumed easily by the end user from the mobile device. We present the discovery process, the architecture of our own service registry, and service description structure. CAMCS allows services to be used from the mobile device through a user's CPA, by means of user defined tasks. We present the task model of the CPA enabled by our solution, including automatic tasks, which can perform work for the user without an explicit request.

Conservative Interventions for mobile Pes Planus in Adults: a systematic review

Antecedentes. Pes Adulto planus (pie plano) es un problema común encontrado por muchos profesionales de la salud. A pesar de la percepción de que el pie plano puede causar dolor y deteriorar su función, la disponibilidad y el uso generalizado de diversos tratamientos, no hay consenso sobre la estrategia óptima de tratamiento. Objetivo. Evaluar la efectividad de las intervenciones conservadoras (no quirúrgicos) para pie plano en los adultos. Método. Se realizó una búsqueda sistemática de la literatura. Esto incluye: el Registro Cochrane Central de Ensayos Controlados; los Juicios CMSG Especializados Registro; una búsqueda electrónica se realizó utilizando MEDLINE (1960 a junio de 2012), EMBASE (1980 a junio de 2012), y CINAHL (1982 - junio de 2012). Revistas especializadas, listas de referencias de ensayos y artículos de revisión se realizaron búsquedas manuales. Criterios de selección: Ensayos aleatorios o cuasialeatorios de intervenciones de tratamiento para el pie plano en los adultos. Se excluyeron los ensayos que incluyeron patologías específicas como el dolor plantar del talón, las fracturas por sobrecarga de los metatarsianos, disfunción del tendón tibial posterior-, fracturas de tobillo, patologías del pie reumatoide, enfermedades neuromusculares y las complicaciones del pie diabético. Recopilación y análisis de datos: Dos autores seleccionaron de forma independiente los resultados de la búsqueda para identificar a aquellos que satisfacen los criterios de inclusión y evaluaron la calidad de los incluidos mediante una lista de control basado en la Evaluación de la Colaboración Cochrane de Riesgo. Esta herramienta se centró en el riesgo de la selección, el rendimiento, la detección, la heterogeneidad y el sesgo de notificación. Resultados. Cuatro ensayos, con 140 sujetos, cumplieron los criterios de inclusión para la revisión. Los cuatro fueron juzgados como de alto riesgo de sesgo en al menos un área, y también estaban en riesgo de sesgo incierto en al menos otra zona. Todos anotaron altamente en relación al sesgo de deserción, debido al corto seguimiento tiempos y diseños experimentales utilizados. Los datos no se agruparon debido al alto nivel de heterogeneidad identificada en las intervenciones evaluadas, los participantes seleccionados y medir los resultados. Los resultados de un estudio sugieren que después de cuatro semanas de uso ortesis puede resultar en una mejora significativa en vaivén lateral medio, y pueden resultar en una mejor, aunque no significativa, en general relacionados con la calidad de vida de los pies (Roma 2004). Un estudio (Redmond 2009) sugiere que su efecto sobre la distribución de la presión plantar en el pie puede no depender de si son personalizados o dispositivos prefabricados. Aunque este estudio se identificaron cambios significativos en algunas variables de presión plantar tanto con la costumbre y dispositivos prefabricados, otro (Esterman 2005) no encontró ningún efecto significativo de longitud ¾ ortesis prefabricadas sobre el dolor, la incidencia de lesiones, salud pie o de calidad de vida en un grupo de reclutas de la fuerza aérea. El cuarto estudio (Jung 2009) sugiere que el ejercicio de los músculos intrínsecos del pie puede mejorar el efecto de las ortesis. A pesar de estos resultados, ya que cada estudio incurrió riesgo de sesgo en al menos un área no se pueden sacar conclusiones

Energy-Aware Rate and Description Allocation Optimized Video Streaming for Mobile D2D Communications

The proliferation problem of video streaming applications and mobile devices has prompted wireless network operators to put more efforts into improving quality of experience (QoE) while saving resources that are needed for high transmission rate and large size of video streaming. To deal with this problem, we propose an energy-aware rate and description allocation optimization method for video streaming in cellular network assisted device-to-device (D2D) communications. In particular, we allocate the optimal bit rate to each layer of video segments and packetize the segments into multiple descriptions with embedded forward error correction (FEC) for realtime streaming without retransmission. Simultaneously, the optimal number of descriptions is allocated to each D2D helper for transmission. The two allocation processes are done according to the access rate of segments, channel state information (CSI) of D2D requester, and remaining energy of helpers, to gain the highest optimization performance. Simulation results demonstrate that our proposed method (named OPT) significantly enhances the performance of video streaming in terms of high QoE and energy saving.

Mobile Wearable Communications

This special issue provides the latest research and development on wireless mobile wearable communications. According to a report by Juniper Research, the market value of connected wearable devices is expected to reach $1.5 billion by 2014, and the shipment of wearable devices may reach 70 million by 2017. Good examples of wearable devices are the prominent Google Glass and Microsoft HoloLens. As wearable technology is rapidly penetrating our daily life, mobile wearable communication is becoming a new communication paradigm. Mobile wearable device communications create new challenges compared to ordinary sensor networks and short-range communication. In mobile wearable communications, devices communicate with each other in a peer-to-peer fashion or client-server fashion and also communicate with aggregation points (e.g., smartphones, tablets, and gateway nodes). Wearable devices are expected to integrate multiple radio technologies for various applications' needs with small power consumption and low transmission delays. These devices can hence collect, interpret, transmit, and exchange data among supporting components, other wearable devices, and the Internet. Such data are not limited to people's personal biomedical information but also include human-centric social and contextual data. The success of mobile wearable technology depends on communication and networking architectures that support efficient and secure end-to-end information flows. A key design consideration of future wearable devices is the ability to ubiquitously connect to smartphones or the Internet with very low energy consumption. Radio propagation and, accordingly, channel models are also different from those in other existing wireless technologies. A huge number of connected wearable devices require novel big data processing algorithms, efficient storage solutions, cloud-assisted infrastructures, and spectrum-efficient communications technologies.

Smartphone and GPS technology for freeroaming dog population surveillance -a methodological study (Studio metodologico sull’applicazione di smartphone e tecnologia GPS alla sorveglianza delle popolazioni di cani vaganti)

Free-roaming dogs (FRD) represent a potential threat to the quality of life in cities from an ecological, social and public health point of view. One of the most urgent concerns is the role of uncontrolled dogs as reservoirs of infectious diseases transmittable to humans and, above all, rabies. An estimate of the FRD population size and characteristics in a given area is the first step for any relevant intervention programme. Direct count methods are still prominent because of their non-invasive approach, information technologies can support such methods facilitating data collection and allowing for a more efficient data handling. This paper presents a new framework for data collection using a topological algorithm implemented as ArcScript in ESRI® ArcGIS software, which allows for a random selection of the sampling areas. It also supplies a mobile phone application for Android® operating system devices which integrates Global Positioning System (GPS) and Google Maps™. The potential of such a framework was tested in 2 Italian regions. Coupling technological and innovative solutions associated with common counting methods facilitate data collection and transcription. It also paves the way to future applications, which could support dog population management systems.

Event-driven implicit authentication for mobile access control

In order to protect user privacy on mobile devices, an event-driven implicit authentication scheme is proposed in this paper. Several methods of utilizing the scheme for recognizing legitimate user behavior are investigated. The investigated methods compute an aggregate score and a threshold in real-time to determine the trust level of the current user using real data derived from user interaction with the device. The proposed scheme is designed to: operate completely in the background, require minimal training period, enable high user recognition rate for implicit authentication, and prompt detection of abnormal activity that can be used to trigger explicitly authenticated access control. In this paper, we investigate threshold computation through standard deviation and EWMA (exponentially weighted moving average) based algorithms. The result of extensive experiments on user data collected over a period of several weeks from an Android phone indicates that our proposed approach is feasible and effective for lightweight real-time implicit authentication on mobile smartphones.

Microstructure design of Titanate-based electroceramics

Electrocerâmicos são uma classe de materiais avançados com propriedades eléctricas valiosas para aplicações. Estas propriedades são geralmente muito dependentes da microestrutura dos materiais. Portanto, o objectivo geral deste trabalho é investigar o desenho da resposta dieléctrica de filmes espessos obtidos por Deposição Electroforética (EPD) e cerâmicos monolíticos, através do controlo da evolução da microestrutura durante a sinterização de electrocerâmicos à base de titanatos. Aplicações sem fios na indústria microelectrónica e de comunicações, em rápido crescimento, tornaram-se um importante mercado para os fabricantes de semicondutores. Devido à constante necessidade de miniaturização, redução de custos e maior funcionalidade e integração, a tecnologia de filmes espessos está a tornar-se uma abordagem de processamento de materiais funcionais cada vez mais importante. Uma técnica adequada neste contexto é EPD. Os filmes espessos resultantes necessitam de um passo subsequente de sinterização que é afectada pelo substrato subjacente, tendo este um forte efeito sobre a evolução da microestrutura. Relacionado com a miniaturização e a discriminação do sinal, materiais dieléctricos usados como componentes operando a frequências das microondas em aplicações na industria microelectrónica de comunicações devem apresentar baixas perdas dieléctricas e elevadas permitividade dieléctrica e estabilidade com a temperatura. Materiais do sistema BaO-Ln2O3- TiO2 (BLnT: Ln = La ou Nd), como BaLa4Ti4O15 (BLT) e Ba4.5Nd9Ti18O54 (BNT), cumprem esses requisitos e são interessantes para aplicações, por exemplo, em estações de base para comunicações móveis ou em ressonadores para telefones móveis, onde a miniaturização dos dispositivos é muito importante. Por sua vez, o titanato de estrôncio (SrTiO3, STO) é um ferroeléctrico incipiente com constante dieléctrica elevada e baixas perdas, que encontra aplicação em, por exemplo, condensadores de camada interna, tirando partido de fronteiras de grão altamente resistivas. A dependência da permitividade dieléctrica do campo eléctrico aplicado torna este material muito interessante para aplicações em dispositivos de microondas sintonizáveis. Materiais à base de STO são também interessantes para aplicações termoeléctricas, que podem contribuir para a redução da actual dependência de combustíveis fósseis por meio da geração de energia a partir de calor desaproveitado. No entanto, as mesmas fronteiras de grão resistivas são um obstáculo relativamente à eficiência do STO para aplicações termoeléctricas. Para além do efeito do substrato durante a sinterização constrangida, outros factores, como a presença de fase líquida, a não-estequiometria ou a temperatura de sinterização, afectam significativamente não apenas a microestrutura dos materiais funcionais, mas também a sua resposta dieléctrica. Se adequadamente compreendidos, estes factores podem ser intencionalmente usados para desenhar a microestrutura dos electrocerâmicos e, desta forma, as suas propriedades dieléctricas. O efeito da não-estequiometria (razão Sr/Ti 0.995-1.02) no crescimento de grão e resposta dieléctrica de cerâmicos de STO foi investigado neste trabalho. A mobilidade das fronteiras de grão aumenta com a diminuição da razão Sr/Ti. A resistividade do interior dos grãos e das fronteiras de grão é sistematicamente diminuída em amostras não-estequiométricas de STO, em comparação com o material estequiométrico. O efeito é muito mais forte para as fronteiras de grão do que para o seu interior. Dependências sistemáticas da não-estequiometria foram também observadas relativamente à dependência da condutividade da temperatura (muito mais afectada no caso da contribuição das fronteiras de grão), à capacitância do interior e fronteiras de grão e à espessura das fronteiras de grão. Uma anomalia no crescimento de grão em cerâmicos de STO ricos em Ti foi também observada e sistematicamente analisada. Foram detectadas três descontinuidades na dependência do tipo Arrhenius do crescimento de grão relativamente à temperatura com diminuições no tamanho de grão a temperaturas em torno de 1500, 1550 e 1605 °C. Além disso, descontinuidades semelhantes foram também observadas na dependência da energia de activação relativamente à condutividade das fronteiras de grão e na espessura das fronteiras de grão, avaliadas por Espectroscopia de Impedância. Estas notáveis coincidências suportam fortemente a formação de diferentes complexos de fronteira de grão com transições entre os regimes de crescimento de grão observados, que podem ser correlacionados com diferentes mobilidades de fronteira de grão e propriedades dieléctricas. Um modelo é sugerido, que se baseia na diminuição da fase líquida localizada nas fronteiras de grão, como o aumento da temperatura de sinterização, um cenário compatível com um fenómeno de solubilidade retrógrada, observado anteriormente em metais e semicondutores, mas não em cerâmicos. A EPD de filmes espessos de STO em substratos de folha de Pt e a sinterização constrangida dos filmes fabricados foram também preliminarmente tratadas. Filmes espessos de STO foram depositados com êxito por EPD sobre substratos de Pt e, depois de sinterizados, atingiram densidades elevadas. Um aumento da densificação e do tamanho de grão assim como o alargamento da distribuição de tamanho do grão foram observados com a diminuição da razão Sr/Ti, tal como anteriormente observado em amostras cerâmicas. Grãos equiaxiados foram observados para todas as composições, mas um certo grau de anisotropia na orientação dos poros foi detectado: os poros revelaram uma orientação vertical preferencial. Este trabalho focou-se também na sinterização constrangida do sistema BLnT (Ln = La ou Nd), nomeadamente de filmes espessos de BLT e BNT sobre substratos de folha de platina, e na relação do desenvolvimento de anisotropia microestrutural com as propriedades dieléctricas. As observações durante a sinterização constrangida foram comparadas com cerâmicos monolíticos equivalentes sinterizados livremente. Filmes espessos de BLnT (Ln = La ou Nd) com elevada densidade foram obtidos por EPD e subsequente sinterização constrangida. A anisometria cristalográfica do material em conjunto com um passo de sinterização constrangida resultou em grãos alongados e microestruturas anisotrópicas. O efeito do stress do substrato durante a sinterização constrangida originou graus mais elevados de anisotropia (grãos e poros alongados e orientação preferencial, bem como textura cristalográfica) nos filmes sinterizados relativamente aos cerâmicos equivalentes sinterizados livremente, não obstante o estado equivalente das amostras em verde. A densificação dos filmes de BLnT (Ln = La ou Nd) é retardada em comparação com os cerâmicos, mas depois de longos tempos de sinterização densidades semelhantes são obtidas. No entanto, em oposição a observações na sinterização constrangida de outros sistemas, o crescimento do grão em filmes de BLnT (Ln = La ou Nd) é favorecido pelo constrangimento causado pelo substrato. Além disso, grãos e poros alongados orientados paralelamente ao substrato foram desenvolvidos durante a sinterização constrangida de filmes espessos. Verificou-se uma forte correlação entre a evolução de grãos e poros, que começou assim que o crescimento do grão se iniciou. Um efeito da tensão do substrato no aumento do crescimento de grão, bem como um forte “Zener pinning”, origina microestruturas altamente texturizadas, o que também é observado a nível cristalográfico. Efeitos marcantes da anisotropia microestrutural foram também detectados nas propriedades dieléctricas dos filmes de BLnT (Ln = La ou Nd). Juntamente com o aumento da razão de aspecto dos grãos, do factor de orientação e do grau de textura cristalográfica, a permitividade relativa é ligeiramente diminuída e o coeficiente de temperatura da permitividade evolui de negativo para positivo com o aumento do tempo isotérmico de sinterização. Este trabalho mostra que a não-estequiometria pode ser usada para controlar a mobilidade das fronteiras de grão e, portanto, desenhar a microestrutura e as propriedades dieléctricas de electrocerâmicos à base de STO, com ênfase nas propriedades das fronteiras de grão. O papel da não-estequiometria no STO e dos complexos de fronteira de grão no desenvolvimento microestrutural é discutido e novas oportunidades para desenhar as propriedades de materiais funcionais são abertas. As observações relativamente à sinterização constrangida apontam para o efeito de tensões mecânicas desenvolvidas devido ao substrato subjacente no desenvolvimento da microestrutura de materiais funcionais. É assim esperado que a escolha adequada de substrato permitia desenhar a microestrutura de filmes espessos funcionais com desempenho optimizado. “Stress Assisted Grain Growth” (SAGG) é então proposto como uma técnica potencial para desenhar a microestrutura de materiais funcionais, originando microestruturas anisotrópicas texturizadas com propriedades desejadas.

TCRIO: tecnologia de criatividade relacional inteligente on-line

No âmbito dos contextos de aprendizagem de projeto em Design, nas instituições de Ensino Superior, é cada vez mais frequente a utilização de plataformas de gestão das aprendizagens on-line (LMS) no suporte às atividades curriculares à distância. Contudo estes sistemas apesar de darem um precioso contributo através da gestão de conteúdos, das funcionalidades ligadas à avaliação dos alunos e da comunicação entre pares, respondem de forma ineficiente a outras necessidades específicas de alunos e professores no desenvolvimento de unidades curriculares de Design ligadas à aprendizagem de projeto. Este fato contribuiu para que recorrêssemos às tecnologias móveis e sociais na procura de uma solução que melhor se ajuste à aplicação das novas metodologias de e-learning adaptadas a este tipo de contextos. Partindo dessa constatação desenvolvemos e testámos um modelo tecnológico que julgamos introduzir vantagens bastante significativas na definição de novas metodologias de suporte on-line a contextos de aprendizagem personalizada (PLE) em disciplinas ligadas à aprendizagem colaborativa de projeto em Design. Através do levantamento de necessidades detetadas no terreno e da análise da oferta tecnológica existente, reunimos um conjunto de requisitos que nos permitiu desenvolver o protótipo de um sistema tecnológico que fundamenta a totalidade do modelo teórico que propomos em resposta aos pressupostos equacionados no início deste relatório.

Designing personalized video-based crossmedia informal learning environments beyond iTV

Tese de doutoramento, Informática (Engenharia Informática), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Hybrid authentication systems: towards robust user authentication on wireless and mobile devices using biometric technologies

Adequate user authentication is a persistent problem, particularly with mobile devices, which tend to be highly personal and at the fringes of an organisation's influence. Yet these devices are being used increasingly in various business settings, where they pose a risk to security and privacy, not only from sensitive information they may contain, but also from the means they typically offer to access such information over wireless networks. User authentication is the first line of defence for a mobile device that falls into the hands of an unauthorised user. However, motivating users to enable simple password mechanisms and periodically update their authentication information is difficult at best. This paper examines some of the issues relating to the use of biometrics as a viable method of authentication on mobile wireless devices. It is also a critical analysis of some of the techniques currently employed and where appropriate, suggests novel hybrid ways in which they could be improved or modified. Both biometric technology and wireless setting based constraints that determine the feasibility and the performance of the authentication feature are specified. Some well known biometric technologies are briefly reviewed and their feasibility for wireless and mobile use is reviewed. Furthermore, a number of quantitative and qualitative parameters for evaluation are also presented. Biometric technologies are continuously advancing toward commercial implementation in wireless devices. When carefully designed and implemented, the advantage of biometric authentication arises mainly from increased convenience and coexistent improved security.

Contributo do iPad® para o desenvolvimento de crianças com necessidades educativas especiais

Dissertação apresentada à Escola Superior de Educação de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Ciências da Educação, Especialidade Intervenção Precoce

A biosignal embedded system for physiological computing

Thesis submitted in the fulfilment of the requirements for the Degree of Master in Electronic and Telecomunications Engineering

Observador de mobilidade pessoal

Trabalho de Projeto realizado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

Remote and mobile experimentation: pushing the boundaries of an ubiquitous learning place

Concepts like E-learning and M-learning are changing the traditional learning place. No longer restricted to well-defined physical places, education on Automation and other Engineering areas is entering the so-called ubiquitous learning place, where even the more practical knowledge (acquired at lab classes) is now moving into, due to emergent concepts such as Remote Experimentation or Mobile Experimentation. While Remote Experimentation is traditionally regarded as the remote access to real-world experiments through a simple web browser running on a PC connected to the Internet, Mobile Experimentation may be seen as the access to those same (or others) experiments, through mobile devices, used in M-learning contexts. These two distinct client types (PCs versus mobile devices) pose specific requirements for the remote lab infrastructure, namely the ability to tune the experiment interface according to the characteristics (e.g. display size) of the accessing device. This paper addresses those requirements, namely by proposing a new architecture for the remote lab infrastructure able to accommodate both Remote and Mobile Experimentation scenarios.