Avaliação da influência de emoções na tomada de decisão de sistemas computacionais.

Este trabalho avalia a influência das emoções humanas expressas pela mímica da face na tomada de decisão de sistemas computacionais, com o objetivo de melhorar a experiência do usuário. Para isso, foram desenvolvidos três módulos: o primeiro trata-se de um sistema de computação assistiva - uma prancha de comunicação alternativa e ampliada em versão digital. O segundo módulo, aqui denominado Módulo Afetivo, trata-se de um sistema de computação afetiva que, por meio de Visão Computacional, capta a mímica da face do usuário e classifica seu estado emocional. Este segundo módulo foi implementado em duas etapas, as duas inspiradas no Sistema de Codificação de Ações Faciais (FACS), que identifica expressões faciais com base no sistema cognitivo humano. Na primeira etapa, o Módulo Afetivo realiza a inferência dos estados emocionais básicos: felicidade, surpresa, raiva, medo, tristeza, aversão e, ainda, o estado neutro. Segundo a maioria dos pesquisadores da área, as emoções básicas são inatas e universais, o que torna o módulo afetivo generalizável a qualquer população. Os testes realizados com o modelo proposto apresentaram resultados 10,9% acima dos resultados que usam metodologias semelhantes. Também foram realizadas análises de emoções espontâneas, e os resultados computacionais aproximam-se da taxa de acerto dos seres humanos. Na segunda etapa do desenvolvimento do Módulo Afetivo, o objetivo foi identificar expressões faciais que refletem a insatisfação ou a dificuldade de uma pessoa durante o uso de sistemas computacionais. Assim, o primeiro modelo do Módulo Afetivo foi ajustado para este fim. Por fim, foi desenvolvido um Módulo de Tomada de Decisão que recebe informações do Módulo Afetivo e faz intervenções no Sistema Computacional. Parâmetros como tamanho do ícone, arraste convertido em clique e velocidade de varredura são alterados em tempo real pelo Módulo de Tomada de Decisão no sistema computacional assistivo, de acordo com as informações geradas pelo Módulo Afetivo. Como o Módulo Afetivo não possui uma etapa de treinamento para inferência do estado emocional, foi proposto um algoritmo de face neutra para resolver o problema da inicialização com faces contendo emoções. Também foi proposto, neste trabalho, a divisão dos sinais faciais rápidos entre sinais de linha base (tique e outros ruídos na movimentação da face que não se tratam de sinais emocionais) e sinais emocionais. Os resultados dos Estudos de Caso realizados com os alunos da APAE de Presidente Prudente demonstraram que é possível melhorar a experiência do usuário, configurando um sistema computacional com informações emocionais expressas pela mímica da face.

Investigating assistive technology to support memory for people with cognitive impairments

Technologies such as automobiles or mobile phones allow us to perform beyond our physical capabilities and travel faster or communicate over long distances. Technologies such as computers and calculators can also help us perform beyond our mental capabilities by storing and manipulating information that we would be unable to process or remember. In recent years there has been a growing interest in assistive technology for cognition (ATC) which can help people compensate for cognitive impairments. The aim of this thesis was to investigate ATC for memory to help people with memory difficulties which impacts independent functioning during everyday life. Chapter one argues that using both neuropsychological and human computing interaction theory and approaches is crucial when developing and researching ATC. Chapter two describes a systematic review and meta-analysis of studies which tested technology to aid memory for groups with ABI, stroke or degenerative disease. Good evidence was found supporting the efficacy of prompting devices which remind the user about a future intention at a set time. Chapter three looks at the prevalence of technologies and memory aids in current use by people with ABI and dementia and the factors that predicted this use. Pre-morbid use of technology, current use of non-tech aids and strategies and age (ABI group only) were the best predictors of this use. Based on the results, chapter four focuses on mobile phone based reminders for people with ABI. Focus groups were held with people with memory impairments after ABI and ABI caregivers (N=12) which discussed the barriers to uptake of mobile phone based reminding. Thematic analysis revealed six key themes that impact uptake of reminder apps; Perceived Need, Social Acceptability, Experience/Expectation, Desired Content and Functions, Cognitive Accessibility and Sensory/Motor Accessibility. The Perceived need theme described the difficulties with insight, motivation and memory which can prevent people from initially setting reminders on a smartphone. Chapter five investigates the efficacy and acceptability of unsolicited prompts (UPs) from a smartphone app (ForgetMeNot) to encourage people with ABI to set reminders. A single-case experimental design study evaluated use of the app over four weeks by three people with severe ABI living in a post-acute rehabilitation hospital. When six UPs were presented through the day from ForgetMeNot, daily reminder-setting and daily memory task completion increased compared to when using the app without the UPs. Chapter six investigates another barrier from chapter 4 – cognitive and sensory accessibility. A study is reported which shows that an app with ‘decision tree’ interface design (ApplTree) leads to more accurate reminder setting performance with no compromise of speed or independence (amount of guidance required) for people with ABI (n=14) compared to a calendar based interface. Chapter seven investigates the efficacy of a wearable reminding device (smartwatch) as a tool for delivering reminders set on a smartphone. Four community dwelling participants with memory difficulties following ABI were included in an ABA single case experimental design study. Three of the participants successfully used the smartwatch throughout the intervention weeks and these participants gave positive usability ratings. Two participants showed improved memory performance when using the smartwatch and all participants had marked decline in memory performance when the technology was removed. Chapter eight is a discussion which highlights the implications of these results for clinicians, researchers and designers.

Measurement and state preparation via ion trap quantum computing

We investigate in detail the effects of a QND vibrational number measurement made on single ions in a recently proposed measurement scheme for the vibrational state of a register of ions in a linear rf trap [C. D'HELON and G. J. MILBURN, Phys Rev. A 54, 5141 (1996)]. The performance of a measurement shows some interesting patterns which are closely related to searching.

Expokit: A software package for computing matrix exponentials

Expokit provides a set of routines aimed at computing matrix exponentials. More precisely, it computes either a small matrix exponential in full, the action of a large sparse matrix exponential on an operand vector, or the solution of a system of linear ODEs with constant inhomogeneity. The backbone of the sparse routines consists of matrix-free Krylov subspace projection methods (Arnoldi and Lanczos processes), and that is why the toolkit is capable of coping with sparse matrices of large dimension. The software handles real and complex matrices and provides specific routines for symmetric and Hermitian matrices. The computation of matrix exponentials is a numerical issue of critical importance in the area of Markov chains and furthermore, the computed solution is subject to probabilistic constraints. In addition to addressing general matrix exponentials, a distinct attention is assigned to the computation of transient states of Markov chains.

Utilizing encoding in scalable linear optics quantum computing

We present a scheme which offers a significant reduction in the resources required to implement linear optics quantum computing. The scheme is a variation of the proposal of Knill, Laflamme and Milburn, and makes use of an incremental approach to the error encoding to boost probability of success.

Unitary R-matrices for topological quantum computing

The main problem with current approaches to quantum computing is the difficulty of establishing and maintaining entanglement. A Topological Quantum Computer (TQC) aims to overcome this by using different physical processes that are topological in nature and which are less susceptible to disturbance by the environment. In a (2+1)-dimensional system, pseudoparticles called anyons have statistics that fall somewhere between bosons and fermions. The exchange of two anyons, an effect called braiding from knot theory, can occur in two different ways. The quantum states corresponding to the two elementary braids constitute a two-state system allowing the definition of a computational basis. Quantum gates can be built up from patterns of braids and for quantum computing it is essential that the operator describing the braiding-the R-matrix-be described by a unitary operator. The physics of anyonic systems is governed by quantum groups, in particular the quasi-triangular Hopf algebras obtained from finite groups by the application of the Drinfeld quantum double construction. Their representation theory has been described in detail by Gould and Tsohantjis, and in this review article we relate the work of Gould to TQC schemes, particularly that of Kauffman.

Factors that prevent or assist the integration of assistive technology into the workplace for people with spinal cord injuries: Perspectives of the users and their employers and co-workers

Examined the barriers faced by people with Spinal Cord Injuries (SCI) when integrating their Assistive Technology (AT) into the workplace, as well as factors that contribute to successful integration. In-depth interviews were taken with 5 men (aged 37-50 yrs) with SCI, 3 of their employers and 2 co-workers. Results indicate that in addition to the barriers previously outlined in the literature related to funding the technology, time delays, information availability, training and maintenance, other issues were highlighted. Implications for service providers are considered in relation to these barriers and the factors that prompted successful integration. The author discusses limitations of the study and makes recommendations for future research. (PsycINFO Database Record (c) 2007 APA, all rights reserved)

Tecnologia assistiva e computacional : contribuições para o atendimento educacional especializado e desafios na formação de professores

Neste trabalho, analisamos aspectos relacionados a como a tecnologia computacional é utilizada no Atendimento Educacional Especializado (AEE) e como se deu a formação de professores para utilizar esses recursos. Para tanto, delimitamos os seguintes objetivos específicos: investigar a utilização da tecnologia assistiva (TA) computacional no âmbito das salas de recursos multifuncionais (SRM); problematizar as tensões, dificuldades e possibilidades relacionadas à TA com ênfase na tecnologia computacional para o AEE; analisar a formação do professor de educação especial para o AEE tendo como recurso a TA com ênfase na tecnologia computacional, visando à mediação dos processos de aprendizagem. O aporte teórico deste trabalho foi a abordagem histórico-cultural, tomando por referência os estudos de Vigotski e seus colaboradores. Trata-se de uma pesquisa qualitativa que fez uso de diferentes instrumentos metodológicos como, os grupos focais, o questionário online e a entrevista semiestruturada. Para desenvolvê-lo, realizamos a coleta de dados em diferentes contextos, começando pelos grupos focais da pesquisa inaugural do Oneesp, que serviram como dispositivo para esta pesquisa, seguida da aplicação de um questionário aos professores participantes da pesquisa-formação desenvolvida como um desdobramento no estado do Espírito Santo da pesquisa inaugural do Oneesp pelos integrantes do Oeeesp e da aplicação in loco de entrevistas semiestruturadas com professores de educação especial, de uma SRM do Tipo II. Foram oitenta e nove professores participantes na pesquisa do Oneesp, trinta professores na pesquisa-formação do Oeeesp e dois professores para aplicação da entrevista semiestruturada in loco, respectivamente. Esses dois professores participaram tanto da pesquisa do Oneesp como da pesquisa do Oeeesp. Analisamos esses três momentos, dos quais emergiram os apontamentos que nos proporcionaram pensar, com base nas narrativas orais e escritas dos professores: sua formação para uso da TA computacional; seu entendimento sobre sua formação para este fim; seus anseios por uma formação mais direcionada; a forma como utilizam a tecnologia na sala de recursos; seus entendimentos sobre as dificuldades e possibilidades relacionadas a TA com ênfase na tecnologia computacional para o AEE. Após essas análises, concluímos que poucos professores que atuam nas SRM tiveram uma formação que possibilitasse a aplicação das tecnologias computacionais em sua mediação pedagógica, aliando teoria e prática, com momentos de formação que privilegiassem os momentos presenciais e em laboratórios, onde possam interagir com os computadores e suas ferramentas simbólicas. Sem essa familiaridade com os recursos computacionais, os professores acabam sentindo-se inseguros para utilizá-los, deixando de potencializar, pela via desses recursos, os processos de ensinoaprendizagem do aluno com deficiência. Faz-se necessário um investimento nesse tipo de formação e, mais do que isso, que se viabilize para os professores que atuam ou que pretendem atuar nas SRM. A partir de uma formação apropriada é possível fazer com que os professores utilizem os recursos computacionais como mediadores dos processos de ensino-aprendizagem de seus alunos.