Minimal computation structures for visual information applications based on printed electronics

In the early nineties, Mark Weiser wrote a series of seminal papers that introduced the concept of Ubiquitous Computing. According to Weiser, computers require too much attention from the user, drawing his focus from the tasks at hand. Instead of being the centre of attention, computers should be so natural that they would vanish into the human environment. Computers become not only truly pervasive but also effectively invisible and unobtrusive to the user. This requires not only for smaller, cheaper and low power consumption computers, but also for equally convenient display solutions that can be harmoniously integrated into our surroundings. With the advent of Printed Electronics, new ways to link the physical and the digital worlds became available. By combining common printing techniques such as inkjet printing with electro-optical functional inks, it is starting to be possible not only to mass-produce extremely thin, flexible and cost effective electronic circuits but also to introduce electronic functionalities into products where it was previously unavailable. Indeed, Printed Electronics is enabling the creation of novel sensing and display elements for interactive devices, free of form factor. At the same time, the rise in the availability and affordability of digital fabrication technologies, namely of 3D printers, to the average consumer is fostering a new industrial (digital) revolution and the democratisation of innovation. Nowadays, end-users are already able to custom design and manufacture on demand their own physical products, according to their own needs. In the future, they will be able to fabricate interactive digital devices with user-specific form and functionality from the comfort of their homes. This thesis explores how task-specific, low computation, interactive devices capable of presenting dynamic visual information can be created using Printed Electronics technologies, whilst following an approach based on the ideals behind Personal Fabrication. Focus is given on the use of printed electrochromic displays as a medium for delivering dynamic digital information. According to the architecture of the displays, several approaches are highlighted and categorised. Furthermore, a pictorial computation model based on extended cellular automata principles is used to programme dynamic simulation models into matrix-based electrochromic displays. Envisaged applications include the modelling of physical, chemical, biological, and environmental phenomena.

Reconfigurable photonic logic architecture

The amorphous silicon photo-sensor studied in this thesis, is a double pin structure (p(a-SiC:H)-i’(a-SiC:H)-n(a-SiC:H)-p(a-SiC:H)-i(a-Si:H)-n(a-Si:H)) sandwiched between two transparent contacts deposited over transparent glass thus with the possibility of illumination on both sides, responding to wave-lengths from the ultra-violet, visible to the near infrared range. The frontal il-lumination surface, glass side, is used for light signal inputs. Both surfaces are used for optical bias, which changes the dynamic characteristics of the photo-sensor resulting in different outputs for the same input. Experimental studies were made with the photo-sensor to evaluate its applicability in multiplexing and demultiplexing several data communication channels. The digital light sig-nal was defined to implement simple logical operations like the NOT, AND, OR, and complex like the XOR, MAJ, full-adder and memory effect. A pro-grammable pattern emission system was built and also those for the validation and recovery of the obtained signals. This photo-sensor has applications in op-tical communications with several wavelengths, as a wavelength detector and to execute directly logical operations over digital light input signals.

Analysis and design of sinusoidal quadrature RC-oscillators

Modern telecommunication equipment requires components that operate in many different frequency bands and support multiple communication standards, to cope with the growing demand for higher data rate. Also, a growing number of standards are adopting the use of spectrum efficient digital modulations, such as quadrature amplitude modulation (QAM) and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). These modulation schemes require accurate quadrature oscillators, which makes the quadrature oscillator a key block in modern radio frequency (RF) transceivers. The wide tuning range characteristics of inductorless quadrature oscillators make them natural candidates, despite their higher phase noise, in comparison with LC-oscillators. This thesis presents a detailed study of inductorless sinusoidal quadrature oscillators. Three quadrature oscillators are investigated: the active coupling RC-oscillator, the novel capacitive coupling RCoscillator, and the two-integrator oscillator. The thesis includes a detailed analysis of the Van der Pol oscillator (VDPO). This is used as a base model oscillator for the analysis of the coupled oscillators. Hence, the three oscillators are approximated by the VDPO. From the nonlinear Van der Pol equations, the oscillators’ key parameters are obtained. It is analysed first the case without component mismatches and then the case with mismatches. The research is focused on determining the impact of the components’ mismatches on the oscillator key parameters: frequency, amplitude-, and quadrature-errors. Furthermore, the minimization of the errors by adjusting the circuit parameters is addressed. A novel quadrature RC-oscillator using capacitive coupling is proposed. The advantages of using the capacitive coupling are that it is noiseless, requires a small area, and has low power dissipation. The equations of the oscillation amplitude, frequency, quadrature-error, and amplitude mismatch are derived. The theoretical results are confirmed by simulation and by measurement of two prototypes fabricated in 130 nm standard complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology. The measurements reveal that the power increase due to the coupling is marginal, leading to a figure-of-merit of -154.8 dBc/Hz. These results are consistent with the noiseless feature of this coupling and are comparable to those of the best state-of-the-art RC-oscillators, in the GHz range, but with the lowest power consumption (about 9 mW). The results for the three oscillators show that the amplitude- and the quadrature-errors are proportional to the component mismatches and inversely proportional to the coupling strength. Thus, increasing the coupling strength decreases both the amplitude- and quadrature-errors. With proper coupling strength, a quadrature error below 1° and amplitude imbalance below 1% are obtained. Furthermore, the simulations show that increasing the coupling strength reduces the phase noise. Hence, there is no trade-off between phase noise and quadrature error. In the twointegrator oscillator study, it was found that the quadrature error can be eliminated by adjusting the transconductances to compensate the capacitance mismatch. However, to obtain outputs in perfect quadrature one must allow some amplitude error.

Diagnóstico de danos sobre grandes áreas de mosaicos conservados in situ

Os trabalhos de conservação e restauro sobre grandes áreas de mosaico conservados in situ levantam diversos problemas logísticos inerentes ao registo, nomeadamente da forma e conteúdos dos painéis, do diagnóstico de patologias e do relatório de intervenção. A necessidade de registar dados que têm expressão ao nível de uma tessela – área frequentemente inferior a 1cm2 – sobre áreas totais da ordem das dezenas ou centenas de metros quadrados, limitada pelas condições do local – meteorologia, ciclo diário e sazonal, etc. – obriga a que se instituam metodologias que permitam abreviar o tempo necessário para resolver todas as operações de registo com a acuidade essencial. Os métodos e as ferramentas fundamentais para agilizar o processo de registo são os assuntos deste artigo.

A documentação de arte efémera como forma de preservação: O caso de "Árvore Jogo/Lúdico em 7 Imagens Espelhadas" de Alberto Carneiro

No que diz respeito à sua preservação e apresentação grande parte da arte contemporânea exige respostas eficazes e pragmáticas do ponto de vista da museologia. Esta situação torna-se mais evidente em obras de instalação e media art, que recorrem a múltiplos objectos, mantêm uma relação com o espaço e são alvo de fenómenos de obsolescência tecnológica, reclamando assim, estratégias que passam pela produção activa de registos documentais, a fim de garantir o seu legado a gerações futuras. A partir da obra de Alberto Carneiro "Árvore jogo / lúdico em 7 imagens espelhadas", que foi pela primeira vez materializada na Galeria Quadrum, em Lisboa, em 1975, e destruída no ano seguinte pelo autor, após a Bienal de Veneza, discutimos as estratégias documentais mais adequadas. A metodologia assenta num trabalho de base antropológica, através de entrevistas com o artista, que permitam identificar todos os aspectos relacionados com o processo criativo e criar um manual de instalação, que se pretende de fácil acesso a investigadores, conservadores e até ao público em geral. Para este efeito iniciou-se um trabalho de colaboração com o Departamento de Informática da FCT-UNL com vista à construção de uma ferramenta multimédia que permita reunir num só local toda a informação relativa à obra.

Programação paralela estruturada aplicada a um problema de reconstrução de imagem

A Digital Breast Tomosynthesis (DBT) é uma técnica que permite obter imagens mamárias 3D de alta qualidade, que só podem ser obtidas através de métodos de re-construção. Os métodos de reconstrução mais rápidos são os iterativos, sendo no en-tanto computacionalmente exigentes, necessitando de sofrer muitas optimizações. Exis-tem optimizações que usam computação paralela através da implementação em GPUs usando CUDA. Como é sabido, o desenvolvimento de programas eficientes que usam GPUs é ainda uma tarefa demorada, dado que os modelos de programação disponíveis são de baixo nível, e a portabilidade do código para outras arquitecturas não é imedia-ta. É uma mais valia poder criar programas paralelos de forma rápida, com possibili-dade de serem usados em diferentes arquitecturas, sem exigir muitos conhecimentos sobre a arquitectura subjacente e sobre os modelos de programação de baixo nível. Para resolver este problema, propomos a utilização de soluções existentes que reduzam o esforço de paralelização, permitindo a sua portabilidade, garantindo ao mesmo tempo um desempenho aceitável. Para tal, vamos utilizar um framework (FastFlow) com suporte para Algorithmic Skeletons, que tiram partido da programação paralela estruturada, capturando esquemas/padrões recorrentes que são comuns na programação paralela. O trabalho realizado centrou-se na paralelização de uma das fases de reconstru-ção da imagem 3D – geração da matriz de sistema – que é uma das mais demoradas do processo de reconstrução; esse trabalho incluiu um método de ordenação modificado em relação ao existente. Foram realizadas diferentes implementações em CPU e GPU (usando OpenMP, CUDA e FastFlow) o que permitiu comparar estes ambientes de programação em termos de facilidade de desenvolvimento e eficiência da solução. A comparação feita permite concluir que o desempenho das soluções baseadas no FastFlow não é muito diferente das tradicionais o que sugere que ferramentas deste tipo podem simplificar e agilizar a implementação de um algoritmos na área de recons-trução de imagens 3D, mantendo um bom desempenho.

Análise de ciclo de vida da tecnologia fotovoltaica em Portugal

É impensável viver nos dias de hoje sem energia eléctrica. Com o aumento das alterações climáticas, é fulcral substituir ou diminuir a dependência dos combustíveis fósseis, apostando em tecnologias de produção de energia mais limpas e amigas do ambiente. Neste seguimento, as energias renováveis surgem como uma boa alternativa a este problema. A tecnologia fotovoltaica aproveita a energia solar para a produção de electricidade, apresentando a vantagem de não produzir emissões durante a sua operação e ter um tipo de instalação distribuída, mas põe-se em causa o seu ciclo de vida. O principal objectivo desta dissertação é analisar o ciclo de vida da tecnologia fotovoltaica em Portugal, consistindo o objectivo secundário em comparar esta tecnologia com outras fontes de electroprodução, também em Portugal. Do ponto de vista ambiental, de maneira a ser possível identificar as fases críticas do ciclo de vida e comparar as tecnologias, foi utilizado o método Ecoblok, que fornece indicadores de desempenho. Após a análise, constatou-se que os principais impactes no ciclo de vida estão ligados à fase de produção da célula, montagem do painel e componentes do sistema (BOS). Os indicadores mais críticos são a extracção de recursos, emissão de gases de efeito de estufa e a poluição da água e do solo. Em relação à extracção de matérias-primas, o silício é abundante, mas requer elevadas quantidades de energia na sua transformação. Dentro dos tipos de tecnologia fotovoltaica, o silício monocristalino gera mais impactes ambientais comparado com o silício policristalino. Esta diferença está relacionada com o processo produtivo do silício monocristalino, um processo mais lento e com maior consumo de energia. Na comparação da tecnologia fotovoltaica com outras fontes de energia, verificou-se que a tecnologia de gás natural apresenta mais impactes gerados nos indicadores extracção de água, extracção de recursos e emissão de gases de efeito de estufa; já a tecnologia hídrica gera mais impactes no indicador uso do solo. Nos indicadores poluição da água e solo e poluição do ar, a tecnologia fotovoltaica apresenta o valor mais elevado de todas as tecnologias. A fonte de energia fotovoltaica apresenta a vantagem de ter uma produção mais estável e previsível durante o ano e de o seu horário de produção coincidir com as horas de maior consumo energético.

Frequency-domain receiver design for doubly-selective channels

This work is devoted to the broadband wireless transmission techniques, which are serious candidates to be implemented in future broadband wireless and cellular systems, aiming at providing high and reliable data transmission and concomitantly high mobility. In order to cope with doubly-selective channels, receiver structures based on OFDM and SC-FDE block transmission techniques, are proposed, which allow cost-effective implementations, using FFT-based signal processing. The first subject to be addressed is the impact of the number of multipath components, and the diversity order, on the asymptotic performance of OFDM and SC-FDE, in uncoded and for different channel coding schemes. The obtained results show that the number of relevant separable multipath components is a key element that influences the performance of OFDM and SC-FDE schemes. Then, the improved estimation and detection performance of OFDM-based broadcasting systems, is introduced employing SFN (Single Frequency Network) operation. An initial coarse channel is obtained with resort to low-power training sequences estimation, and an iterative receiver with joint detection and channel estimation is presented. The achieved results have shown very good performance, close to that with perfect channel estimation. The next topic is related to SFN systems, devoting special attention to time-distortion effects inherent to these networks. Typically, the SFN broadcast wireless systems employ OFDM schemes to cope with severely time-dispersive channels. However, frequency errors, due to CFO, compromises the orthogonality between subcarriers. As an alternative approach, the possibility of using SC-FDE schemes (characterized by reduced envelope fluctuations and higher robustness to carrier frequency errors) is evaluated, and a technique, employing joint CFO estimation and compensation over the severe time-distortion effects, is proposed. Finally, broadband mobile wireless systems, in which the relative motion between the transmitter and receiver induces Doppler shift which is different or each propagation path, is considered, depending on the angle of incidence of that path in relation to the direction of travel. This represents a severe impairment in wireless digital communications systems, since that multipath propagation combined with the Doppler effects, lead to drastic and unpredictable fluctuations of the envelope of the received signal, severely affecting the detection performance. The channel variations due this effect are very difficult to estimate and compensate. In this work we propose a set of SC-FDE iterative receivers implementing efficient estimation and tracking techniques. The performance results show that the proposed receivers have very good performance, even in the presence of significant Doppler spread between the different groups of multipath components.

Avaliação de modelos de organização e de gestão de tecnologia hospitalar: caso de estudo do Hospital Professor Doutor Fernando Fonseca

O Hospital definido como local de elevada importância devido às caraterísticas e funções que tem, tais como assegurar que consegue receber todos os utentes da sua zona de ação, trata-los com dignidade e dar-lhes as melhores condições de forma rápida e eficaz para que estes consigam recuperar das suas doenças com a maior brevidade. Destes estão dependentes vidas humanas, como tal é de todo relevante ter uma gestão adequada de toda a infra-estrutura para que a eficiência seja alta e se consiga dar mais e melhor a todos os utentes, visto já se ter notado que nem sempre estes tiram o melhor partido das suas capacidades pelas mais diversas razões. Este projeto foi realizado numa parceria com o Hospital Professor Doutor Fernando Fonseca e consistiu em escrutinar dois serviços do hospital, o de tecnologia de informação e a Tomografia Axial Computorizada de imagiologia para perceber quais as falhas destes e como é que aplicando um modelo de gestão de Tecnologia de Informação denominado COBIT adaptado se consegue melhorar os resultados obtidos e as condições dadas pelo hospital. Este estudo permite perceber o porquê e as causas de uma estrutura deste tipo não dar o rendimento esperado e quais as implicâncias disso. Através dos resultados são analisadas os maiores pontos de rutura e retiradas elações sobre as possíveis melhorias a aplicar que a nível tecnológico, de recursos humanos, financeiro e de otimização do risco e melhoramento da eficácia de recursos.

How to increase reach efficiency and effectiveness of Meo's digital marketing campaigns

Field lab: Business project

Unilever food solutions new digital CRM platform- what is the combination of tools, processes and content that will help Unilever food solutions grow his business?

Unilever Food Solutions new digital CRM1 Platform - What is the combination of tools, processes and content that will help Unilever Food Solutions grow his business? Unilever Food Solutions (UFS) intend to create a new online platform to enable it to communicate with segments of the markets, which have previously been too difficult to reach. Specifically targeted at Chefs and other food professionals, the aim is to create an interactive website, which delivers value to its intended users by providing a variety of relevant content and functions, while simultaneously opening up a potential transactional channel to those same users.

How to increase reach efficiency and effectiveness of MEO’s digital marketing campaigns?

Field lab: Business project

How can digital help biotherm growing in the Portuguese selective skincare channel?

Branding Lab

Aprendizagem, mobilidade e convergência digital no ambiente formativo da Portugal Telecom

Com o desenvolvimento das Tecnologias de Informação e Comunicação, as mesmas têm permitido dotar as pessoas de conhecimentos, através de formas mais rápidas e eficientes como é o caso da formação em e-learning. O número de organizações a apostar na formação em e-learning é cada vez maior, tornando-se importante perceber em que medida é que o método é eficaz e quais as vantagens que proporciona à organização, bem como o seu impacto no capital humano. Assim e visando averiguar como esta situação é vivenciada na prática decidiu-se pela realização de um estágio, na PT PRO pertencente Grupo Portugal Telecom. Para a construção deste relatório de estágio foi preciso para além da consulta e análise documental de aquivos internos e intranet, reuniões tidas com os elementos do departamento da Gestão de Formação, onde decorreu o estágio, visando dar uma resposta mais cabal à questão de partida que norteia o estágio: “Qual o impacto gerado pelas ações de e-learning, sua aplicabilidade e satisfação dos colaboradores face às mesmas na PT PRO?” O método utilizado neste estudo foi do tipo quantitativo, tendo sido aplicado um inquérito por questionário construído para o efeito. Face aos resultados obtidos, concluímos que na PT PRO, os colaboradores encontram-se globalmente satisfeitos com o conhecimento gerado e acima de tudo com a aplicabilidade do mesmo nas suas funções de trabalho.

Metodologia de gestão de projeto : proposta de implementação duma metodologia de gestão de projeto de tecnologia de informação para o Ministério da Justiça e dos Direitos Humanos de Angola

Este trabalho tem como principal objetivo propor uma metodologia de gestão de projeto de tecnologia de informação para o Ministério da Justiça e dos Direitos Humanos de Angola (MGPTI-MJDH), baseado nos conceitos e processos da gestão de projetos das Normas Portuguesa NPISO21500:2012 e NP4535:2014. Consistiu deste trabalho, definir os processos da gestão de projetos, os circuitos de informação para os processos e a elaboração dos documentos da metodologia. Para a sua elaboração foi utilizada uma metodologia de pesquisa de natureza aplicada, com uma abordagem qualitativa e um objetivo de pesquisa exploratório, que permitiu após a identificação dos objetivos específicos, fazer uma pesquisa bibliográfica sobre o tema. Para definição dos processos da metodologia (MGPTI-MJDH) foi feita uma análise das normas Portuguesas que através destas, identificou-se as boas práticas e criou-se uma proposta tendo em conta a realidade de Angola, os mesmos foram refinados com base nas entrevistas feitas pelo Diretor do Gabinete de Tecnologia de Informação do Ministério da Justiça e dos Direitos Humanos. Concluindo, o contributo e os benefícios deste trabalho consistem na melhor gestão de projetos de tecnologia de informação do Ministério de maneira a alcançar os objetivos estratégicos.