Towards Human-like Bimanual Movements in Anthropomorphic Robots: A Nonlinear Optimization Approach

Previously we have presented a model for generating human-like arm and hand movements on an unimanual anthropomorphic robot involved in human-robot collaboration tasks. The present paper aims to extend our model in order to address the generation of human-like bimanual movement sequences which are challenged by scenarios cluttered with obstacles. Movement planning involves large scale nonlinear constrained optimization problems which are solved using the IPOPT solver. Simulation studies show that the model generates feasible and realistic hand trajectories for action sequences involving the two hands. The computational costs involved in the planning allow for real-time human robot-interaction. A qualitative analysis reveals that the movements of the robot exhibit basic characteristics of human movements.

ezGo: A voice operated wheelchair with biosignal monitoring for home environments

In this paper we present ezGo, an electric powered wheelchair with a speech based interface and biosignal monitoring instrumentation. The user can use the voice, a natural communication method, for controlling the chair movement and obtain information about his health. Additionally a set of semi-autonomous modes with macro recording enable the execution of navigation tasks with little effort and improved precision. The main purpose of the system is to provide severely disabled persons with an assistive device that can improve their confidence and daily independence. The obtained results on usability tests showed that users consider ezGo a valuable help on their daily tasks and a very desirable addition to standard wheelchairs.

Massive Open Online Course management: learning science and engineering through peer-reviewed projects

Massive Open Online Courses (MOOC) are gaining prominence in transversal teaching-learning strategies. However, there are many issues still debated, namely assessment, recognized largely as a cornerstone in Education. The large number of students involved requires a redefinition of strategies that often use approaches based on tasks or challenging projects. In these conditions and due to this approach, assessment is made through peer-reviewed assignments and quizzes online. The peer-reviewed assignments are often based upon sample answers or topics, which guide the student in the task of evaluating peers. This chapter analyzes the grading and evaluation in MOOCs, especially in science and engineering courses, within the context of education and grading methodologies and discusses possible perspectives to pursue grading quality in massive e-learning courses.

Ajudantes de acção directa : percepções sobre formação profissional e impacto da formação na prestação de cuidados a idosos dependentes internados

RESUMO: A transferência de indivíduos dependentes é uma das tarefas mais realizadas pelos ajudantes de acção directa (AAD) na prestação de cuidados a idosos, sendo crucial haver formação nesta área. No entanto, os programas de formação em transferências raramente são avaliados em termos de desempenho na realização deste tipo de tarefas. Objectivo: Este estudo teve como objectivos analisar o impacto da formação de AAD no desempenho da transferência de idosos internados na Residência São João de Ávila (RSJA) e identificar as percepções dos AAD relativamente à importância da formação profissional, formação em transferências e dificuldade sentida na sua realização. Métodos: Realizou-se um estudo com duas etapas: na primeira procedeu-se a um estudo descritivo exploratório (através de um questionário auto-administrado a 25 AAD); na segunda realizou-se um estudo quase experimental de observação com duas fases, entre as quais decorreu uma “Formação em Princípios e Conceitos Básicos em Reabilitação Física” (observação directa de 18 AAD durante a realização da transferência “deitado-sentado-cadeira” de idosos, através de uma grelha de observação). Resultados: O desempenho dos AAD na transferência melhorou após a formação. Os ajudantes manifestaram ter uma percepção positiva sobre a importância da formação profissional e da formação em transferências. Aproximadamente dois terços dos AAD revelaram não sentir dificuldades na realização de transferências. Conclusões: A formação teve um impacto positivo no desempenho dos AAD na transferência de idosos. Concluiu-se que há uma sensibilização generalizada por parte dos AAD para a importância da formação na sua profissão e, especificamente, para a formação em transferências. ---------------ABSTRACT: The transfers of dependent patients by healthcare assistants are tasks commonly used in elderly care. Therefore, it is crucial that healthcare assistants are trained to perform these tasks. However, training programs are rarely evaluated in terms of performance of these tasks. Aim: The aims of this study were 1) to determine the impact of healthcare assistant training in the transfers of the Residência São João de Ávila (RSJA) elderly patients; and 2) to analyze healthcare assistant’s perceptions about their education, their specialized training on the transfer technique, and their difficulty in performing transfers. Methods: The study was divided in two parts: an exploratory and descriptive study (self-report questionnaire applied to 25 healthcare assistants); and a quasi-experimental observation study, which involved a “training session on basic concepts and principles of physical rehabilitation” (direct observation of 18 healthcare assistants during the “bed-sitting-chair” transfer, using an observation table). Results: Healthcare assistant performance of the “bed-sitting-chair” transfer improved after training. The healthcare assistants showed positive perceptions about their education and specialized training on the transfer technique. Approximately two thirds of the assistants felt no difficulties in performing transfer tasks. Conclusions: The training had a positive influence in healthcare assistant performance. The healthcare assistants were aware of the importance of training in their profession and more specifically in transfer tasks.

Crowdsourcing innovation: a strategy to leverage enterprise innovation

Innovation is recognized by academics and practitioners as an essential competitive enabler for any company to survive, to remain competitive and to grow. Investments in tasks of R&D have not always brought the expected results. But that doesn't mean that the outcomes would not be useful to other companies of the same business area or even from another area. Thus, there is much knowledge already available in the market that can be helpful to some and profitable to others. So, the ideas and expertise can be found outside a company's boundaries and also exported from within. Information, knowledge, experience, wisdom is already available in the millions of the human beings of this planet, the challenge is to use them through a network to produce new ideas and tips that can be useful to a company with less costs. This was the reason for the emergence of the area of crowdsourcing innovation. Crowdsourcing innovation is a way of using the Web 2.0 tools to generate new ideas through the heterogeneous knowledge available in the global network of individuals highly qualified and with easy access to information and technology. So, a crowdsourcing innovation broker is an organization that mediates the communication and relationship between the seekers - companies that aspire to solve some problem or to take advantage of any business opportunity - with a crowd that is prone to give ideas based on their knowledge, experience and wisdom. This paper makes a literature review on models of open innovation, crowdsourcing innovation, and technology and knowledge intermediaries, and discusses this new phenomenon as a way to leverage the innovation capacity of enterprises. Finally, the paper outlines a research design agendafor explaining crowdsourcing innovation brokering phenomenon, exploiting its players, main functions, value creation process, and knowledge creation in order to define a knowledge metamodel of such intermediaries.

Ensinar ciências a alunos com incapacidade intelectual recorrendo ao software Scratch: um estudo de caso

Este estudo procura a valorização do ensino dirigido a alunos com Incapacidade Intelectual. Tem como objetivos conceber um recurso didático, integrando as ferramentas do Scratch, para alunos com Incapacidade Intelectual; averiguar a exequibilidade do uso desse recurso em ambiente natural de ensino e promover o envolvimento de alunos com Incapacidade Intelectual na realização de tarefas propostas na disciplina de Ciências da Natureza. Pretendemos dar resposta às seguintes questões de investigação: (1) A utilização do Scratch é adequada e exequível no trabalho quotidiano de alunos com Incapacidade Intelectual? (2) Em que medida o Scratch pode contribuir para um melhor envolvimento dos alunos com Incapacidade Intelectual na realização das tarefas propostas? Para este efeito, planificamos duas aulas. Na primeira, abordou-se o conteúdo a tratar – Poluição – e na segunda aula utilizou-se o Scratch, desafiando os alunos a desenvolverem diversas tarefas de forma mais ativa. O presente estudo segue uma abordagem metodológica de natureza qualitativa, centrando-se num estudo de caso, onde se aborda a importância do uso das Tecnologias de Informação e Comunicação, mais concretamente o software educativo Scratch, como sendo uma ferramenta potenciadora do envolvimento dos alunos. Este estudo foi aplicado a três alunos com Incapacidade Intelectual que tinham sido atribuídos à docente investigadora no presente ano letivo. Os dados foram recolhidos através da análise dos Programas Educativos Individuais dos alunos participantes; da entrevista realizada à docente de Educação Especial; de gravações áudio, de fotografias, de trabalhos realizados pelos alunos participantes e de notas de campo da investigadora. Foi centralidade do estudo a conceção de uma proposta didática e o desenvolvimento dos respetivos recursos, utilizando o software educativo Scratch. Quer a proposta didática quer os recursos a ela associados constituem em si mesmo parte dos resultados do trabalho desenvolvido. Os dados obtidos neste estudo permitem sustentar a ideia de que é possível trabalhar com alunos com Necessidades Educativas Especiais, nomeadamente Incapacidade Intelectual, recorrendo ao software educativo Scratch e que o uso desta ferramenta proporcionou um maior envolvimento e autonomia dos alunos nas tarefas propostas.

Um estudo sobre geometria no 1.º ciclo: simetria em figuras planas

Este estudo insere-se no âmbito da Geometria e pretende compreender a influência dos recursos didáticos utilizados no reconhecimento de propriedades e relações geométricas em figuras planas. De acordo com o objetivo do estudo formulamos duas questões orientadoras que se articulam entre si. - Que fragilidades apresentam os alunos, no reconhecimento de propriedades geométricas em figuras planas? - Que contributos resultam da utilização de materiais manipuláveis, na visualização espacial e investigação de propriedades geométricas? Com este estudo pretendemos reunir informação que contribua para aprofundar o conhecimento sobre o raciocínio geométrico dos alunos. Em termos metodológicos segue um método de investigação misto, com recolha de informação qualitativa de natureza interpretativa e quantitativa, na modalidade de estudo de caso. A recolha de dados foi realizada numa turma de 4.º ano do ensino básico onde foi desenvolvida a experiência didática. A informação recolhida resultou da observação direta e as fontes dos dados foram as produções dos alunos, as notas de campo, registos fotográficos, vídeo e áudio. A docente assumiu o papel de investigadora e orientadora das tarefas propostas aos alunos tendo estes desempenhado um papel ativo na construção do seu próprio conhecimento. Os resultados obtidos permitem evidenciar as fragilidades dos alunos no reconhecimento de propriedades geométricas de figuras planas em diferentes posições. Destacam ainda os contributos da utilização da Mira e do Tangram, no estudo da simetria e no desenvolvimento da visualização espacial para a concretização de aprendizagens concretas, motivadoras e significativas.

Utilização do software Scratch no ensino das ciências da natureza e da matemática com alunos portadores de dislexia

O estudo que apresentamos tem como objetivos de investigação contribuir para o desenvolvimento global das crianças com Necessidades Educativas Especiais, nomeadamente, portadoras de Dislexia, designadamente em aulas onde são lecionados conteúdos de Ciências da Natureza e de Matemática, e conceber um recurso didático apoiado nas TIC que seja adequado à utilização em sala de aula por alunos com dislexia. Neste sentido, o estudo foi orientado pelas seguintes questões de investigação: A utilização do Scratch é adequada e exequível no trabalho quotidiano de alunos portadores de Dislexia? e Em que medida o Scratch pode contribuir para um melhor envolvimento dos alunos portadores de Dislexia na realização das tarefas propostas? O presente trabalho segue uma metodologia de carácter qualitativo, centrando-se no estudo de caso. Tentou-se dar uma resposta à reduzida utilização do software Scratch no ensino das Ciências da Natureza e Matemática como instrumentos viáveis para uma aprendizagem de sucesso em alunos portadores de Dislexia. Este estudo foi aplicado a três alunos do 4º ano, com este diagnóstico, de um agrupamento de escolas do concelho de Viseu. Para dar resposta às questões de investigação supracitadas foram implementadas e projetadas duas atividades no software Scratch para serem desenvolvidas em duas situações formativas contextualizadas. O subdomínio que se pretendeu trabalhar foi “A importância da água para os seres vivos” articulando com o conteúdo dos volumes. Os dados foram recolhidos através da análise dos Programas Educativos Individuais de cada um dos alunos participantes, das entrevistas às docentes de Educação Especial, de gravações áudio, fotografias, trabalhos dos alunos e os registos da professora investigadora. Os resultados obtidos permitiram caracterizar o modo como os alunos, portadores de dislexia, se envolveram com o Scratch na aquisição de conhecimento. Permitiram ainda demonstrar aos professores que é possível construir atividades nesta ferramenta envolvendo conteúdos curriculares interdisciplinares.

Geometria: um estudo sobre quadriláteros no 4.º ano de escolaridade com recurso ao geoplano e ao GeoGebra

O presente estudo foi desenvolvido no âmbito do Mestrado de Didática da Matemática e Ciências da Natureza, no 1.º e 2.º Ciclos, no domínio da Geometria. Tem como principal objetivo compreender e analisar, através da implementação de uma sequência de tarefas de investigação e exploração, de que forma o processo de ensino e aprendizagem dos alunos, na área dos quadriláteros, com os recursos GeoGebra e o Geoplano, contribui para o desenvolvimento do raciocínio geométrico. Neste sentido, definiram-se as seguintes questões de investigação: (1) Qual a imagem concetual que os alunos possuem de cada um dos quadriláteros? (2) Que conhecimentos têm os alunos sobre as propriedades dos quadriláteros: quadrados, retângulos e losangos? (3) Quais os contributos do Geoplano e do GeoGebra na compreensão e identificação das propriedades dos quadriláteros? A metodologia adotada foi de natureza qualitativa, do tipo interpretativo, baseada em dois estudos de caso. Na recolha de dados, foram utilizados os seguintes instrumentos: observação, questionário, documentos produzidos pelos alunos, entrevistas informais, registos áudio e fotografias aos trabalhos realizados. Na análise dos dados, procurou-se descrever e interpretar os dados recolhidos, no âmbito do objeto do estudo. Os resultados mostraram que a sequência de tarefas e o modo como foram desenvolvidas foram fundamentais na compreensão dos conteúdos trabalhados. Regista-se também que os recursos utilizados motivaram os alunos e contribuíram para a interação, como também para a compreensão dos conceitos geométricos. Por outro lado, a utilização do GeoGebra e do Geoplano contribuíram para o desenvolvimento do raciocínio espacial e geométrico.

Aprendizagem dos números racionais não negativos com alunos do 3.º ano

Este estudo visa compreender as dificuldades que os alunos evidenciam na aprendizagem da noção de número racional não negativo. Ao longo da minha experiência como docente do 2.º ciclo, permitiu-me questionar por que razão os alunos de 5.º e 6.º ano apresentam dificuldades em compreender o conceito de fração nos seus diversos significados: número, partetodo, quociente, medida e operador multiplicativo. Foi no sentido de entender esta dificuldade na apropriação dos conhecimentos matemáticos sobre frações, que resolvi aplicar esta investigação a alunos do 1.º ciclo, nomeadamente a uma turma do 3.º ano, uma vez que é neste ano escolar que o estudo dos números racionais não negativos é aprofundado. A metodologia constou de um estudo de abordagem de carácter qualitativo, de natureza interpretativa. A recolha de dados inclui as produções escritas dos alunos e as gravações de áudio das intervenções verbais dos mesmos. A análise dos resultados realizou-se a partir das estratégias cognitivas que os alunos utilizaram para responderem às tarefas propostas. Os resultados deste estudo mostraram que a construção do sentido de número racional não é de fácil compreensão. É um conceito que requer uma abordagem multifacetada, apoiada com a manipulação de materiais estruturados ou não estruturados, para que os diferentes significados de fração fiquem bem consolidados nas estruturas cognitivas dos alunos.

Assistência e apoio no Gabinete de Relações Internacionais Universidade CEU San Pablo, Madrid

O presente relatório foca-se na descrição do estágio realizado no Gabinete de Relações Internacionais na Universidad CEU San Pablo em Madrid no âmbito do mestrado em Empreendedorismo e Internacionalização. A primeira parte do relatório visa uma análise geral do Processo de Bolonha, dando especial atenção ao programa Erasmus. Depois disto, consta a descrição das tarefas realizadas durante o estágio internacional. Por último, irá encontrar-se a apreciação final deste trabalho e do estágio.

Kaizen como filosofia de melhoria contínua na direção de serviços administrativos da SONAE

Com as atuais exigências do mercado, as empresas têm de dar respostas cada vez mais rigorosas aos clientes, como entregas mais regulares e quantidades mais reduzidas, preços mais baixos e tempos de resposta e entregas menores. Processos e produtos mais flexíveis e inovadores são a chave para a sobrevivência e sucesso de muitas empresas: cumprindo os prazos, aumentando a produtividade dos processos, respondendo rapidamente às necessidades do mercado, reduzindo o stock em toda a cadeia, reduzindo tempo e custos operacionais e integrando todas as estruturas de forma a facilitar a troca de informação, refere Russel e Taylor III, (2003). Nos últimos anos temos assistido a uma constante mudança cultural nas empresas, onde a motivação e o desempenho dos seus colaboradores são tidos como essenciais. No grupo SONAE, as práticas existentes continuam a orientar para uma cultura verdadeiramente inovadora. A implementação da metodologia Kaizen foi uma autêntica revolução em que foram desenvolvidas inúmeras ideias, assentando numa forte mudança cultural. O presente estudo pretende clarificar todo o processo de melhoria contínua através da implementação de ferramentas que lhe estão associadas, bem como as auditorias a esses mesmos procedimentos. Cada vez mais, são identificadas estratégias de melhoria contínua baseadas na filosofia Kaizen como forma de fazer face aos novos desafios. Com a implementação do Kaizen, este projeto terá como principal objetivo averiguar se os funcionários estão a obter resultados positivos nas suas funções diárias, bem como nas tarefas em conjunto com os colegas da sua equipa ou de outras equipas. Assim surge o interesse de um estudo de caso realizado na Direção de Serviços Administrativos da SONAE.

Desenvolvimento e Controlo de um Veículo Autónomo Aéreo Quadrotor

A crescente necessidade de meios de inspecção e recolha de informação de infraestruturas e do meio ambiente natural, origina o recurso a meios tecnológicos cada vez mais evoluídos. Neste contexto, os robôs móveis autónomos aéreos surgem como uma ferramenta importante. Em particular, os veículos aéreos de asa móvel, pela sua manobrabilidade e controlo podem-se utilizar eficazmente em meios complexos como cenários interiores onde o ambiente é parcialmente controlado. A sua utilização em coordenação com outros veículos robóticos móveis e em particular com a crescente autonomia de decisão, permitem uma eficiência elevada, por exemplo, em tarefas de recolha automática de informação, vigilância, apoio a comunicações, etc. A inexistência de um veículo autónomo de asa móvel no cenário multi-robótico desenvolvido pelo Laboratório de Sistemas Autónomos do Instituto Superior de Engenharia do Porto, aliada às suas aplicações referidas, criou a necessidade do desenvolvimento de um veículo desta gama. Identificou-se, pois, o desenvolvimento de um veículo autónomo aéreo do tipo quadrotor com capacidade de vôo base estabilizado como o problema a resolver. Foi efectuado um levantamento de requisitos do sistema, a caracterização de um veículo autónomo aéreo Vertical Take-off and Landing - VTOL, e efectuado um trabalho de pesquisa a fim de possibilitar o conhecimento das técnicas e tecnologias envolvidas. Tendo em vista o objectivo de controlo e estabilização do veículo, foi efectuada a modelização do sistema que serviu não só para a melhor compreensão da sua dinâmica mas também para o desenvolvimento de um simulador que possibilitou a validação de estratégias de controlo e avaliação de comportamentos do veículo para diferentes cenários. A inexistência de controladores de motores brushless adequada (frequência de controlo), originou o desenvolvimento de um controlador dedicado para motores brushless, motores esses utilizados para a propulsão do veículo. Este controlador permite uma taxa de controlo a uma frequência de 20KHz, possui múltiplas interfaces de comunicação (CAN, RS232, Ethernet, SPI e JTAG), é de reduzido peso e dimensões e modular, visto ter sido implementado em dois módulos, i.e., permite a sua utilização com diferentes interfaces de potência. Projectou-se um veículo autónomo aéreo em termos físicos com a definição da sua arquitectura de hardware e software bem como o sistema de controlo de vôo. O sistema de estabilização de vôo compreende o processamento de informação fornecida por um sistema de navegação inercial, um sonar e o envio de referências de velocidade para cada um dos nós de controlo ligados a um barramento CAN instalado no veículo. A implementação do veículo foi alcançada nas suas vertentes mecânica, de hardware e software. O UAV foi equipado com um sistema computacional dotando-o de capacidades para o desempenho de tarefas previamente analisadas. No presente trabalho, são também tiradas algumas conclusões sobre o desenvolvimento do sistema e sua implementação bem como perspectivada a sua evolução futura no contexto de missões coordenadas de múltiplos veículos robóticos.

Estágio no Centro de Estudos Interculturais

Relatório de Estágio apresentado ao Instituto Superior de Contabilidade e Administração do Porto para a obtenção do grau de Mestre em Tradução e Interpretação Especializadas, sob orientação da Mestre/Especialista Laura Tallone

Parallel run-time for CO-OPN

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática