Desenvolvimento de Interface gráfica como suporte para soluções numéricas das equações de Maxwell em coordenadas gerais – 3D

Neste trabalho, é implementada uma interface gráfica de usuários (GUI) usando a ferramenta Qt da Nokia (versão 3.0). A interface visa simplificar a criação de cenários para a realização de simulações paralelas usando a técnica numérica Local Nonorthogonal Finite Difference Time-Domain (LN-FDTD), aplicada para solucionar as equações de Maxwell. O simulador foi desenvolvido usando a linguagem de programação C e paralelizado utilizando threads. Para isto, a biblioteca pthread foi empregada. A visualização 3D do cenário a ser simulado (e da malha) é realizada por um programa especialmente desenvolvido que utiliza a biblioteca OpenGL. Para melhorar o desenvolvimento e alcançar os objetivos do projeto computacional, foram utilizados conceitos da Engenharia de Software, tais como o modelo de processo de software por prototipagem. Ao privar o usuário de interagir diretamente com o código-fonte da simulação, a probabilidade de ocorrência de erros humanos durante o processo de construção de cenários é minimizada. Para demonstrar o funcionamento da ferramenta desenvolvida, foi realizado um estudo relativo ao efeito de flechas em linhas de baixa tensão nas tensões transitórias induzidas nas mesmas por descargas atmosféricas. As tensões induzidas nas tomadas da edificação também são estudadas.

Desenvolvimento de um algoritmo computacional MoM 3D aplicado em nanoplasmônica

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um algoritmo computacional para análise do espalhamento eletromagnético de nanoestruturas plasmônicas isoladas. O Método dos Momentos tridimensional (MoM-3D) foi utilizado para resolver numericamente a equação integral do campo elétrico, e o modelo de Lorentz-Drude foi usado para representar a permissividade complexa das nanoestruturas metálicas. Baseado nesta modelagem matemática, um algoritmo computacional escrito em linguagem C foi desenvolvido. Como exemplo de aplicação e validação do código, dois problemas clássicos de espalhamento eletromagnético de nanopartículas metálicas foram analisados: nanoesfera e nanobarra, onde foram calculadas a resposta espectral e a distribuição do campo próximo. Os resultados obtidos foram comparados com resultados calculados por outros modelos e observou-se uma boa concordância e convergência entre eles.

Controle de qualidade para 3D-vídeo streaming em redes em malha sem fio

Redes em Malha sem Fio ( do inglês Wireless Mesh Networks - WMNs) são previstas serem uma das mais importantes tecnologias sem fio no que se refere ao fornecimento do acesso de última milha em redes multimídia futuras. Elas vão permitir que milhares de usuários fixos e móveis acessem, produzam e compartilhem conteúdo multimídia de forma onipresente. Neste contexto, vídeo 3D está previsto atrair mais e mais o mercado multimídia com a perspectiva de reforçar as aplicações (vídeos de vigilância, controle demissões críticas, entretenimento, etc). No entanto, o desafio de lidar com a largura de banda optante, escassez de recursos e taxas de erros variantes com o tempo destas redes, ilustra a necessidade da transmissão de vídeos 3D mais resistentes a erros. Dessa forma, alternativas como abordagens de Correção Antecipada de Erros (FEC) se tornam necessárias para fornecer a distribuição de aplicações de vídeo para usuários sem fio com garantia de melhor qualidade de serviço (QoS) e Qualidade de Experiência (QoE). Esta dissertação apresenta um mecanismo baseado em FEC com Proteção Desigual de Erros (UEP) para melhorar a transmissão de vídeo 3D em WMNs, aumentando a satisfação do usuário e permitindo uma melhoria do uso dos recursos sem fio. Os benefícios e impactos do mecanismo proposto serão demonstrados usando simulação e a avaliação será realizada através de métricas de QoE objetivas e subjetivas.

Representação e armazenamento de dados cadastrais 3D em banco de dados geográficos

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Estudo e modelagem 3D de uma turbina Francis

Most of the hydraulic turbines that are running in the world are the Francis type, because they are able to fit a wide range of head and flow. We also can declare that most of the installed hydraulic energy up to this date is generated by this type of turbine. On the other hand, if we pay attention to mechanical details of a Francis turbine we will see that among the three most used types it is the one that presents the more complex design. And, the simplest one is the Pelton type, whereas the Kaplan is the one less utilized. This work aims to develop the hydrodynamic calculation of a Francis turbine as well as to obtain its assembly drawing and 3D modeling drawing. In this way all details must be shown therefore needing a complete knowledge about this issue. Both 2D and 3D drawings help much if one wants the machine to be running in its power house. It is well noted that most of the entities that design and manufacture the Francis turbines are not brazilian. In this way the more we study how to design this kind of machine the more is our contribution to our country in order to conquer technology and manufacture Francis turbines

A utilização da tecnologia nas artes, design e engenharia, como ferramenta de vanguarda e sustentabilidade

Art can be understood as a process in which knowledge is used to perform certain skills. From Latin ARS, technical means and / or ability, in Greece, there was the word art, but "Tekne", which originated from the word "technical." So art and technique are present in sculptures, paintings, shoes or ships. In this sense, designers, engineers and all professionals who use technology can be called artists. Considerations must be made regarding the level of energy embedded in the material from its production until its use, even considering recycling, sustainability and life cycle of materials. This study aimed to present the use of scanning technology and 3D virtual modeling and its application in prototyping with CNC (Computed Numerical Control) as a tool in current use cutting-edge courses in arts, design and engineering and their relations with sustainability.

Preferência por marcos em mapas 3D de sistema de navegação e guia de rota em automóvel

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

A visualização no ensino de geometria com o Geogebra 3D

This research presents an investigation about the relevance of visualization in teaching geometry. Our interest turns to analyzing the use of technology in teaching geometry, seeking to highlight their contribution to learning. The students of today - second decade of the 21st century - require that, each time more, the school move towards the integration of technologies for teaching since tablets, smartphone, netbook, notebook are items present on daily life of most students. Thereby, we investigate, taking the phenomenological orientation, the potential of educational software, especially the Geogebra 3D, directed at teaching math and favoring the work with the geometry viewing. At work we bring some theoretical considerations about the importance of viewing for the geometric learning and the use of technologies. We build an intervention proposal for the classroom of the 7th year of elementary school with tasks aimed at visual exploration and allow the teacher to work the concept of volume of geometric solids

A visualização no ensino de geometria com o Geogebra 3D

This research presents an investigation about the relevance of visualization in teaching geometry. Our interest turns to analyzing the use of technology in teaching geometry, seeking to highlight their contribution to learning. The students of today - second decade of the 21st century - require that, each time more, the school move towards the integration of technologies for teaching since tablets, smartphone, netbook, notebook are items present on daily life of most students. Thereby, we investigate, taking the phenomenological orientation, the potential of educational software, especially the Geogebra 3D, directed at teaching math and favoring the work with the geometry viewing. At work we bring some theoretical considerations about the importance of viewing for the geometric learning and the use of technologies. We build an intervention proposal for the classroom of the 7th year of elementary school with tasks aimed at visual exploration and allow the teacher to work the concept of volume of geometric solids

The 3D structure and function of digestive cathepsin L-like proteinases of Tenebrio molitor larval midgut

Cathepsin L-like proteinases (CAL) are major digestive proteinases in the beetle Tenebrio molitor. Procathepsin Ls 2 (pCAL2) and 3 (pCAL3) were expressed as recombinant proteins in Escherichia coil, purified and activated under acidic conditions. Immunoblot analyses of different T. molitor larval tissues demonstrated that a polyclonal antibody to pCAL3 recognized pCAL3 and cathepsin L 3 (CAD) only in the anterior two-thirds of midgut tissue and midgut luminal contents of T. molitor larvae. Furthermore, immunocytolocalization data indicated that pCAL3 occurs in secretory vesicles and microvilli in anterior midgut Therefore CAL3, like cathepsin L 2 (CAL2), is a digestive enzyme secreted by T. molitor anterior midgut CAD hydrolyses Z-FR-MCA and Z-RR-MCA (typical cathepsin substrates), whereas CAL2 hydrolyses only Z-FR-MCA. Active site mutants (pCAL2C25S and pCAL3C265) were constructed by replacing the catalytic cysteine with serine to prevent autocatalytic processing. Recombinant pCAL2 and pCAL3 mutants (pCAL2C25S and pCAL3C26S) were prepared, crystallized and their 3D structures determined at 1.85 and 2.1 angstrom, respectively. While the overall structure of these enzymes is similar to other members of the papain superfamily, structural differences in the S2 subsite explain their substrate specificities. The data also supported models for CAL trafficking to lysosomes and to secretory vesicles to be discharged into midgut contents. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Un applicativo Web con tecnologia single-page AJAX, servizi REST e grafica X3D, per la configurazione di modelli CAD tridimensionali

In questa tesi è stato realizzato un sistema web-based, per la configurazione di modelli meccanici tridimensionali. L’intero software è basato su architettura multi-tier. Il back-end espone servizi RESTful che permettono l’interrogazione di una base di dati contenente l’anagrafica dei modelli e l’interazione con il CAD 3D SolidWorks. Il front-end è rappresentato da due pagine HTML ideate come SPA (Single Page Application), una per l’amministratore e l’altra per l’utente finale; esse sono responsabili delle chiamate asincrone verso i servizi, dell’aggiornamento automatico dell’interfaccia e dell’interazione con immagini tridimensionali.

Un'applicazione di realtà virtuale mediante tecnologia immersiva Oculus

Nella tesi in questione si vuole illustrare l'impiego del visore "Oculus DK2" per la realizzazione di un'applicazione grafica interattiva. Una volta indossato il visore, l'utente della suddetta applicazione si troverà all'interno di un museo nel quale potrà muoversi, guardarsi attorno e interagire con i vari oggetti in scena.

La navigazione neurochirurgica: analisi della tecnologia nello studio di un caso clinico reale

L’avvento delle tecniche di imaging volumetrico, quali la CT (Computed Tomography) e la MRI (Magnetic Resonance Investigation), ha portato ad un crescente interesse verso applicazioni di guida chirurgica che utilizzano processi di allineamento delle immagini diagnostiche provenienti da diverse modalità e di tecniche che ne permettono la visualizzazione in sala operatoria, in modo da fornire al chirurgo il maggior numero di informazioni cliniche possibili durante un intervento. Il crescente interesse verso questo tipo di applicazioni è dovuto anche allo sviluppo di dispositivi di imaging intra-operatorio quali archi a C-mobili radiologici, PC ad alte prestazioni e convertitori A/D 3D con precisione clinicamente accettabile. Questi ultimi due hanno conseguentemente portato a sviluppare ed implementare software dedicati alla pianificazione di un intervento chirurgico, permettendo quindi di elaborare digitalmente le immagini diagnostiche e ricostruire un modello che rappresenta l’effettiva anatomia del paziente. Questo processo nel suo complesso ha portato allo sviluppo di quelli che oggi vengono chiamati sistemi di navigazione chirurgica, abbreviati talvolta in IGSS (Imaging-Guided Surgery Systems), sistemi ovvero che permettono di utilizzare immagini pre-operatorie come guida durante la pratica chirurgica, caratterizzando quindi nuovi metodi di approccio alla chirurgia, le IGS (Image-Guided Surgery) appunto.

Radiologia distribuita: Cloud e Post Processing 3D

L’effetto dell’informatica e dell’automazione sulle procedure medico sanitarie si sta manifestando in maniera sempre più ampia, portando notevoli vantaggi per la salute e il benessere di tutti i pazienti e al tempo stesso ponendo sfide sempre più complesse alle istituzioni sanitarie e ai produttori di dispositivi medico-sanitari. Al di là dei meriti del singolo prodotto o tecnologia, esiste un fattore strategico che dovrebbe essere sempre considerato nel momento di progettare un software o un dispositivo da utilizzare in ambito sanitario (da parte dei produttori) o nel momento di pianificare l’acquisto di sistemi medicali o diagnostici complessi (da parte delle istituzioni sanitarie): l’aspetto dell’Integrazione, ovvero la capacità del sistema di inserirsi in maniera semplice, efficace e poco costosa in un Workflow (flusso di lavoro) completamente integrato. Nel primo capitolo di questo elaborato finale è stato fatto un quadro generale sull’organizzazione del flusso di lavoro in radiologia e sono stati trattati i vari standard di comunicazione e scambio dati in ambito clinico, in primis DICOM, HL7 e IHE. L’oggetto del secondo capitolo è l’organizzazione e gli obbiettivi del Dipartimento di Radiologia attuati dal Gruppo Villa Maria (GVM) e il confronto di questi ultimi con il contenuto del documento: ‘Linee guida per l’assicurazione di qualita` in teleradiologia ‘che è stata redatta dal Istituto Superiore di Sanita` destinata ad apportare, non solo ai medici radiologi ed ai TSRM ma anche agli altri professionisti della sanità coinvolti, gli elementi di informazione e di metodo per l’organizzazione della teleradiologia nel rispetto delle esigenze della deontologia medica, della sicurezza del paziente, compreso il consenso, anche per quanto riguarda la radioprotezione, la privacy e la qualità. Nel terzo capitolo sono elencati gli strumenti con cui il Dipartimento di radiologia intende perseguire i suoi obbiettivi. Il quarto capitolo tratta la mia esperienza presso una clinica esterna al GVM, in particolare la clinica Santo Stefano, di Porto Potenza Picena, dove sono stati fatti dei test volti a valutare i tempi di caricamento di esami di TAC e RMN sul cloud di GVM.

A multimodal tablet-based interface for designing and reviewing 3D engineering models

The ability to view and interact with 3D models has been happening for a long time. However, vision-based 3D modeling has only seen limited success in applications, as it faces many technical challenges. Hand-held mobile devices have changed the way we interact with virtual reality environments. Their high mobility and technical features, such as inertial sensors, cameras and fast processors, are especially attractive for advancing the state of the art in virtual reality systems. Also, their ubiquity and fast Internet connection open a path to distributed and collaborative development. However, such path has not been fully explored in many domains. VR systems for real world engineering contexts are still difficult to use, especially when geographically dispersed engineering teams need to collaboratively visualize and review 3D CAD models. Another challenge is the ability to rendering these environments at the required interactive rates and with high fidelity. In this document it is presented a virtual reality system mobile for visualization, navigation and reviewing large scale 3D CAD models, held under the CEDAR (Collaborative Engineering Design and Review) project. It’s focused on interaction using different navigation modes. The system uses the mobile device's inertial sensors and camera to allow users to navigate through large scale models. IT professionals, architects, civil engineers and oil industry experts were involved in a qualitative assessment of the CEDAR system, in the form of direct user interaction with the prototypes and audio-recorded interviews about the prototypes. The lessons learned are valuable and are presented on this document. Subsequently it was prepared a quantitative study on the different navigation modes to analyze the best mode to use it in a given situation.