Desenvolvimento de plataforma de força para teclado de computador

Com o advento dos computadores surgiram problemas de saúde associados à tarefa da digitação, causados, principalmente, pela posição estática do corpo, pela repetitividade de movimentos dos membros superiores, pelas forças envolvidas, etc. Na tentativa de relacionar esses fatores com os distúrbios, iniciou-se, na década de 90, o estudo da força aplicada nos teclados de computador. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma plataforma para medir a força aplicada nas teclas do teclado de um computador durante a digitação, para utilização em biomecânica. Foi projetada e construída uma plataforma de força que mede a força vertical, Fz, (direção z), a força horizontal (e transversal) ao teclado, Fy, (direção y) e o momento aplicado no eixo horizontal e longitudinal ao teclado, Mx, (eixo x). Com estes três componentes é possível, numa análise bidimensional (2D), determinar a magnitude do vetor força resultante, seu ângulo com plano horizontal e o ponto de aplicação sobre a superfície da tecla. Os sensores utilizados foram os extensômetros de resistência elétrica, colados em placas que deformam-se principalmente por flexão; estes sensores são ligados em ponte completa de Wheatstone para cada canal de aquisição, Fx, Fy e Mx. Foi construído um modelo em madeira, PVC e acrílico, na escala 4,5:1, para auxiliar na busca de soluções de problemas de construção. Com o objetivo de aperfeiçoar o modelo conceitual criado, utilizou-se modelamento numérico (elementos finitos) Os sinais adquiridos para cada canal são independentes, não necessitando de operações posteriores. O sistema de aquisição é composto por um computador para armazenar e posteriormente tratar matematicamente os dados coletados, por uma placa de aquisição (A/D) de dados, um condicionador de sinais e o programa SAD 2.0 para aquisição e processamento de dados. A linearidade da plataforma de força permaneceu dentro dos limites de 3 % durante a calibração estática. Os testes dinâmicos mostraram que a plataforma possui freqüência fundamental superior a 2300 Hz, o que permite que ela seja utilizada com segurança para a análise de forças aplicadas durante a digitação.

Sistema de aquisição do ciclo pressão-volume cardíaco por métodos não-invasivos

A aquisição do ciclo pressão-volume é de grande importância para diagnóstico de cardiopatias e principalmente para o acompanhamento de intervenções terapêuticas, porém os métodos hoje utilizados são caros e agressivos ao paciente, reduzindo por estes motivos sua aplicação. Este estudo pretende obter, por métodos não-invasivos, o ciclo pressão-volume do ventrículo esquerdo de pacientes humanos. Isto consiste na aquisição dos sinais P(t) e V(t) simultaneamente e a apresentação de um gráfico P(V). Para tanto, após a revisão bibliográfica, decidiu-se utilizar a ecocardiografia com detecção automática de bordos, para obtenção do volume ventricular e a medição da onda de pressão transmitida através da artéria braquial para um manguito inflado com ar, conectado a um transdutor piezo-resistivo em ponte. A aquisição da pressão pelo método não-invasivo é comparada a dados resultantes da aquisição invasiva da pressão arterial por catéter intra-aórtico que é considerado padrãoouro. Os sinais são condicionados e digitalizados em uma placa de aquisição com conversor A/D de 8 bits e micro controlador 80c196. Os dados digitalizados são então enviados serialmente para um computador onde são gerados os gráficos. Obteve-se de cinco pacientes nove aquisições simultâneas da pressão invasiva através de catéter intra-aórtico e do protótipo desenvolvido resultando concordância segundo o método de Bland e Altman (1986) (r=0,989; d + 2s= 6,52; d - 2s =-6,07), comprovando a eficiência do método de aquisição. Obteve-se resultado satisfatório também quanto à operação sistema desenvolvido pois foram realizadas dez aquisições em cinco pacientes, registrando-se gráficos bastante similares aos apresentados na literatura disponível.

Sistema informatizado para elaboração das seções transversais solicitadas durante a execução de uma obra rodoviária

Este trabalho teve o intuito de desenvolver um sistema informatizado, para elaborar os desenhos de seções transversais, solicitados durante a execução de obras rodoviárias. Para atingir o objetivo, durante a análise, o desenvolvimento e os testes do sistema, buscou-se uma constante troca de idéias com os profissionais que atuam em terraplenagem. Com isso, ao final do trabalho, os usuários já estavam familiarizados com o sistema ,dispondo mais uma ferramenta de trabalho para auxiliá-los nas medições.

SAACI : sistema de apoio à aprendizagem colaborativa na internet

O atual contexto social tem sido marcado pelo constante avanço tecnológico e científico, pela rápida defasagem dos conhecimentos e pela demanda por profissionais mais qualificadas e capazes de aprender e resolver problemas colaborativamente. A fim de atender esta demanda, o ensino tradicional tem que mudar, de forma que as pessoas possam desenvolver habilidades de “aprender a aprender” e “aprender colaborativamente”. A Aprendizagem Colaborativa tem sido apontada como uma alternativa a este problema, possibilitando uma aprendizagem flexível, ativa e centrada no aluno. Os alunos aprendem em colaboração com outros alunos, o que possibilita uma aprendizagem mais profunda, através de trocas de idéias, dúvidas e pontos de vista. Por outro lado, o advento da rede Internet e a consolidação desta como um importante meio de comunicação mundial têm introduzido novas possibilidades à Aprendizagem Colaborativa Apoiada por Computador (Computer Supported Collaborative Learning – CSCL). Uma atenção especial tem sido dada ao WWW, serviço que possui grande potencial como meio ativo de aprendizagem, embora seja amplamente utilizado como meio passivo de transmissão de informações pela Internet. Este cenário tem viabilizado a utilização da infra-estrutura da Internet para a criação de um sistema de CSCL de grande alcance e a um custo relativamente baixo. O objetivo principal do presente trabalho é propor e implementar um modelo de CSCL baseado na Internet que forneça, de forma integrada, o suporte necessário para o desenvolvimento efetivo de atividades colaborativas de aprendizagem. O trabalho realizado pode ser dividido em três etapas principais: (1) o levantamento teórico, que consistiu no estudo das principais áreas relacionadas com o trabalho desenvolvido, o que foi fundamental para a definição do modelo de sistema de aprendizagem colaborativa proposto; (2) a definição do modelo, que consistiu no levantamento das atividades básicas que devem ser apoiadas por um ambiente de CSCL e na proposição do modelo de um sistema de CSCL baseado na Internet com suporte às atividades levantadas; (3) a implementação do modelo, que possibilitou a verificação da viabilidade da utilização do serviço WWW como base para um ambiente de CSCL, através da utilização de recursos de programação para web e da integração de ferramentas já existentes na Internet.

Sistema de gerência de energia para redes locais

Este trabalho apresenta a proposta e a implementação de um sistema de gerência de energia para redes locais de computadores (Local Area Networks ou LANs). Desde sua introdução, no início dos anos 90, os mecanismos de gerência de energia para computadores têm contribuído de maneira significativa para a redução do consumo nos períodos de inatividade, mas podem ter seu efeito minimizado por uma série de fatores, dentre os quais destaca-se a conexão do equipamento a uma rede. Em linhas gerais, o objetivo do sistema proposto é, justamente, facilitar a gerência de energia em ambientes de rede. O funcionamento do sistema é baseado na aplicação de políticas de consumo definidas pelo administrador da rede. As políticas podem ser aplicadas em duas situações distintas: em horários pré-determinados (p. ex. depois do horário comercial), quando podem ajudar a reduzir o desperdício de energia, ou em resposta a alterações no fornecimento de energia, caso a rede seja protegida por no-breaks, quando a redução no consumo resulta em maior tempo de autonomia da fonte reserva (banco de baterias). As políticas são configuradas através de um mecanismo flexível, que permite não apenas desligar os equipamentos, mas colocá-los em estados intermediários de consumo e executar outros tipos de ações. A arquitetura do sistema é baseada no modelo SNMP (Simple Network Management Protocol) de gerência de redes. É composta, basicamente, de agentes, elementos de software que residem nos equipamentos da rede e detêm o conhecimento específico sobre suas características de consumo de eletricidade, e de um gerente, elemento central que contém a configuração das políticas de consumo e que é responsável pelo monitoramento e controle dos agentes. Gerente e agentes comunicam-se através do protocolo SNMP, trocando informações segundo uma base de informações (MIB) projetada especificamente para a gerência de energia. A ênfase da parte prática do trabalho está no gerente, que foi inteiramente implementado através da linguagem Java, utilizando bibliotecas disponíveis gratuitamente. Adicionalmente, foi implementado um agente-protótipo para a plataforma Windows, o que permitiu observar o sistema completo em execução. Os testes permitiram validar a praticabilidade da arquitetura e estimar o ganho potencial proporcionado pela utilização do sistema. São apresentadas medições que demonstram um aumento de até 6 vezes na autonomia do banco de baterias do no-break para uma configuração de rede pequena, utilizando o sistema para desligar automaticamente 90% dos computadores durante um corte no fornecimento externo. A economia decorrente da redução de consumo em horários de inatividade foi estimada em até R$0,63 por computador no período de um ano (tomando por base a tarifa média praticada no Brasil entre janeiro e maio de 2002).

Sistema de validação temporal para redes de barramentos de campo

Aplicações recentes no setor de automação industrial utilizam barramentos de campo para prover comunicação entre dispositivos. Estas aplicações normalmente exigem que os barramentos apresentem suporte tempo real. A garantia do adequado atendimento a requisitos temporais restritos é de fundamental importância para o correto funcionamento do sistema. Este documento apresenta um sistema de validação temporal para aplicações desenvolvidas utilizando tecnologias de barramentos de campo. O sistema desenvolvido, chamado BR-Tool, permite monitoração em tempo de execução de uma rede de barramento de campo, confrontando os dados obtidos com requisitos temporais previamente definidos pelo operador. O sistema BR-Tool é composto por dois elementos: um sub-sistema de aquisição de mensagens (placa de aquisição) e um sub-sistema de validação (ferramenta computacional). A placa de aquisição foi especialmente projetada para operar com diferentes interfaces de barramentos de campo, realizando as tarefas de captura de eventos, marcação temporal e salvamento de um histórico de eventos. A ferramenta de validação, que roda no computador, realiza as tarefas de filtragem de eventos, especificação de requisitos e validação temporal, permitindo diversos modos de visualização dos resultados. A comunicação entre a placa de aquisição e a ferramenta de validação é implementada por uma interface PCI, permitindo operar com velocidades de até 12Mbps.

Utilização do computador em contexto escolar por alunos do 4º ano: representações e atitudes (um estudo efectuado em duas escolas do Ensino Básico da Ilha da Madeira)

A presente investigação visa perceber como os alunos de três turmas de 4º ano, de duas escolas da Ilha da Madeira, experienciam o uso do computador em contexto escolar e se esse uso, à luz das novas teorias da aprendizagem, promove alguma inovação em termos pedagógicos. Por termos resolvido abordar o problema indo ao encontro do sentir dos alunos,focámo-nos nas suas representações e atitudes, para captarmos relacionamentos específicos na utilização das ferramentas de informação e comunicação, associadas ao computador e outros tipos de software didáctico/educativo. Tivemos como sustentáculo o ponto de vista segundo o qual as crianças de hoje estão modificadas, consequência da evolução tecnológica, por sua vez as pessoas sujeitas à acção educativa estão a mudar as suas práticas. Este é um estudo exploratório, no qual utilizámos uma metodologia do tipo descritivo, que se enquadra no paradigma interpretativo da investigação qualitativa, baseada numa análise de conteúdo temática. Recorremos à utilização de técnicas de natureza qualitativa aplicada (observação naturalista, observação participante, entrevista directiva e semi-directiva). Os resultados obtidos mostram que há aspectos de natureza pessoal (educação dos alunos) e contextuais (relativos à escola) associados a diferenças na utilização do computador. Destes destaca-se o contexto da escola, as suas condições materiais e humanas, o clima de trabalho e a dinamização de actividades apoiadas por computador por parte dos docentes, que limitam o seu uso pelos alunos, dificultando a inovação. Não obstante foi visível alguma ruptura com os paradigmas tradicionais: interacções frequentes, o professor lança os desafios, dá as ferramentas aos alunos, reconstrói a sua acção e proporciona ambientes que facilitam uma aprendizagem construtiva. Aos poucos foram-se afirmando os aspectos da aprendizagem com as tecnologias o que permite modelagens de aprendizagens novas e são um recurso relevante tanto do ponto de vista da clareza e substância da informação, como da motivação. Os sinais detectados levam-nos a afirmar que o processo de mudança se encontra em marcha, ainda que de forma lenta, devido a uma estrutura muito enraizada do sistema de ensino e os alunos ao transportarem para o quotidiano das escolas os procedimentos intuitivos inerentes às tecnologias são os agentes principais de pressão para essa mudança.Não acreditamos em soluções óptimas, mas o empenho de todos nós em melhorarmos o nosso conhecimento sobre a forma como se aprende, hoje em dia, com o advento do computador, ajudará a uma maior compreensão e articulação dos problemas existentes nas escolas. Facilitará, ainda, as adaptações curriculares a promover no 1º Ciclo do Ensino Básico, com vista à adopção de práticas inovadoras que visem o uso da tecnologia de forma aliciante, desafiadora, eficaz e verdadeiramente educativa.

Sistema automático de prevenção de úlceras por pressão

As úlceras por pressão são um problema de saúde pública que tem vindo a centrar a atenção da comunidade científica da área da saúde. Em consonância, a prevenção constitui um aspecto fulcral do seu controlo. Esta dissertação centra-se na prevenção deste flagelo, desenvolvendo um protótipo para estudo da prevenção das úlceras por pressão através de sistemas de sensores. Um olhar sobre a temperatura corporal e a pressão, enquanto factores etiológicos, levou à construção de um sistema de monitorização destas variáveis. O sistema de monitorização é constituído pela matriz de sensores, pelo circuito de aquisição de dados da matriz, por um microcontrolador que percorre cada um dos nós da matriz, por um sistema de transmissão sem fios e um software de visualização dos dados da matriz. A matriz de sensores, aplicada numa superfície de contacto, cadeira ou cama, está associada a um computador e a um nó sensor sem fios, para que a informação relativa a cada doente possa ser visualizada local e remotamente. Local, porque os dados de temperatura e pressão podem ser acedidos na unidade de cuidados e remotamente, pois a informação enviada sem fios através de um nó XBee, pode ser acedida num computador central, noutra sala, permitindo a monitorização, interpretação e registo dos dados. São apresentadas, neste trabalho, as matrizes de temperatura, uma com 64 sensores (8x8), que serviu de base à construção do circuito de aquisição de dados, outra com 256 sensores (16x16) de temperatura e ainda uma matriz de pressão. Para a matriz de sensores de pressão de 16x16, foram construídos manualmente cada um dos 256 sensores. Foi criado o software de visualização dos dados, obtidos da matriz, utilizando o MatLab, através do qual o utilizador final do sistema poderá aceder aos dados gráfica e numericamente. A aplicação do sistema desenvolvido permitirá medir, em situação de contacto, as alterações da temperatura da pele e pressão, factores estes associados à detecção precoce de úlceras de pressão.

Sistema de replicação de circuitos integrados digitais baseado em análise comportamental

Nesta dissertação de mestrado é desenvolvido um sistema de replicação de circuitos integrados digitais (combinatórios e sequenciais), por observação do seu normal funcionamento. O sistema desenvolvido carateriza-se pela capacidade de extrair e descrever na linguagem VHDL o comportamento de um circuito integrado digital em funcionamento, utilizando técnicas não invasivas e automatizadas, suportado por um vasto conjunto de algoritmos de aquisição e análise de dados. O sistema desenvolvido assenta em dois módulos principais: um módulo de software que consiste numa plataforma de algoritmos de análise, controlo e gestão do sistema (alojada num computador) e um módulo de aquisição de dados (hardware) que consiste num circuito capaz de realizar as medições necessárias para o funcionamento do sistema, comandado pelo módulo de software. A comunicação entre os dois módulos é efetuada via porta série. Os algoritmos desenvolvidos realizam uma análise da correspondência entre entradas e saídas procurando aplicar uma aproximação a um circuito combinatório se possível, caso contrário são utilizados métodos heurísticos para efetuar uma aproximação a um circuito sequencial através de uma máquina de estados. Entradas ou saídas constantes são previamente identificados e excluídos do processo de análise, para efeitos de simplificação. Os resultados obtidos demonstram que é possível replicar o comportamento observado em circuitos digitais (combinatórios e sequenciais) desde que o número de amostras recolhidas seja adequado. Verifica-se ainda que o método desenvolvido replica a funcionalidade do circuito integrado nas condições onde o circuito está inserido.

Eficiência reprodutiva e produtiva em rebanhos leiteiros comerciais monitorados por sistema informatizado

O estudo foi conduzido com os objetivos de analisar o desempenho produtivo e algumas medidas de eficiência reprodutiva de 1877 vacas provenientes de quatro grupos genéticos Holandês ¾ Zebu e estimar os parâmetros genéticos pertinentes. Os animais pertenciam a três rebanhos comerciais que foram monitorados pelo Sistema Computacional de Informação DAISY (The Dairy Information System), durante período de 1989 a 1998. Para consistência dos dados, formação dos arquivos e análises preliminares foram usados os procedimentos disponíveis no SAS (Statistical Analysis System), enquanto os componentes de (co)variância foram estimados pelo método de máxima verossimilhança restrita livre de derivada (MTDFREML), sob um modelo animal. Os efeitos de grupo genético e ano do parto foram significativos sobre a idade da vaca ao primeiro parto (IPC), intervalo parto - primeiro serviço (PP1S), duração da lactação(DL), produção total de leite (PT) e produção de leite por dia de intervalo de parto (PLIEP). As estimativas de herdabilidade (h²) para as características reprodutivas ficaram próximas de zero, evidenciando grande dependência do manejo oferecido aos rebanhos, enquanto o valor de 0,28 para a h² da PT mostrou variância genética aditiva média. A correlação genética entre PT e DL de 0,81 pode ser considerada de alta magnitude.

Desenvolvimento de um sistema de automação para uma planta de inertização de resíduos por plasma

The traditional processes for treatment of hazardous waste are questionable for it generates other wastes that adversely affect people s health. As an attempt to minimize these problems, it was developed a system for treatment of hazardous waste by thermal plasma, a more appropriate technology since it produces high temperatures, preventing the formation of toxic pollutants to human beings. The present work brings out a solution of automation for this plant. The system has local and remote monitoring resources to ensure the operators security as well as the process itself. A special attention was given to the control of the main reactor temperature of the plant as it is the place where the main processing occurs and because it presents a complex mathematical model. To this, it was employed cascaded controls based on Fuzzy logic. A process computer, with a particular man-machine interface (MMI), provides information and controls of the plant to the operator, including by Internet. A compact PLC module is in charge of the central element of management automation and plant control which receives information from sensors, and sends it to the MMI

Proposta de um sistema de segurança eletrônica predial

This work presents a suggestion of a security system of land automation having as objective main the creation of a system capable from easy method, supervise the installations of a building with the goal to preserver security personal and patrimonial necessities, aim at portability low cost and use easiness. Was designed an alarms central and access controller that has digital and analogical inputs for sensors and outputs for buzzer, telephonic dialing and electronic lock. The system is supervised by software that makes solicitations of information to the alarms central through the one computer's serial port (RS-232). The supervisory software was developed in platform LabVIEW with displays the received data on a graphical interface informing the sensors' current states distributed in the building and system events as alarns occurrences. This system also can be viewed through the Internet for people registered by the land security's system administrator

Desenvolvimento de Uma Órtese Ativa Para os Membros Inferiores Com Sistema Eletrônico Embarcado

This work presents the development of a prototype of an intelligent active orthosis for lower limbs whit an electronic embedded system. The proposed orthosis is an orthopedical device with the main objective of providing walking capacity to people with partial or total loss of lower limbs movements. In order to design the kinematics, dynamics and the mechanical characteristics of the prototype, the biomechanics of the human body was analized. The orthosis was projected to reproduce some of the movements of the human gait as walking in straight forward, sit down, get up, arise and go down steps. The joints of the orthosis are controlled by DC motors equipped with mechanical reductions, whose purpose is to reduce rotational speed and increase the torque, thus generating smooth movements. The electronic embedded system is composed of two motor controller boards with two channels that communicate with a embedded PC, position sensors and limit switches. The gait movements of the orthosis will be controlled by high level commands from a human-machine interface. The embedded electronic system interprets the high level commands, generates the angular references for the joints of the orthosis, controls and drives the actuators in order to execute the desired movements of the user

Mecanismos de segurança para um sistema cooperativo de armazenamento de arquivos baseado em P2P

Previous works have studied the characteristics and peculiarities of P2P networks, especially security information aspects. Most works, in some way, deal with the sharing of resources and, in particular, the storage of files. This work complements previous studies and adds new definitions relating to this kind of systems. A system for safe storage of files (SAS-P2P) was specified and built, based on P2P technology, using the JXTA platform. This system uses standard X.509 and PKCS # 12 digital certificates, issued and managed by a public key infrastructure, which was also specified and developed based on P2P technology (PKIX-P2P). The information is stored in a special file with XML format which is especially prepared, facilitating handling and interoperability among applications. The intention of developing the SAS-P2P system was to offer a complementary service for Giga Natal network users, through which the participants in this network can collaboratively build a shared storage area, with important security features such as availability, confidentiality, authenticity and fault tolerance. Besides the specification, development of prototypes and testing of the SAS-P2P system, tests of the PKIX-P2P Manager module were also performed, in order to determine its fault tolerance and the effective calculation of the reputation of the certifying authorities participating in the system