Application of Visual-Inertial SLAM for 3D Mapping of Underground Environments

The underground scenarios are one of the most challenging environments for accurate and precise 3d mapping where hostile conditions like absence of Global Positioning Systems, extreme lighting variations and geometrically smooth surfaces may be expected. So far, the state-of-the-art methods in underground modelling remain restricted to environments in which pronounced geometric features are abundant. This limitation is a consequence of the scan matching algorithms used to solve the localization and registration problems. This paper contributes to the expansion of the modelling capabilities to structures characterized by uniform geometry and smooth surfaces, as is the case of road and train tunnels. To achieve that, we combine some state of the art techniques from mobile robotics, and propose a method for 6DOF platform positioning in such scenarios, that is latter used for the environment modelling. A visual monocular Simultaneous Localization and Mapping (MonoSLAM) approach based on the Extended Kalman Filter (EKF), complemented by the introduction of inertial measurements in the prediction step, allows our system to localize himself over long distances, using exclusively sensors carried on board a mobile platform. By feeding the Extended Kalman Filter with inertial data we were able to overcome the major problem related with MonoSLAM implementations, known as scale factor ambiguity. Despite extreme lighting variations, reliable visual features were extracted through the SIFT algorithm, and inserted directly in the EKF mechanism according to the Inverse Depth Parametrization. Through the 1-Point RANSAC (Random Sample Consensus) wrong frame-to-frame feature matches were rejected. The developed method was tested based on a dataset acquired inside a road tunnel and the navigation results compared with a ground truth obtained by post-processing a high grade Inertial Navigation System and L1/L2 RTK-GPS measurements acquired outside the tunnel. Results from the localization strategy are presented and analyzed.

Geomecânica aplicada à estabilidade de explorações mineiras bench and fill: o caso do jazigo de Feitais, Minas de Aljustrel

Este trabalho pretende abordar a importância de um estudo geomecânico no apoio à otimização e estabilidade de explorações subterrâneas por subníveis, com criação de bancadas e posterior enchimento. O presente envolveu um estudo geológico-geotécnico em quinze galerias situadas a muro, teto e corpo da mineralização com o levantamento das características mais relevantes do maciço rochoso para aplicação das classificações geomecânicas, englobando uma amostragem de mais de 1780 descontinuidades, obtendo um modelo cartográfico subterrâneo com um panorama geral da qualidade do maciço rochoso intercetado pelas escavações nas diferentes zonas. Os dados dos levantamentos de campo levaram à criação de uma base de dados com a aplicação das classificações geomecânicas Q-System, RMR e GSI, por galeria e, em seguida, por zona, com proposta de classe de sustimento a aplicar em cada local, pelo ábaco de Barton, em conjunto com a determinação de parâmetros geomecânicos fundamentais ao refinamento do conhecimento geológico-geotécnico das unidades litológicas em estudo. Na parte final, focando a localização da massa mineralizada de Feitais é efetuada uma abordagem relativa à estabilidade das cavidades geradas pelo desmonte em bancada entre subníveis, com respetivo dimensionamento das larguras admissíveis, em condições de segurança, através da relação entre o número de estabilidade e raio hidráulico, pelo método do gráfico de estabilidade. Com esta metodologia de caracterização geológico geotécnica, é pretendido efetuar um ponto de partida à criação de um modelo geomecânico comportamental do jazigo de Feitais, Mina de Aljustrel, contando com um processo inicial de apoio ao planeamento mineiro aplicado ao método de desmonte em bancada e posterior enchimento por subníveis, atuando nos parâmetros de estabilidade e apoio à extração, favorecendo assim a segurança das operações de trabalho em conjunto com um apoio de otimização da extração.

Writing skills at secondary level. Developing an English language writing syllabus - a case study

Trabalho de projecto apresentado para o cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de mestre em Didática do Inglês

Projecto de Controladores usando Redes Neuronais

Neste documento descreve-se o projeto desenvolvido na unidade curricular de Tese e Dissertação durante o 2º ano do Mestrado de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores no ramo de Automação e Sistemas, no Departamento de Engenharia Eletrotécnica (DEE) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). O projeto escolhido teve como base o uso da tecnologia das redes neuronais para implementação em sistemas de controlo. Foi necessário primeiro realizar um estudo desta tecnologia, perceber como esta surgiu e como é estruturada. Por último, abordar alguns casos de estudo onde as redes neuronais foram aplicadas com sucesso. Relativamente à implementação, foram consideradas diferentes estruturas de controlo, e entre estas escolhidas a do sistema de controlo estabilizador e sistema de referência adaptativo. No entanto, como o objetivo deste trabalho é o estudo de desempenho quando aplicadas as redes neuronais, não se utilizam apenas estas como controlador. A análise exposta neste trabalho trata de perceber em que medida é que a introdução das redes neuronais melhora o controlo de um processo. Assim sendo, os sistemas de controlo utilizados devem conter pelo menos uma rede neuronal e um controlador PID. Os testes de desempenho são aplicados no controlo de um motor DC, sendo realizados através do recurso ao software MATLAB. As simulações efetuadas têm diferentes configurações de modo a tirar conclusões o mais gerais possível. Assim, os sistemas de controlo são simulados para dois tipos de entrada diferentes, e com ou sem a adição de ruído no sensor. Por fim, é efetuada uma análise das respostas de cada sistema implementado e calculados os índices de desempenho das mesmas.

Self-assessment of writing skills: a reliable and valid tool in an efl classroom

Trabalho de projecto apresentado para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Ensino da Língua Inglesa

Uma formação útil para a literacia no novo contexto de Bolonha

A Declaração de Bolonha (1999) obrigou a mudanças várias, reconfigurando os modelos formativos no espaço europeu do ensino superior, até 2010. A partir de 2006, em Portugal, com a criação e adequação dos cursos superiores existentes ao modelo de Bolonha, verificou-se uma generalizada redução da duração média dos diferentes ciclos de estudo e a definição de competências gerais e específicas para os cursos e estudantes. Reflecte-se sobre a importância da literacia da informação, conceito evolutivo e abrangente, que se pode traduzir, sumariamente, em saber quando e porquê se tem uma necessidade informacional, onde encontrar a informação, como avaliá-la, usá-la e comunicá-la de forma ética, incluindo as competências tecnológicas, definição que se inscreve na interdisciplinar Ciência da Informação e no comportamento informacional. Destaca-se a vantagem de uma formação para a literacia da informação no ensino superior, a qual contribuirá, certamente, para dotar os estudantes das referidas competências e melhorá-las. Defende-se a necessidade de uma desejável inter-acção entre múltiplos agentes educativos, com destaque para a trilogia estudantes, bibliotecários e professores, sendo os primeiros encarados como protagonistas activos das suas aprendizagens e devendo ser dotados de competências de literacia da informação, factor determinante para o seu sucesso. Quanto ao Bibliotecário, dotado de novas competências, entre as quais as tecnológicas, deve ser um facilitador do processo de formação para a literacia - preferencialmente integrada num projecto pedagógico e no currículo - articulando a sua acção educativa com estudantes e docentes. Corroborando a extensão educativa das Bibliotecas e aliando-a ao uso inevitável das novas tecnologias da informação e comunicação, sublinha-se o papel das Bibliotecas Digitais, que podem corresponder eficientemente aos anseios dos utilizadores no acesso a uma informação de qualidade, de forma cómoda, rápida, a baixo custo, com personalização dos serviços online, com inter-acção e socialização, através de ferramentas de edição colaborativa, típicas da Web 2.0.

Learning sustainability by developing a solar dryer for microalgae retrieval

The development of nations depends on energy consumption, which is generally based on fossil fuels. This dependency produces irreversible and dramatic effects on the environment, e.g. large greenhouse gas emissions, which in turn cause global warming and climate changes, responsible for the rise of the sea level, floods, and other extreme weather events. Transportation is one of the main uses of energy, and its excessive fossil fuel dependency is driving the search for alternative and sustainable sources of energy such as microalgae, from which biodiesel, among other useful compounds, can be obtained. The process includes harvesting and drying, two energy consuming steps, which are, therefore, expensive and unsustainable. The goal of this EPS@ISEP Spring 2013 project was to develop a solar microalgae dryer for the microalgae laboratory of ISEP. A multinational team of five students from distinct fields of study was responsible for designing and building the solar microalgae dryer prototype. The prototype includes a control system to ensure that the microalgae are not destroyed during the drying process. The solar microalgae dryer works as a distiller, extracting the excess water from the microalgae suspension. This paper details the design steps, the building technologies, the ethical and sustainable concerns and compares the prototype with existing solutions. The proposed sustainable microalgae drying process is competitive as far as energy usage is concerned. Finally, the project contributed to increase the deontological ethics, social compromise skills and sustainable development awareness of the students.

Formação para a literacia da informação: uma interactividade necessária com os media

Our aim is to analyse the relationship between interactive media and its use in Education when applied to formal training for information literacy. Contextualizing the notion of literacy in an evolving framework and emphasizing the recognition of its importance, we highlight some desirable skills in the current information society, including, inevitably, technological competencies. When considering the notion of literacy within an evolving framework and emphasizing the acknowledgement of its significance some desirable skills stand out in the current information society including, inevitably, the technological skills. We emphasize media literacy and select some strategies for teaching and learning practices recommended for the development of new skills, highlighting the contribution of some international literacy standards and describing some of the good practices in Education. We also underline the need for training within an holistic perspective, integrating student’, teachers and staff cooperation in the educational process. In this process, the potential of the Web 2.0, which grants the new information users – the prosumers (consumers and producers) a new statute, new powers and obligations, is indeed worth mentioning. Regarding the situation, we shall quote the reports on the experiences of virtual learning communities that use the moodle platform and mention several activities and programs managed by the Portuguese government to increase the citizens’ literacy’s levels. In conclusion, we point out the need for lifelong learning and the ability of individuals to “learn to learn” who therefore provide literacy with a dynamic component.

Competências a potenciar: novas formas de agir na construção do conhecimento

No âmbito duma investigação que cruza a área científica da Ciência da Informação com a Educação, elegendo como objeto de estudo a Literacia da Informação (LI), selecionaram-se um conjunto de competências de LI, reconhecidas como mais importantes e mencionadas em vasta literatura sobre o tema, com destaque para alguns Referenciais internacionais. Pretende-se averiguar qual o papel da formação ministrada em diferentes licenciaturas de uma escola de ensino superior politécnico e refletir sobre que competências são mais desenvolvidas nos estudantes de diferentes cursos, comparando aqueles que iniciam e os que terminam a sua formação. Para além dos estudantes, destaca-se, neste estudo, a intervenção dos professores das referidas licenciaturas, ambos os grupos inquiridos através de questionários online. Também os elementos responsáveis pela coordenação dos oito cursos de primeiro ciclo em análise e a bibliotecária da instituição são envolvidos, neste caso, através de entrevistas semidirigidas, contribuindo para uma investigação que se pretende o mais completa possível e com a robustez decorrente do cruzamento de vários dados. Recorrendo a uma abordagem metodológica quantitativa e qualitativa, num interessante jogo de perceções consonantes ou divergentes entre estes atores cruciais do processo educativo, os resultados e a sua interpretação permitem refletir sobre a necessidade de adotar novas posturas e atuações no complexo processo de formação e de desenvolvimento de competências de LI. Estas devem ser adequadas aos perfis desejáveis dos diplomados do ensino superior, profissionais e cidadãos que se pretende que obtenham sucesso nas diferentes áreas da sua vida, revelando-se, em suma, indivíduos infoincluídos, ativos e participativos face às mudanças, desafios e crises do século XXI.

Sustainability Improvement of a composite materials’ industry through recycling and re-engineering process approaches

Recent Advances in Mechanics and Materials in Design

Relatório de estágio em educação pré-escolar e ensino do 1º ciclo do ensino básico

presente relatório de qualificação profissional foi elaborado no âmbito da Unidade Curricular de Prática Pedagógica Supervisionada, inserida no plano de estudos do mestrado profissionalizante em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1º Ciclo do Ensino Básico. Intenta evidenciar o desenvolvimento de competências pessoais e profissionais pela estudante nos níveis educativos já referenciados, visando a construção de um perfil docente generalista. Em primeiro lugar, fundamenta-se o desenvolvimento uma ação dotada de intencionalidade num quadro teórico-concetual, construído ao longo do percurso formativo da mestranda, nos normativos legais em vigor, nas características dos contextos educativos que integrou e nos conhecimentos sobre cada criança. Posteriormente, apresenta-se através de uma análise crítica e reflexiva, o desenvolvimento vivenciado pela discente ao longo dos períodos de estágio que visava promover a progressiva autonomia e responsabilização pela ação docente. A metodologia de investigação-ação foi fundamental na construção das bases do perfil profissional da mestranda pois alicerçou o desenvolvimento da práxis e estruturou os processos de observação, planificação, ação, avaliação e reflexão. Esta metodologia e as estratégias e instrumentos formativos que a integram e que se adotaram nos dois níveis educativos fomentaram a transformação e a melhoria da prática educativa, através do desenvolvimento de competências reflexivas, investigativas e indagadoras. O processo vivenciado promoveu simultaneamente o desenvolvimento da estudante e a construção de aprendizagens por parte das crianças, constituindo-se como a primeira etapa de uma aprendizagem ao longo da vida com vista à constante adaptação e transformação do conhecimento praxeológico.

Relatório de estágio em 1º ciclo do ensino básico

No âmbito do Mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico, desenvolveu-se o presente relatório de caráter formativo, no qual foi analisada sob uma holística crítica e reflexiva, a Prática Pedagógica Supervisionada da mestranda, nos dois níveis educativos aos quais se propõe a uma profissionalidade futura – Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico. Sendo que o estágio em Educação Pré-Escolar decorreu com um grupo de crianças com idades compreendidas entre os quatro e os cinco anos de idade e o estágio em 1.º Ciclo do Ensino Básico com uma turma do 3.º ano de escolaridade, no Colégio Novo da Maia. Neste documento foi desenvolvida uma descrição, análise e reflexão das competências profissionais e pessoais que a estudante desenvolveu ao longo das suas intervenções decorrentes num processo de formação profissional. Para isto, foi exposta a ação educativa da estudante, sustentada em quadros teórico e conceptuais já desenvolvidos; nos normativos legais; e características dos contextos educativos, ambiente educativo e respetivas crianças/alunos. Neste sentido, a mestranda fundamentou as suas práxis desenvolvidas em dois contextos de estágio diferentes, na metodologia de investigação-ação, numa constante postura crítica, reflexiva, investigativa e indagatória, nas diferentes fases que caraterizam esta metodologia. Ao longo da realização dos dois estágios procurou-se uma construção e reconstrução contínua de aprendizagens potenciadoras de um crescimento profissional enquanto docente generalista e de práticas geradoras de aprendizagens mais significativas por parte das crianças e alunos dos diferentes contextos

Process engineering of liver cells for drug testing applications

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Bioengenharia

A comparison between thin film solar cells made from co-evaporated CuIn1-xGaxSe2using a one-stage process versus a three-stage process

Until this day, the most efficient Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells have been prepared using a rather complex growth process often referred to as three-stage or multistage. This family of processes is mainly characterized by a first step deposited with only In, Ga and Se flux to form a first layer. Cu is added in a second step until the film becomes slightly Cu-rich, where-after the film is converted to its final Cu-poor composition by a third stage, again with no or very little addition of Cu. In this paper, a comparison between solar cells prepared with the three-stage process and a one-stage/in-line process with the same composition, thickness, and solar cell stack is made. The one-stage process is easier to be used in an industrial scale and do not have Cu-rich transitions. The samples were analyzed using glow discharge optical emission spectroscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, current–voltage-temperature, capacitance-voltage, external quantum efficiency, transmission/reflection, and photoluminescence. It was concluded that in spite of differences in the texturing, morphology and Ga gradient, the electrical performance of the two types of samples is quite similar as demonstrated by the similar J–V behavior, quantum spectral response, and the estimated recombination losses.

A Publicidade no Ensino do Inglês no 1.º Ciclo: uma abordagem didática

Numa era de globalização, de desenvolvimento tecnológico exponencial e de consumismo exacerbado, a publicidade conquistou o quotidiano das sociedades modernas e seduziu, também, as nossas crianças. Subjacente ao paradigma de que o comportamento humano dá respostas favoráveis a estímulos adequados e apresentados com oportunidade e habilidade (Caetano et al., 2011), colocamos a hipótese de utilização didática de anúncios publicitários na aula de Inglês para o desenvolvimento de competências comunicativas. Este projeto assentou no aproveitamento do potencial que a publicidade oferece, tendo em conta, por um lado, a envolvência sedutora que a torna um meio privilegiado para captar a atenção e veicular informação e, por outro, a prevalência de palavras em Inglês que nela se observa. O estudo, de natureza qualitativa, é o resultado de uma investigação-ação, na qual adotamos uma metodologia baseada num modelo descritivo e interpretativo, através de métodos qualitativos de recolha de dados e análise de informação, que teve como participantes crianças do 4.º ano de escolaridade. Desenvolvemos questionários, como instrumentos de recolha de dados, aplicados a professores e alunos. Construímos, igualmente, guiões de atividades com sugestões de exploração da publicidade no ensino da língua. Comprovamos que a publicidade, aliada ao Inglês, pode ser um valioso recurso no desenvolvimento e aprendizagem das crianças, pois é um material autêntico, motivador, atrai a atenção, possibilita o contacto com situações reais, envolve linguagem verbal e não-verbal e permite a exploração de diferentes temas, o que contribui, certamente, para a compreensão intercultural, a mobilização de saberes e o desenvolvimento do espírito crítico.