Desenvolvimento de um algoritmo para identificação e correção de spikes em espectroscopia Raman de imagem

Raman imaging spectroscopy is a highly useful analytical tool that provides spatial and spectral information on a sample. However, CCD detectors used in dispersive instruments present the drawback of being sensitive to cosmic rays, giving rise to spikes in Raman spectra. Spikes influence variance structures and must be removed prior to the use of multivariate techniques. A new algorithm for correction of spikes in Raman imaging was developed using an approach based on comparison of nearest neighbor pixels. The algorithm showed characteristics including simplicity, rapidity, selectivity and high quality in spike removal from hyperspectral images.

Resultados preliminares de um algoritmo para ablação de lente de contato personalizada

OBJETIVO: Desenvolver simulação computadorizada de ablação para produzir lentes de contato personalizadas a fim de corrigir aberrações de alta ordem. MÉTODOS: Usando dados reais de um paciente com ceratocone, mensurados em um aberrômetro ("wavefront") com sensor Hartmann-Shack, foram determinados as espessuras de lentes de contato que compensam essas aberrações assim como os números de pulsos necessários para fazer ablação as lentes especificamente para este paciente. RESULTADOS: Os mapas de correção são apresentados e os números dos pulsos foram calculados, usando feixes com a largura de 0,5 mm e profundidade de ablação de 0,3 µm. CONCLUSÕES: Os resultados simulados foram promissores, mas ainda precisam ser aprimorados para que o sistema de ablação "real" possa alcançar a precisão desejada.

Programming internet based DAI applications in Qu-Prolog

This paper presents the unique collection of additional features of Qu-Prolog, a variant of the Al programming language Prolog, and illustrates how they can be used for implementing DAI applications. By this we mean applications comprising communicating information servers, expert systems, or agents, with sophisticated reasoning capabilities and internal concurrency. Such an application exploits the key features of Qu-Prolog: support for the programming of sound non-clausal inference systems, multi-threading, and high level inter-thread message communication between Qu-Prolog query threads anywhere on the internet. The inter-thread communication uses email style symbolic names for threads, allowing easy construction of distributed applications using public names for threads. How threads react to received messages is specified by a disjunction of reaction rules which the thread periodically executes. A communications API allows smooth integration of components written in C, which to Qu-Prolog, look like remote query threads.

The Qu-Prolog unification algorithm: Formalisation and correctness

Qu-Prolog is an extension of Prolog which performs meta-level computations over object languages, such as predicate calculi and lambda-calculi, which have object-level variables, and quantifier or binding symbols creating local scopes for those variables. As in Prolog, the instantiable (meta-level) variables of Qu-Prolog range over object-level terms, and in addition other Qu-Prolog syntax denotes the various components of the object-level syntax, including object-level variables. Further, the meta-level operation of substitution into object-level terms is directly represented by appropriate Qu-Prolog syntax. Again as in Prolog, the driving mechanism in Qu-Prolog computation is a form of unification, but this is substantially more complex than for Prolog because of Qu-Prolog's greater generality, and especially because substitution operations are evaluated during unification. In this paper, the Qu-Prolog unification algorithm is specified, formalised and proved correct. Further, the analysis of the algorithm is carried out in a frame-work which straightforwardly allows the 'completeness' of the algorithm to be proved: though fully explicit answers to unification problems are not always provided, no information is lost in the unification process.

Multi-threading and message communication in Qu-Prolog

This paper presents the multi-threading and internet message communication capabilities of Qu-Prolog. Message addresses are symbolic and the communications package provides high-level support that completely hides details of IP addresses and port numbers as well as the underlying TCP/IP transport layer. The combination of the multi-threads and the high level inter-thread message communications provide simple, powerful support for implementing internet distributed intelligent applications.

Using clusters of computers for large QU-GENE simulation experiments

The QU-GENE Computing Cluster (QCC) is a hardware and software solution to the automation and speedup of large QU-GENE (QUantitative GENEtics) simulation experiments that are designed to examine the properties of genetic models, particularly those that involve factorial combinations of treatment levels. QCC automates the management of the distribution of components of the simulation experiments among the networked single-processor computers to achieve the speedup.

Proposta de um algoritmo GPC adaptativo com baixo custo computacional

Esta dissertação propõe um algoritmo do Controlador Preditivo Generalizado (GPC) com horizonte de controle igual a um para ser aplicado em plantas industriais com modelos variantes no tempo, simples o su ficiente para ser implementado em Controlador Lógico Programável (PLC). A solução explícita do controlador é obtida em função dos parâmetros do modelo e dos parâmetros de sintonia do GPC (horizonte nal de predição hp e o fator de supressão do sinal de controle ), além das entradas e saídas presentes e passadas. A sintonia do fator de supressão e do horizonte de previsão GPC é feita através do lugar das raízes da equação característica do sistema em malha fechada, sempre que os parâmetros do modelo da planta industrial (estável ou instável em malha aberta) forem modificados.

Um algoritmo PSO híbrido para planejamento de caminhos em navegação de veículos utilizando A*

Utilizar robôs autônomos capazes de planejar o seu caminho é um desafio que atrai vários pesquisadores na área de navegação de robôs. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo implementar um algoritmo PSO híbrido para o planejamento de caminhos em ambientes estáticos para veículos holonômicos e não holonômicos. O algoritmo proposto possui duas fases: a primeira utiliza o algoritmo A* para encontrar uma trajetória inicial viável que o algoritmo PSO otimiza na segunda fase. Por fim, uma fase de pós planejamento pode ser aplicada no caminho a fim de adaptá-lo às restrições cinemáticas do veículo não holonômico. O modelo Ackerman foi considerado para os experimentos. O ambiente de simulação de robótica CARMEN (Carnegie Mellon Robot Navigation Toolkit) foi utilizado para realização de todos os experimentos computacionais considerando cinco instâncias de mapas geradas artificialmente com obstáculos. O desempenho do algoritmo desenvolvido, A*PSO, foi comparado com os algoritmos A*, PSO convencional e A* Estado Híbrido. A análise dos resultados indicou que o algoritmo A*PSO híbrido desenvolvido superou em qualidade de solução o PSO convencional. Apesar de ter encontrado melhores soluções em 40% das instâncias quando comparado com o A*, o A*PSO apresentou trajetórias com menos pontos de guinada. Investigando os resultados obtidos para o modelo não holonômico, o A*PSO obteve caminhos maiores entretanto mais suaves e seguros.

Efeito da acidificação nas propriedades físico-químicas e funcionais do amido de sementes de manga (Mangifera indica L.), variedade Tommy Atkins

No processamento industrial da manga, os subprodutos, caroço e casca são, normalmente, descartados sem o devido aproveitamento. O objetivo deste trabalho foi investigar as características físico-químicas e funcionais dos amidos nativo e acidificado do caroço (amêndoa) de manga, da variedade Tommy Atkins, pesquisando uma nova fonte de amido e formas de melhorá-la e contribuir para a utilização de resíduos da indústria alimentícia. As amêndoas foram retiradas manualmente dos caroços de manga e procedeu-se a extração do amido. O amido nativo foi acidificado, sendo o agente promotor da modificação o ácido clorídrico. Verificou-se a composição química do amido nativo. Determinaram-se também as propriedades funcionais e de pasta do amido nativo e do acidificado. Para a composição centesimal, o amido nativo apresentou 71,56% de amido, 7,30% de lipídeos e 5,6% de proteínas. Os amidos nativo e acidificado demonstraram baixa resistência à elevação da temperatura, com intumescimento máximo a 75 oC, sendo seus valores 9,395 e 6,861 g/g, respectivamente. A solubilidade mostrou-se crescente, à medida que houve elevação da temperatura, sendo seu valor máximo 48,03% para o amido acidificado. O amido nativo expôs maior capacidade de absorção de água, óleo e claridade da pasta. O referido amido ainda apresentou maior pico de viscosidade, viscosidade mínima, quebra de viscosidade, viscosidade final, retrogradação e temperatura de pasta do que os do amido acidificado. O amido nativo pode ser indicado para compor sopas desidratadas e produtos cárneos, enquanto o acidificado pode ser usado em alimentos congelados e refrigerados e na indústria de balas.

Medir o cérebro, para quê?

Várias são as “janelas” da Ressonância Magnética (RM) que hoje têm aplicação na clínica. Servem para fundamentar o diagnóstico (p.e., da encefalopatia microvascular do idoso), o prognóstico (p.e., do declínio cognitivo), a terapêutica (p.e., da desmielinização primária). Com elas também poderemos aceder ao estudo fiável da substância branca aparentemente normal (T2 convencional), o que será importante para prever a evolução. Havendo, agora, uma outra contrastização quantificável – sem T1 nem T2 –, a designação genérica dos métodos será RMq. Duas são as nossas interrogações durante a execução e interpretação da RMq. A primeira, de índole executiva, questiona o enquadramento clínico destes estudos estruturais? De modo isolado ou partilhado? Opinamos que as duas “janelas” da RMq serão complementares e, por isso, de comum aplicação por rotina – transferência da magnetização (TM) e difusão protónica (D/ADC). Por que as consideramos complementares entre si? Porque cada uma, a seu modo, ou seja, pela interacção da água ligada às macromoléculas, na TM, e pelo movimento molecular activo, na D/ADC, é propícia à medição da estrutura e da neurobiologia. Para ambas, o substrato será a célula com a membrana de mielina e a água, que lhe estar estará associada. Então, a RMq será uma sonda in vivo para a função. A interrogação interpretativa prende-se com a analogia entre a estrutura, que pretendemos ler, e a neurobiologia, que supomos deduzir. Tal resposta tem uma praxis muito estrita, porque a RMq estuda o cérebro vivo e contido no crânio. O conhecimento terá o seu episteme não só na Clínica, que o lidera, mas também na Imagiologia, que connosco recriará os protocolos de investigação.

Algoritmo de lanczos na variedade de grassmann

O problema do cálculo de valores próprios, vectores próprios e subespaços invariantes está presente em áreas tão diversas como Engenharia, Física, Ciências de Computação e Matemática. Considerando a importância deste problema em tantas aplicações práticas, não é de surpreender que tenha sido e continue a ser objecto de intensa investigação, dando corpo a uma literatura muito vasta. Desenvolvemos um novo algoritmo de Lanczos na variedade de Grassmann. Este trabalho surgiu na sequência de um artigo de A. Edelman, T. A. Arias and S. T. Smith, The geometry of algorithms with orthogonality constraints, onde apresentam um novo algoritmo do gradiente conjugado na variedade de Grassmann. Desenvolveram um enquadramento geométrico o que ofereceu uma nova aproximação aos algoritmos numéricos envolvendo restrições de ortogonalidade. Ora, estando o método de Lanczos e o método dos gradientes conjugados intimamente relacionados, e sendo um dos principais problemas do método de Lanczos a perda de ortogonalidade, surgiu a ideia de tentar verificar se algum dos algoritmos de Lanczos seria uma iteração na variedade de Grassmann.

Otimização de um sistema de "Free-Cooling" de uma instalação de climatização: incluindo a definição de um algoritmo de controlo de funcionamento

A utilização de equipamentos de climatização é cada vez mais frequente, e surgem novas tecnologias para aumentar a eficiência do processo, e neste caso, a opção da instalação de um sistema de Unidade de Tratamento de Ar com Economizador é a fundamental temática deste trabalho de dissertação. O “Free-Cooling” baseia-se na utilização total ou parcial do ar exterior para proceder à climatização de um espaço, quando se verificam as condições ótimas para o processo, e quando o sistema apresenta um controlador que permita gerir a abertura dos registos face à temperatura exterior e interior medida. A análise das condições exteriores e interiores é fundamental para dimensionar um Economizador. É necessário determinar o tipo de clima do local para fazer a seleção do tipo de controlo do processo, e recolher também, o perfil de temperaturas exterior para justificar a utilização de “Free-Cooling” no local. A determinação das condições interiores como a quantificação da utilização da iluminação, ocupação e equipamentos, é necessária para determinar a potência das baterias de arrefecimento ou aquecimento, e no caso de ser utilizado “Free-Cooling”, determinar o caudal de ar exterior a insuflar. O balanço térmico das instalações explicita todas as cargas influentes no edifício, e permite quantificar a potência necessária para climatização. Depois, adicionando o Economizador no sistema e comparando os dois sistemas, verifica-se a redução dos custos de utilização da bateria de arrefecimento. O desenvolvimento de um algoritmo de controlo é fundamental para garantir a eficiência do Economizador, onde o controlo dos registos de admissão e retorno de ar é obrigatoriamente relacionado com a leitura dos sensores de temperatura exterior e interior. A quantidade de ar novo insuflado no espaço depende, por fim, da relação entre a carga sensível do local e a diferença de temperatura lida entre os dois sensores.

Estudo dosimétrico comparativo do Acuros® XB: algoritmo avançado de cálculo de dose com o AAA – Anisotropic Analytical Alghorithm, em tratamentos de radioterapia externa com a técnica de RapidArc™

Mestrado em Radioterapia.