Amostragem Adaptativa em Redes de Sensores

Uma nova área tecnológica está em crescente desenvolvimento. Esta área, denominada de internet das coisas, surge na necessidade de interligar vários objetos para uma melhoria a nível de serviços ou necessidades por parte dos utilizadores. Esta dissertação concentra-se numa área específica da tecnologia internet das coisas que é a sensorização. Esta rede de sensorização é implementada pelo projeto europeu denominado de Future Cities [1] onde se cria uma infraestrutura de investigação e validação de projetos e serviços inteligentes na cidade do Porto. O trabalho realizado nesta dissertação insere-se numa das plataformas existentes nessa rede de sensorização: a plataforma de sensores ambientais intitulada de UrbanSense. Estes sensores ambientais que estão incorporados em Data Collect Unit (DCU), também denominados por nós, medem variáveis ambientais tais como a temperatura, humidade, ozono e monóxido de carbono. No entanto, os nós têm recursos limitados em termos de energia, processamento e memória. Apesar das grandes evoluções a nível de armazenamento e de processamento, a nível energético, nomeadamente nas baterias, não existe ainda uma evolução tão notável, limitando a sua operacionalidade [2]. Esta tese foca-se, essencialmente, na melhoria do desempenho energético da rede de sensores UrbanSense. A principal contribuição é uma adaptação do protocolo de redes Ad Hoc OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) para ser usado por nós alimentados a energia renovável, de forma a aumentar a vida útil dos nós da rede de sensorização. Com esta contribuição é possível obter um maior número de dados durante períodos de tempo mais longos, aproximadamente 10 horas relativamente às 7 horas anteriores, resultando numa maior recolha e envio dos mesmos com uma taxa superior, cerca de 500 KB/s. Existindo deste modo uma aproximação analítica dos vários parâmetros existentes na rede de sensorização. Contudo, o aumento do tempo de vida útil dos nós sensores com recurso à energia renovável, nomeadamente, energia solar, incrementa o seu peso e tamanho que limita a sua mobilidade. Com o referido acréscimo a determinar e a limitar a sua mobilidade exigindo, por isso, um planeamento prévio da sua localização. Numa primeira fase do trabalho analisou-se o consumo da DCU, visto serem estes a base na infraestrutura e comunicando entre si por WiFi ou 3G. Após uma análise dos protocolos de routing com iv suporte para parametrização energética, a escolha recaiu sobre o protocolo OLSR devido à maturidade e compatibilidade com o sistema atual da DCU, pois apesar de existirem outros protocolos, a implementação dos mesmos, não se encontram disponível como software aberto. Para a validação do trabalho realizado na presente dissertação, é realizado um ensaio prévio sem a energia renovável, para permitir caracterização de limitações do sistema. Com este ensaio, tornou-se possível verificar a compatibilidade entre os vários materiais e ajustamento de estratégias. Num segundo teste de validação é concretizado um ensaio real do sistema com 4 nós a comunicar, usando o protocolo com eficiência energética. O protocolo é avaliado em termos de aumento do tempo de vida útil do nó e da taxa de transferência. O desenvolvimento da análise e da adaptação do protocolo de rede Ad Hoc oferece uma maior longevidade em termos de tempo de vida útil, comparando ao que existe durante o processamento de envio de dados. Apesar do tempo de longevidade ser inferior, quando o parâmetro energético se encontra por omissão com o fator 3, a realização da adaptação do sistema conforme a energia, oferece uma taxa de transferência maior num período mais longo. Este é um fator favorável para a abertura de novos serviços de envio de dados em tempo real ou envio de ficheiros com um tamanho mais elevado.

Políticas de amostragem em controlo estatístico da qualidade

Nesta Dissertação apresentam-se e estudam-se, de uma forma crítica, dois novos métodos de amostragem adaptativa e uma nova medida de desempenho de métodos de amostragem, no contexto do controlo estatístico da qualidade. Considerando como base uma carta de controlo para a média do tipo Shewhart, estudamos as suas propriedades estatísticas e realizamos estudos comparativos, em termos do seu desempenho estatístico, com alguns dos métodos mais referenciados na literatura.Inicialmente, desenvolvemos um novo método adaptativo de amostragem no qual os intervalos entre amostras são obtidos com base na função densidade da distribuição de Laplace reduzida. Este método revela-se, particularmente, eficiente na deteção de moderadas e grandes alterações da média, pouco sensível à limitação do menor intervalo de amostragem e robusto face a diferentes situações consideradas para a não normalidade da característica da qualidade. Em determinadas situações, este método é sempre mais eficiente do que o método com intervalos de amostragem adaptativos,dimensões amostrais fixas e coeficientes dos limites de controlo fixos. Tendo como base o método de amostragem definido no ponto anterior e um método no qual os intervalos de amostragem são definidos antes do início do controlo do processo com base na taxa cumulativa de risco do sistema, apresentamos um novo método de amostragem que combina o método de intervalos predefinidos com o método de intervalos adaptativos. Neste método, os instantes de amostragem são definidos pela média ponderada dos instantes dos dois métodos, atribuindo-se maior peso ao método adaptativo para alterações moderadas (onde o método predefinido é menos eficaz) e maior peso ao método predefinido nos restantes casos (onde o método adaptativo é menos eficaz). Desta forma, os instantes de amostragem, inicialmente calendarizados de acordo com as expectativas de ocorrência de uma alteração tomando como base a distribuição do tempo de vida do sistema, são adaptados em função do valor da estatística amostral calculada no instante anterior. Este método é sempre mais eficiente do que o método periódico clássico, o que não acontece com nenhum outro esquema adaptativo, e do que o método de amostragem VSI para alguns pares de amostragem, posicionando-se como uma forte alternativa aos procedimentos de amostragem encontrados na literatura. Por fim, apresentamos uma nova medida de desempenho de métodos de amostragem. Considerando que dois métodos em comparação têm o mesmo tempo médio de mau funcionamento, o desempenho dos métodos é comparado através do número médio de amostras recolhidas sob controlo. Tendo em conta o tempo de vida do sistema, com diferentes taxas de risco, esta medida mostra-se robusta e permite, num contexto económico, um melhor controlo de custos por unidade de tempo.

Evaluación adaptativa de dieciseis genotipos de frijol común negro (Phaseolus vulgaris L.) en época de postrera, en la Estación Experimental "La Compañía, Carazo"

El ensayo se realizó en el Centro Experimental La Compañía, San Marcos, Carazo, en la época de postrera (Octubre—Diciembre) del 2003. Se evaluaron 16 genotipos de frijol negro (Phaseolus vulgaris L.), con el objetivo de seleccionar genotipos promisorios que se adapten a los sistemas de producción del departamento de Carazo y agroecosistemas similares, en aras de presentarles alternativas de producción a los agricultores de esta zona. El presente ensayo se estableció en un diseño experimental de bloques completamente al azar (BCA), con tres repeticiones. Se estudió el rendimiento y sus componentes; variables fenológicas como días a floración, días a madurez fisiológica y hábito de crecimiento. Se realizó un análisis de varianza para las variables en estudio y la separación de medias por Tukey según la severidad. En cuanto a las variables fenológicas se observó variabilidad de las poblaciones en estudio para los caracteres de días a floración y madurez fisiológica, sobresaliendo por precocidad los genotipos como Guaymí y PRF9809 – 6. En el hábito de crecimiento se observó que en su mayoría fueron indeterminados IIb, ya que solo un genotipo presentó indeterminado IIa el EAP 9712 – 13, donde los componentes del rendimiento, el número de granos por vainas y el peso de 100 granos presentaron diferencias significativas; los mejores rendimientos los obtuvieron los genotipos PRF 9924– 50N y B 2037 con 779.33 y 714.67 kg/ha, respectivamente, y el que presentó bajo rendimiento fue el genotipo ICTA Ligero con 205.33 kg/ha. A nivel de campo la mayoría de los materiales en estudio presentaron síntomas catalogados como una categoría intermedia a la enfermedad Mustia hilachosa Thanatephorus cucumeris (Frank) Donk.

Uso de hipermídia adaptativa no desenvolvimento de cursos virtuais de computação gráfica

O Ensino à distância (EaD) procura utilizar propostas pedagógicas para desenvolver sistemas inclusivos de ensino e aprendizagem. Estas propostas tem colaborado no sucesso que a EaD tem alcançado no meio empresarial corporativo. Neste meio, a demanda por cursos de formação técnica tem sido tão alta, que as empresas envolvidas no design instrucional de EaD criaram a noção de cursos à distância expressos, ou seja, cursos cuja a concepção e elaboração devem atender as tradicionais necessidades de rapidez do mercado de trabalho. Esta dissertação procura soluções para um tipo de ensino à distância ainda pouco explorado. O cenário que procuramos equacionar é o do ensino de ferramentas (softwares) para desenho vetorial, onde a metodologia de ensino é parte do processo de ensino corporativo. No processo atual de ensino de ferramentas de computação gráfica, o aluno submete ao professor, normalmente pela internet, o seu trabalho para que uma avaliação seja feita. Nesta dissertação sugerimos que este processo seja modificado de duas formas. Primeiro, no design instrucional para esta situação, trabalhamos constantemente a questão de avaliação não só na sua forma tradicional (atribuição de graus e valores) mas também como aperfeiçoamento do processo de ensino. A hipermídia adaptativa entra nesta proposta como facilitador da relação alunoprofessor-conhecimento, permitindo individualização de um ensino voltado para as massas. Em segundo lugar, propomos que a avaliação das tarefas sejam automatizada. O aluno oferece as partes (objetos) da solução que são avaliadas individualmente através de algoritmos computacionais. Isto permite uma menor participação do professor, o que é compatível com a proposta de cursos expressos. Para que isto seja possível a tarefa proposta pelo professor é dividida em objetos componentes, sendo o aluno estimulado a criar cada objeto segundo o modelo padrão oferecido. A comparaçào de cada objeto criado pelo aluno com o padrão a ser alcançado pode ser feita por diversos algoritmos computacionais existentes ou criados especificamente pelo autor do curso. Neste trabalho apresentamos exemplos desta abordagem e um protótipo que demonstra a viabilidade da proposta.

Resposta adaptativa e efeitos das substâncias oxidantes - K2TeO3, H2O2 e paraquate - na produção de biofilme de amostras de Corynebacterium diphtheriae isolados de origens diversas

A difteria é uma doença imunoprevinível que permanece endêmica em diversas regiões do mundo. Além dos casos de difteria clássica, doenças invasivas como endocardite, osteomielite, pneumonia e infecções relacionadas à cateter, tem acometido indivíduos adultos parcialmente imunizados. A natureza multifatorial dos fatores de virulência que favorecem a formação de biofilme e sobrevivência em macrófagos tem sido evidenciada para o Corynebacterium diphtheriae. Entretanto, escassos são os trabalhos que investigaram a influência de condições ambientais na virulência do patógeno. Uma vez que agentes oxidantes são capazes de gerar radicais livres e levar ao estresse oxidativo que, consequentemente, podem resultar em resposta adaptativa e influenciar na formação do biofilme e na virulência bacteriana, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar os efeitos do peróxido de hidrogênio (H2O2), paraquate e telurito de potássio (K2TeO3) em propriedades biológicas de cepas de C. diphtheriae de origens diversas. Os resultados demonstraram que as amostras de C. diphtheriae apresentaram níveis de resistência ao K2TeO3, H2O2 e paraquate, porém em intensidades variadas e independentes da capacidade de produção da toxina diftérica. Algumas amostras, toxinogênicas ou não, isoladas do trato respiratório superior demonstraram resposta adaptativa para H2O2 passando, portanto, a expressar resistência aumentada após uma prévia exposição ao referido agente oxidante. C. diphtheriae não exibiu respostas adaptativas para o K2TeO3 e paraquate. C. diphtheriae foi capaz de produzir biofilme na superfície de substratos abióticos de natureza hidrofílica (vidro) e hidrofóbica (poliestireno) na presença de agentes oxidantes K2TeO3, H2O2 e paraquate. A presença dos agentes oxidantes influenciou na formação de biofilme de algumas amostras. O paraquate inibiu a produção de biofilme de todas amostras. A amostra TR241 teve a produçao de biofilme inibida na presença dos três agentes oxidantes analisados. Por outro lado, a presença de H2O2 e do K2TeO3 estimulou a produção de biofilme de algumas amostras. Para todas as amostras de C. diphtheriae testadas, independentes das origens, biotipos e da capacidade de produção de toxina diftérica, os ensaios moleculares indicaram a presença de sequências gênicas cromossômicas homólogas, codificadores da proteína DIP 0906 (TeR) e da proteína DIP 1421 (OxyR), envolvidos na resistência ao telurito e na proteção contra o estresse oxidativo, respectivamente. Não foi observada correlação da suscetibilidade e a resposta adaptativa aos agentes oxidantes com as diferentes características bacterianas: origem, sítio de isolamento, produção de toxina diftérica, metabolização de sacarose e produção de biofilme. Em conclusão, o estresse oxidativo foi capaz de influenciar fatores de virulência do C. diphtheriae, como a capacidade de produçao de biofilme, que podem estar contribuindo para a patogenia da difteria clássica assim como de doenças invasivas causadas por cepas atoxinogênicas.

Filtragem adaptativa aplicada à redução de desvios em séries temporais de previsão numérica climática.

Esta dissertação apresenta resultados da aplicação de filtros adaptativos, utilizando os algoritmos NLMS (Normalized Least Mean Square) e RLS (Recursive Least Square), para a redução de desvios em previsões climáticas. As discrepâncias existentes entre o estado real da atmosfera e o previsto por um modelo numérico tendem a aumentar ao longo do período de integração. O modelo atmosférico Eta é utilizado operacionalmente para previsão numérica no CPTEC/INPE e como outros modelos atmosféricos, apresenta imprecisão nas previsões climáticas. Existem pesquisas que visam introduzir melhorias no modelo atmosférico Eta e outras que avaliam as previsões e identificam os erros do modelo para que seus produtos sejam utilizados de forma adequada. Dessa forma, neste trabalho pretende-se filtrar os dados provenientes do modelo Eta e ajustá-los, de modo a minimizar os erros entre os resultados fornecidos pelo modelo Eta e as reanálises do NCEP. Assim, empregamos técnicas de processamento digital de sinais e imagens com o intuito de reduzir os erros das previsões climáticas do modelo Eta. Os filtros adaptativos nesta dissertação ajustarão as séries ao longo do tempo de previsão. Para treinar os filtros foram utilizadas técnicas de agrupamento de regiões, como por exemplo o algoritmo de clusterização k-means, de modo a selecionar séries climáticas que apresentem comportamentos semelhantes entre si. As variáveis climáticas estudadas são o vento meridional e a altura geopotencial na região coberta pelo modelo de previsão atmosférica Eta com resolução de 40 km, a um nível de pressão de 250 hPa. Por fim, os resultados obtidos mostram que o filtro com 4 coeficientes, adaptado pelo algoritmo RLS em conjunto com o critério de seleção de regiões por meio do algoritmo k-means apresenta o melhor desempenho ao reduzir o erro médio e a dispersão do erro, tanto para a variável vento meridional quanto para a variável altura geopotencial.

Amostragem de sementes para análise em laboratório.

2009

Recomendações para amostragem e extração de microartrópodos de solo.

2002

Sistema para estimação de área plantada por amostragem - SEARA - proposta de delineamento amostral para café em São Paulo e para grãos em Minas Gerais.

A informação precisa e atualizada referente à produção agrícola brasileira é importante e estratégica, tanto do ponto de vista econômico como da segurança alimentar. O aumento da disponibilidade de imagens de sensoriamento remoto, bem como outros avanços tecnológicos recentes, como os sistemas de informação geográfica (SIGs) e os aparelhos de posicionamento global (GPS), podem facilitar a obtenção de estimativas de área plantada, um componente fundamental da previsão de safras, e permitir o acesso a uma informação essencial em aplicações ambientais: a localização espacial dos cultivos. Embora a previsão oficial de safras no Brasil ainda seja realizada de forma subjetiva, existe um esforço da Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB) para o aperfeiçoamento metodológico do sistema de previsão, que inclui o Projeto GeoSafras. A presente pesquisa, que pretende contribuir para esse esforço, é baseada numa abordagem que associa a amostragem estatística, imagens de satélite, SIG e GPS, e que foi desenvolvida preliminarmente pela Embrapa Meio Ambiente para estimar, de forma objetiva e probabilística, a área plantada com determinada cultura em um Município.

Amostragem de solo para recomendação de calagem e adubação.

Para uma recomendação correta de calagem e adubação, objetivando produtividade rentável de uma cultura, é fundamental a análise química do solo em laboratório. A análise química do solo avalia a disponibilidade de nutrientes ou o excesso de elementos tóxicos no solo para a cultura, de forma rápida e a baixo custo. A primeira e mais crítica etapa da análise química se refere ao processo de amostragem do solo. Para a coleta de amostras de solo devem ser observados alguns passos, pois um erro na amostragem poderá comprometer as etapas seguintes para a definição das quantidades de calcário e fertilizantes a serem aplicadas na cultura.

Amostragem de solo para recomendação de calagem e adubação.

Para a recomendação de calagem e adubação, objetivando uma produção economicamente viável e ambientalmente correta, é fundamental a análise química do solo. Esta análise avalia a acidez (pH), a disponibilidade de nutrientes (P, K, Ca e Mg) ou a presença de alumínio (Al) no solo, em nível tóxico para as culturas, de forma rápida e a baixo custo. A primeira e mais crítica etapa da análise química refere-se ao processo de amostragem do solo. Alguns passos devem ser observados nessa fase, pois um erro na amostragem poderá comprometer as etapas seguintes na definição das quantidades de calcário e fertilizantes a serem aplicadas na cultura. A época de amostragem varia com o manejo do solo, a cultura e outros fatores. Para culturas anuais, recomenda-se que a amostragem seja feita no final do periódo chuvoso, portanto com antecedência em relação ao novo plantio. Se houver necessidade de aplicar calcário, será possível atender a recomendação, realizando a aplicação no prazo de 30 a 60 dias antes do plantio. Para culturas perenes em produção , a amostragem deve ser realizada preferencialmente logo após a colheita e antes de aplicar a adubação para o novo ciclo.

Amostragem de solos: a base para a aplicação de corretivos e fertilizantes.

2002

Amostragem de solos: a base para aplicação de corretivos e fertilizantes.

2003

Amostragem de solo em área de soja sob plantio direto: uso de técnicas de agricultura de precisão.

2002

A importância do correto procedimento de amostragem para avaliação das características dos dejetos suínos.

2004