Das máquinas de ensinar aos netbooks: tradição, inovação e tradução

Este estudo tem como objetivo focalizar o Programa Um Computador por Aluno (PROUCA), buscando observar nas práticas pedagógicas de uma escola da rede municipal do Rio de Janeiro os processos de ressignificação e recontextualização, empreendidos naquele espaço. O PROUCA é desenvolvido em âmbito mundial, mas chegou à escola do município do Rio de Janeiro somente em 2010, enquanto a rede estadual já contava com o mesmo em algumas unidades escolares há mais tempo. Embasando-me em autores como McLaren (2000), Geertz (2008), André (2010), dentre outros, desde meados de 2010 e até o final do ano de 2012, foi desenvolvida uma pesquisa de cunho etnográfico na primeira escola do município do Rio de Janeiro a receber o PROUCA. No que se refere aos aspectos metodológicos, além da observação sistemática do cotidiano da Escola Conecta, foram utilizados recursos como conversas informais, entrevistas gravadas e transcritas, fotografias, participação em atividades da escola, além da coleta de informações em bibliografias específicas e consulta das matérias divulgadas pelo site oficial do PROUCA e do site do One Laptop per Child (OLPC), projeto que inspirou o PROUCA. Busco apoio em alguns dos aportes teórico-analíticos da Teoria do Discurso (TD) de Ernesto Laclau (2006, 2010, 2011, 2013) no sentido de fornecer subsídios interpretativos para significantes que aparecem nos discursos que circulavam nos espaços de realização da pesquisa, relacionando-os ao uso das tecnologias. No contato com a Escola, pude observar as dificuldades e as estratégias desenvolvidas para se colocar em prática e utilizar estes equipamentos tanto pelos/as alunos/as quanto pelos/as professores/as e os problemas relacionados à produção de um currículo escolar que atenda à atual política de resultados. Tais propostas apresentam-se vinculadas à idéia de inovação pedagógica e tentando entender como esta inovação de fato se deu, focalizei o caso do PROUCA e seu discurso de inclusão digital, entendendo-o como um discurso híbrido que tenta se fixar como inovador

Lógica nebulosa aplicada a um sistema de detecção de intrusos em computação em nuvem.

O objetivo deste trabalho é avaliar os riscos de ocorrências de intrusos em um sistema de computação em nuvem para sistemas distribuídos utilizando lógica nebulosa. A computação em nuvem é um tema que vem sendo bastante abordado e vem alavancando discussões calorosas, tanto na comunidade acadêmica quanto em palestras profissionais. Embora essa tecnologia esteja ganhando mercado, alguns estudiosos encontram-se céticos afirmando que ainda é cedo para se tirar conclusões. Isto se deve principalmente por causa de um fator crítico, que é a segurança dos dados armazenados na nuvem. Para esta dissertação, foi elaborado um sistema distribuído escrito em Java com a finalidade de controlar um processo de desenvolvimento colaborativo de software na nuvem, o qual serviu de estudo de caso para avaliar a abordagem de detecção de intrusos proposta. Este ambiente foi construído com cinco máquinas (sendo quatro máquinas virtuais e uma máquina real). Foram criados dois sistemas de inferência nebulosos, para análise de problemas na rede de segurança implementados em Java, no ambiente distribuído. Foram realizados diversos testes com o intuito de verificar o funcionamento da aplicação, apresentando um resultado satisfatório dentro dessa metodologia.

Síntese de árvores de padrões Fuzzy através de Programação Genética Cartesiana.

Esta dissertação apresenta um sistema de indução de classificadores fuzzy. Ao invés de utilizar a abordagem tradicional de sistemas fuzzy baseados em regras, foi utilizado o modelo de Árvore de Padrões Fuzzy(APF), que é um modelo hierárquico, com uma estrutura baseada em árvores que possuem como nós internos operadores lógicos fuzzy e as folhas são compostas pela associação de termos fuzzy com os atributos de entrada. O classificador foi obtido sintetizando uma árvore para cada classe, esta árvore será uma descrição lógica da classe o que permite analisar e interpretar como é feita a classificação. O método de aprendizado originalmente concebido para a APF foi substituído pela Programação Genética Cartesiana com o intuito de explorar melhor o espaço de busca. O classificador APF foi comparado com as Máquinas de Vetores de Suporte, K-Vizinhos mais próximos, florestas aleatórias e outros métodos Fuzzy-Genéticos em diversas bases de dados do UCI Machine Learning Repository e observou-se que o classificador APF apresenta resultados competitivos. Ele também foi comparado com o método de aprendizado original e obteve resultados comparáveis com árvores mais compactas e com um menor número de avaliações.

Avaliação de desempenho de plataformas de virtualização de redes.

O objetivo desta dissertação é avaliar o desempenho de ambientes virtuais de roteamento construídos sobre máquinas x86 e dispositivos de rede existentes na Internet atual. Entre as plataformas de virtualização mais utilizadas, deseja-se identificar quem melhor atende aos requisitos de um ambiente virtual de roteamento para permitir a programação do núcleo de redes de produção. As plataformas de virtualização Xen e KVM foram instaladas em servidores x86 modernos de grande capacidade, e comparadas quanto a eficiência, flexibilidade e capacidade de isolamento entre as redes, que são os requisitos para o bom desempenho de uma rede virtual. Os resultados obtidos nos testes mostram que, apesar de ser uma plataforma de virtualização completa, o KVM possui desempenho melhor que o do Xen no encaminhamento e roteamento de pacotes, quando o VIRTIO é utilizado. Além disso, apenas o Xen apresentou problemas de isolamento entre redes virtuais. Também avaliamos o efeito da arquitetura NUMA, muito comum em servidores x86 modernos, sobre o desempenho das VMs quando muita memória e núcleos de processamento são alocados nelas. A análise dos resultados mostra que o desempenho das operações de Entrada e Saída (E/S) de rede pode ser comprometido, caso as quantidades de memória e CPU virtuais alocadas para a VM não respeitem o tamanho dos nós NUMA existentes no hardware. Por último, estudamos o OpenFlow. Ele permite que redes sejam segmentadas em roteadores, comutadores e em máquinas x86 para que ambientes virtuais de roteamento com lógicas de encaminhamento diferentes possam ser criados. Verificamos que ao ser instalado com o Xen e com o KVM, ele possibilita a migração de redes virtuais entre diferentes nós físicos, sem que ocorram interrupções nos fluxos de dados, além de permitir que o desempenho do encaminhamento de pacotes nas redes virtuais criadas seja aumentado. Assim, foi possível programar o núcleo da rede para implementar alternativas ao protocolo IP.

Precondicionadores baseados na aproximação da inversa.

Neste trabalho de dissertação apresentaremos uma classe de precondicionadores baseados na aproximação esparsa da inversa da matriz de coecientes, para a resolução de sistemas lineares esparsos de grandes portes através de métodos iterativos, mais especificamente métodos de Krylov. Para que um método de Krylov seja eficiente é extremamente necessário o uso de precondicionadores. No contexto atual, onde computadores de arquitetura híbrida são cada vez mais comuns temos uma demanda cada vez maior por precondicionadores paralelizáveis. Os métodos de inversa aproximada que serão descritos possuem aplicação paralela, pois so dependem de uma operação de produto matriz-vetor, que é altamente paralelizável. Além disso, alguns dos métodos também podem ser construídos em paralelo. A ideia principal é apresentar uma alternativa aos tradicionais precondicionadores que utilizam aproximações dos fatores LU, que apesar de robustos são de difícil paralelização.

Gene function prediction from synthetic lethality networks via ranking on demand.

MOTIVATION: Synthetic lethal interactions represent pairs of genes whose individual mutations are not lethal, while the double mutation of both genes does incur lethality. Several studies have shown a correlation between functional similarity of genes and their distances in networks based on synthetic lethal interactions. However, there is a lack of algorithms for predicting gene function from synthetic lethality interaction networks. RESULTS: In this article, we present a novel technique called kernelROD for gene function prediction from synthetic lethal interaction networks based on kernel machines. We apply our novel algorithm to Gene Ontology functional annotation prediction in yeast. Our experiments show that our method leads to improved gene function prediction compared with state-of-the-art competitors and that combining genetic and congruence networks leads to a further improvement in prediction accuracy.

Effects of rotating inlet distortion on multistage compressor stability

In multi-spool engines, rotating stall in an upstream compressor will impose a rotating distortion on the downstream compressor, thereby affecting its stability margin. In this paper experiments are described in which this effect was simulated by a rotating screen upstream of several multistage low-speed compressors. The measurements are complemented by, and compared with, a theoretical model of multistage compressor response to speed and direction of rotation of an inlet distortion. For co-rotating distortions (i.e., distortions rotating in the same direction as rotor rotation), experiments show that the compressors exhibited significant loss in stability margin and that they could be divided into two groups according to their response. The first group exhibited a single peak in stall margin degradation when the distortion speed corresponded to roughly 50% of rotor speed. The second group showed two peaks in stall margin degradation corresponding to distortion speeds of approximately 25-35% and 70-75% of rotor speed. These new results demonstrate that multistage compressors can have more than a single resonant response. Detailed measurements suggest that the two types of behavior are linked to differences between the stall inception processes observed for the two groups of compressors and that a direct connection thus exists between the observed forced response and the unsteady flow phenomena at stall onset. For counter-rotational distortions, all the compressors tested showed minimal loss of stability margin. The results imply that counter-rotation of the fan and core compressor, or LP and HP compressors, could be a worthwhile design choice. Calculations based on the two-dimensional theoretical model show excellent agreement for the compressors which had a single peak for stall margin degradation. We take this first-of-a-kind comparison as showing that the model, though simplified, captures the essential fluid dynamic features of the phenomena. Agreement is not good for compressors which had two peaks in the curve of stall margin shift versus distortion rotation speed. The discrepancy is attributed to the three-dimensional and short length scale nature of the stall inception process in these machines; this includes phenomena that have not yet been addressed in any model.

Superconducting micro-bearings

This paper presents research into superconducting Micro-Bearings for MEMS systems. Advanced silicon processing techniques developed for the Very Large Scale Integration (VLSI) industry have been exploited in recent years to enable the production of micro-engineered moving mechanical systems. These devices commonly known as Micro-ElectroMechanical Systems (MEMS) have many potential advantages. In many respects the effect of scaling a machine from macro-sized to micro-sized are either neutral or beneficial. However in one important respect the scaling produces a severely detrimental effect. That respect is in the tribology and the subsequent wear on the high speed rotating machines. This leads to very short device lifetimes. This paper presents results obtained from a MEMS motor supported on superconducting bearings. The bearings are self-positioning, relying on, the Meissner effect to provide a levitation force which moves the rotor into position and flux pinning to provide stability thereafter. The rotor is driven by a simple electrostatic type motor in which photo resist is used to pattern the motor poles directly onto the rotor. © 2005 IEEE.

Tribological properties of mems materials measured on a small-scale device

Micro-electro-mechanical systems, MEMS, is a rapidly growing interdisciplinary technology within the general field of Micro-Systems Technology which deals with the design and manufacture of miniaturised machines with major dimensions at the scale of tens, to perhaps hundreds, of microns. Because they depend on the cube of a representative dimension, component masses and inertias rapidly become small as size decreases whereas surface and tribological effects, which often depend on area, become increasingly important. Although MEMS components and their areas of contact are small, tribological conditions, measured by contact pressures or acceptable wear rates, are demanding and technical and commercial success will require careful measurement and precise control of surface topography and properties. Fabrication of small numbers of MEMS devices designed to test potential material combinations can be prohibitively expensive and thus there is a need for small scale test facilities which mimic the contact conditions within a micro-machine without themselves requiring processing within a full semiconductor foundry. The talk will illustrate some initial experimental results from a small-scale experimental device which meets these requirements, examining in particular the performance of Diamond-Like-Carbon coatings on a silicon substrate. Copyright © 2005 by ASME.

Power losses in small inverter-fed induction motors

This paper presents the results of experimental and simulation investigations of the breakdown of losses in a small inverter fed induction motor. Factors that are considered include the impact of skew, excitation voltage waveform shape and PWM switching frequency. Detailed finite element simulations of the motor performance are carried out for the various conditions, with simulation results compared to calorimetric test results. © 2005 IEEE.

Monitoring tunnel deformation induced by close-proximity bored tunneling using distributed optical fiber strain measurements

The paper describes the use of optical fiber Brillouin Optical Time Domain Reflectometry (BOTDR) to monitor the strain distribution in an existing tunnel while a twin tunnel was bored at close-proximity. The twin circular bored tunnels between Serangoon and Bartley stations on the new Circle Line Stage 3 subway in Singapore were constructed at close-proximity to avoid underpinning the foundations of adjacent buildings. The minimum clear separation of the two tunnels is 2.3m (0.4 times the tunnel diameter). The Outer Tunnel was constructed first, followed by the Inner Tunnel, with the earth-pressure balance tunnel boring machines maintained at a minimum of 100m apart. In this trial application of BOTDR, the strain distribution along the Outer Tunnel was measured, in order to monitor its deformation due to the boring of the Inner Tunnel at close-proximity. The aim of the trial application was to determine the practicality of this monitoring method for future use in 'live' tunnels. This paper compares the measurements obtained from optical fiber BOTDR with conventional methods of tunnel monitoring and describes preliminary installation and workmanship guidelines derived from lessons learnt during this trial. © 2007 ASCE.

AC losses of superconducting racetrack coil in various magnetic conditions

High-temperature superconductors have created the opportunity for a step change in the technology of power applications. Racetrack superconducting coils made from YBCO coated conductors have been used in several engineering applications including SMES, rotor or stator windings of electric machines. AC loss is one of the most important factors that determine the design and performance of superconducting devices. In this paper, a numerical model is developed to calculate the AC losses in superconducting racetrack coils in different magnetic conditions. This paper first discusses the AC losses of the coils in self-field or external field only. It then goes to investigate the AC losses of the coils being exposed to AC ripple field and a DC background field. Finally, the AC losses of the coils carrying DC current and being exposed to AC field are calculated. These two scenarios correspond to using superconducting coils as the rotor field winding of an electric machine. © 2010 IEEE.

Optimisation of fuel usage and steam availability in the power and steam plant of a paper mill

This paper presents the results of a project aimed at minimising fuel usage while maximising steam availability in the power and steam plant of a large newsprint mill. The approach taken was to utilise the better regulation and plant wide optimisation capabilities of Advanced Process Control, especially Model Predictive Control (MPC) techniques. These have recently made their appearance in the pulp and paper industry but are better known in the oil and petrochemical industry where they have been used for nearly 30 years. The issue in the power and steam plant is to ensure that sufficient steam is available when the paper machines require it and yet not to have to waste too much steam when one or more of the machines suffers an outage. This is a problem for which MPC is well suited. It allows variables to be kept within declared constraint ranges, a feature which has been used, effectively, to increase the steam storage capacity of the existing plant. This has resulted in less steam being condensed when it is not required and in significant reductions in the need for supplementary firing. The incidence of steam being dump-condensed while also supplementary firing the Combined Heat & Power (CHP) plant has been reduced by 95% and the overall use of supplementary firing is less than 30% of what it was. In addition the plant runs more smoothly and requires less operator time. The yearly benefit provided by the control system is greater than £200,000, measured in terms of 2005 gas prices.

Unstable behavior of low and high speed compressors

By far the greater part of our understanding about stall and surge in axial compressors comes from work on low-speed laboratory machines. As a general rule, these machines do not model the compressibility effects present in high-speed compressors and therefore doubt has always existed about the application of low-speed results to high-speed machines. In recent years interest in active control has led to a number of studies of compressor stability in engine type compressors. This paper presents new data from an eight-stage fixed geometry engine compressor and compares this with low-speed laboratory data.

Design method of an innovative motor for an intra-aortic ventricular assist device

A permanent-magnet motor has been designed for an innovative axial-flow ventricular assist device (VAD), to be placed in the descending aorta, intended to offload the left ventricle and augment renal perfusion in patients with congestive heart failure (CHF). For this application, an intra-aortic impeller with a built-in permanent magnet rotor is driven by an extraaortic stator working in synchronism with the natural heart. To meet this need, a two-dimensional analytical model has been developed in the MATLAB environment to estimate machine parameters; finite element analysis (FEA) has been used to refine the results. A prototype blood pump equipped with an innovative motor designed from the procedure above has been tested in a mock loop representing the human circulatory system. The performance of VAD incorporating the motor is presented. © 2009 IEEE.