Instrumento de avaliação de processos cognitivos para a aprendizagem de subestações de energia em ambientes 2D e realidade virtual

This study describes the development of a prototype to evaluate the potential of environments based on two-dimensional modeling and virtual reality as power substations learning objects into training environments from a central operation and control of power utility Cemig. Initially, there was an identification modeling features and cognitive processes in 2D and RV, from which it was possible to create frames that serve to guide the preparation of a checklist with assigning a metric weight for measuring cognitive potential learning in the study sites. From these contents twenty-four questions were prepared and each was assigned a weight that was used in the calculation of the metric; the questions were grouped into skill sets and similar cognitive processes called categories. Were then developed two distinct environments: the first, the prototype features an interactive checklist and your individual results. And, second, a system of data management environment for the configuration and editing of the prototype, and the observation and analysis of the survey results. For prototype validation, were invited to access the virtual checklist and answer it, five professionals linked to Cemig's training area. The results confirmed the validity of this instrument application to assess the possible potential of modeling in 2D and RV as learning objects in power substations, as well as provide feedback to developers of virtual environments to improve the system.

Análise de políticas públicas: entre a modelagem e a realidade da política habitacional brasileira

Os desafios observados na implementação de políticas públicas têm fomentado uma série de debates no Brasil, entre os quais se destacam aqueles relacionados aos modelos teóricos de policy analysis e seus limites em face da visão multicêntrica e fractal das políticas públicas. Partindo de uma política setorial específica (habitacional), este artigo defende um posicionamento crítico em relação aos estudos monodisciplinares. Contudo, não se pode negar a complexidade dessa empreitada. Compreender os avanços da política habitacional da última década de forma interdisciplinar e integrada constitui uma tarefa intricada e desafiadora. Buscando avançar nesse campo, este artigo tem por objetivos avaliar os modelos teóricos de análise de políticas públicas e, a partir desses elementos, propor constructos com vistas a subsidiar futuros modelos teóricos de análise da política habitacional no Brasil.

A realidade virtual como factor de atracção para a engenharia

O objectivo da Realidade Virtual é simples de entender mas muito difícil de implementar: criar ambientes completamente indiferenciáveis do mundo real com os quais se possa interagir de um modo natural. Desde a criação do Sensorama por Morton Heiling em 1962, passando pela difusão do conceito pelo público geral na década de 90 até os dias de hoje, a evolução da Realidade Virtual tem sido constante. Este conjunto de tecnologias tem estado envolvido por uma certa descrença por parte da sociedade, motivada pelas grandes expectativas que lhe foram atribuídas e pelo estado de desenvolvimento do hardware aquando do seu auge. No entanto, actualmente assiste-se a um ressurgimento do seu interesse no público geral com a introdução de imagem estereoscópica no cinema ou o sucesso dos controladores da consola Nintendo Wii. Hoje em dia as suas aplicações são muito variadas: desde o treino de pilotos de avião ao tratamento de fobias, passando pela industria do entretenimento e a visita virtual de locais com interesse histórico ou turístico. O objectivo desta tese de mestrado é explorar uma área que ainda não tem sido muito abrangida pela Realidade Virtual e que cobre também aspectos educacionais e lúdicos de modo a ser um factor de atracção para os estudantes do ensino secundário: a simulação de instrumentos musicais. Para tal foi implementado um sistema capaz de simular instrumentos musicais de percussão (uma bateria) utilizando imagem estereoscópica, som posicional e interfaces com o utilizador realistas. Os resultados obtidos nas sessões de avaliação efectuadas por alunos recentemente ingressados no ensino superior demonstram que o sistema desenvolvido, bem como a inovação em interfaces do utilizador com os dispositivos electrónicos de uma forma geral, constituem um meio efectivo na sua motivação para a escolha de um curso na área da engenharia.

Simulador em Realidade Virtual para Aprendizagem da Física

A forma como aprendemos depende do contexto tecnológico e sociocultural que nos rodeia, actualmente a inclusão de tecnologia recente na sala de aula não é mais considerada opcional, mas sim uma necessidade pois a forma como o aluno aprende está em constante evolução. Tendo em atenção esta necessidade, foi desenvolvido no decorrer desta tese um simulador em realidade virtual que utiliza comandos/interfaces hápticos. O objectivo deste simulador é ensinar conceitos de física de forma interactiva. Os dispositivos hápticos permitem adicionar o sentido táctil ou de toque à interacção entre homem e máquina, permitindo assim aceder a novas sensações relativas ao seu uso nomeadamente com objectivos de aprendizagem. O simulador desenvolvido designado por “Forces of Physics” aborda três tipos de forças da física: forças de atrito, forças gravitacionais e forças aerodinâmicas. Cada tipo de força corresponde a um módulo do simulador contendo uma simulação individual em que são explicados conceitos específicos dessa força num ambiente visual estimulante e com uma interacção mais realista devido à inclusão do dispositivo háptico Novint Falcon. O simulador foi apresentado a vários utilizadores bem como á comunidade científica através de apresentações em conferências. A avaliação foi realizada com recurso a um questionário com dez perguntas, cinco de sobre aprendizagem e cinco sobre a utilização, tendo sido preenchido por 14 utilizadores. O simulador obteve uma boa recepção por parte dos utilizadores, tendo vários utilizadores expressado as suas opiniões sobre estado actual do simulador, do futuro do mesmo e da respectiva validade para uso na sala de aula.

Estratificação da interação com o utilizador em ambientes de Realidade Virtual

A evolução tecnológica tem sido de tal ordem que a realidade virtual deixou de ser um mero conceito que apenas é possível de implementar recorrendo a máquinas com um poder de processamento muito elevado. Tendo em conta o potencial da realidade virtual e a não existência de boas práticas na criação da interface de um sistema que use este conceito, pretende-se, nesta dissertação, fazer um estudo sobre como pode ser analisada e estruturada a componente de interação através da estratificação de níveis de interação para as diferentes operações do sistema pretendido. Por forma a ser possível, posteriormente, comparar cada um dos sistemas relativamente à interação, foram estipulados um conjunto de ações/operações que teriam de ser passíveis de executar em cada um, bem como, um tema base, uma aplicação de realidade virtual de simulação de espaço aplicada ao sector mobiliário. Depois de implementados os sistemas, estes foram apresentados a um conjunto de pessoas que foram inquiridas sobre os mesmos, por forma a avaliar a interação com cada um. Através dos resultados obtidos da avaliação dos inquéritos entregues, foi possível concluir que, para uma grande parte das operações implementadas, existe uma preferência para que a realização da operação seja o mais similar à sua execução num contexto real.

Desenvolvimento de uma interface de visualização de conectividade cerebral usando realidade virtual e controlo por gestos

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica(IBEB/FCUL)

Realidade virtual no tratamento do transtorno de pânico

O uso de realidade virtual (RV) é útil no tratamento de exposição em pacientes com transtorno de pânico (TP). Em ambientes virtuais, os pacientes experimentam alterações fisiológicas, psíquicas e somáticas similares aos sintomas em situações da vida real, facilitando o processo de habituação. OBJETIVO: Divulgar o panorama atual do uso de RV no tratamento do TP. MÉTODO: A literatura sobre o tratamento do TP a partir da RV foi revisada com metodologia sistemática na base de dados PubMed, por meio das palavras-chave: virtual reality e panic disorder. RESULTADOS: O tratamento do TP com RV está em geral associado a bons resultados e à boa aceitabilidade por parte dos pacientes. São poucos os estudos que mensuram respostas fisiológicas durante a exposição, apesar da importância destes dados para avaliação da eficácia do tratamento. CONCLUSÕES: Apesar da utilidade do tratamento do TP por RV ser verificada nos estudos, constata-se necessidade de estudos controlados e protocolos de tratamento padronizados.

Serious games baseados em realidade virtual para educação médica

A evolução tecnológica tem permitido utilizar novas abordagens no processo de ensino-aprendizagem. Os serious games se relacionam com uma categoria especial de jogos, voltados a conteúdos e finalidades específicos, nos quais o jogador utiliza seus conhecimentos para resolver problemas, conhecer novas problemáticas e treinar tarefas. Uma das tecnologias propícias à construção de serious games é a Realidade Virtual, que oferece ambientes computacionais tridimensionais com formas avançadas de interação capazes de prover maior motivação ao processo de aprendizagem. No contexto da educação médica, tais aplicações apresentam um nicho ainda pouco explorado, se observados sua relevância e impactos na sociedade. Este artigo apresenta os serious games baseados em Realidade Virtual como uma proposta para o ensino de conteúdos específicos da área médica. Para isso, categoriza-os e apresenta o que tem sido desenvolvido nos últimos anos, seus componentes, características de desenvolvimento e suas potencialidades como oportunidades de pesquisa, desenvolvimento e negócios.

Avaliação do treinamento de operadores de harvester com uso de simulador de realidade virtual

Este trabalho teve por objetivo avaliar os potenciais ganhos de operadores de harvester no treinamento com uso de simuladores de realidade virtual. Foram coletados dados durante o treinamento de 39 operadores, avaliando-se os seus desempenhos nas variáveis: tempo de execução no corte da árvore, direção de queda, altura de corte, eficiência no processamento, eficiência no empilhamento e produtividade. Os resultados permitiram a conclusão de que o simulador de realidade virtual é uma ferramenta viável do ponto de vista técnico e essencial no apoio ao treinamento de operadores de máquinas florestais, possibilitando a obtenção de elevados ganhos de qualidade e produtividade. O melhor desempenho dos operadores ocorreu com a variável produtividade, cujo ganho médio foi de 41,3% em relação ao início do treinamento, seguido pelo tempo de execução, com 38,8%; e pela direção de queda, com ganho médio de 36,1%.

Realidade virtual e robótica em cirurgia: aonde chegamos e para onde vamos?

Minimally Invasive Surgery, Telesurgery, Robotics and Virtual Reality represent the technological frontiers that have revolutionized operating practices nowadays. These new technologies aim at improving the quality of assistance offered to patients; thus, they demand from the medical staff more effective measures as far as scientific research, training and expenditure of time and financial resources are concerned. In the past, surgeons have led several medical revolutions, such as the use of antiseptic surgical methods by Semelweiss, the use of anesthesia by Warren, antibiotic therapy, the transplants and the onset of the minimally invasive surgery by Mouret and Perissat. The objective of this article is to present the outreach of this new technology which comprises minimal access, computing, robotics and teletransmission. We have concluded that the new technologies developed in the medical field in the last decades, will offer new options and challenges for the treatment of the surgical patient, leading the scientific knowledge to a new era, the one of the virtual environment.

Cozinha Virtual : uma prova de avaliação Neuropsicológica em Realidade Virtual

Esta dissertação surgiu com o intuito de criar uma prova neuropsicológica com todas as características das tradicionais provas de papel e lápis, com o acréscimo de vantagens que as novas tecnologias lhe podem trazer. Desta forma, desenvolveu-se um ambiente virtual com um propósito avaliativo, semelhante ao da prova em papel Trail Making Test e posteriormente ao seu desenvolvimento elaborou-se uma aplicação que foi testada em dois grupos. Compostas por um total de 47 elementos, estas amostras abrangeram população com e sem diagnóstico de problemas de alcoolismo (Síndrome de Dependência Alcoólica), que foram submetidas à execução das provas Cozinha Virtual e Trail Making Test. Os dados daí resultantes comprovam a capacidade desta prova avaliar os défices cognitivos ao nível da flexibilidade cognitiva, da capacidade de sequenciação, de procura visual, velocidade motora e capacidades atencionais e confirmam também a sua correlação com a prova que lhe deu origem.

Investigando a aplicação da realidade virtual na educação: vídeo game

A evolução constante da tecnologia está impulsionando a educação para novos rumos, enfatizando a utilização de novas ferramentas, propiciando uma evolução no processo de ensino/aprendizagem. A Realidade Virtual terá e já está tendo um papel definitivo nessa evolução. A presente dissertação visa contribuir para o entendimento das percepções dos estudantes da cidade de Curitiba sobre o uso dos computadores na educação. Para investigar e interpretar tais percepções foram consideradas as principais características das Geração Boomer e Geração Y e os alicerces básicos necessários para a utilização dos conceitos de Realidade Virtual, Educação a Distância, Era Digital, seus efeitos e sua possível aplicação na educação, de modo a permitir que o estudante descubra, explore e construa o seu próprio conhecimento. Buscou-se ainda identificar se as interpretações sobre a tecnologia de Realidade Virtual são convergentes ou divergentes entre os estudantes. Para atingir os objetivos propostos, a coleta de dados se deu a partir da aplicação de questionários estruturados a estudantes do ensino fundamental, médio e superior, matriculados no ano letivo de 2009. A análise dos dados revelou haver uma convergência unânime entre as respostas dos entrevistados e os objetivos da pesquisa.

Framework para o desenvolvimento e integração de aplicações de realidade virtual, realidade aumentada e multimédia

Os ambientes virtuais têm sido cada vez mais utilizados nas mais diferentes áreas, quer na medicina, engenharia civil ou até mesmo em áreas terapêuticas. Devido à sua emergente utilização foi estabelecido em parceria com o Museu da Baleia, através de várias reuniões, que seria viável a modelação de cenários virtuais, onde se desenvolvessem animações, com o intuito de que representassem o ciclo de vida das baleias cachalotes. Esta escolha foi efectuada de forma a envolver várias temáticas relacionadas com as baleias cachalotes, desde a migração, os problemas relacionados com o lixo no fundo do mar, etc. De seguida, foi construída uma Framework para incorporação destas animações (vídeos) e realização de actividades utilizando diferentes tipos de médias, Realidade Virtual e Realidade Aumentada, tornando desta forma as actividades mais interactivas, estimulantes e atractivas. Para a execução destas etapas do projecto foi decidido utilizar a ferramenta 3ds Max para a modelação dos objectos que iriam compor os cenários virtuais, bem como a sua animação. Para a implementação da Framework foi decidido utilizar o Adobe Flash visto ser uma ferramenta que permite a incorporação de diferentes tipos de médias, de Realidade Virtual, Realidade Aumentada e possibilita a construção de uma interface simples e atractiva. Esta Framework foi desenvolvida para que no futuro seja possível ser modificada, isto é, para que seja capaz de efectuar a incorporação de outros tipos de conteúdos, assim como a edição dos que já estão implementados.

Uso de renderização volumétrica e realidade virtual para problemas de percolação na engenharia

In the recovering process of oil, rock heterogeneity has a huge impact on how fluids move in the field, defining how much oil can be recovered. In order to study this variability, percolation theory, which describes phenomena involving geometry and connectivity are the bases, is a very useful model. Result of percolation is tridimensional data and have no physical meaning until visualized in form of images or animations. Although a lot of powerful and sophisticated visualization tools have been developed, they focus on generation of planar 2D images. In order to interpret data as they would be in the real world, virtual reality techniques using stereo images could be used. In this work we propose an interactive and helpful tool, named ZSweepVR, based on virtual reality techniques that allows a better comprehension of volumetric data generated by simulation of dynamic percolation. The developed system has the ability to render images using two different techniques: surface rendering and volume rendering. Surface rendering is accomplished by OpenGL directives and volume rendering is accomplished by the Zsweep direct volume rendering engine. In the case of volumetric rendering, we implemented an algorithm to generate stereo images. We also propose enhancements in the original percolation algorithm in order to get a better performance. We applied our developed tools to a mature field database, obtaining satisfactory results. The use of stereoscopic and volumetric images brought valuable contributions for the interpretation and clustering formation analysis in percolation, what certainly could lead to better decisions about the exploration and recovery process in oil fields

Desempenho motor de pacientes com acidente vascular cerebral em um jogo baseado em realidade virtual

The Cerebral Vascular Accident (CVA) is the leading cause of motor disability in adults and elderly and that is why it still needs effective interventions that contribute to motor recovery. Objective: This study was aimed to evaluate the performance of stroke patients in chronic stage using a virtual reality game. Method: 20 patients (10 with injury to the left and 10 to the right side), right-handed, average age 50.6 ± 9.2 years, and 20 healthy subjects with average age of 50.9 ± 8.8, also right-handed participated. The patients had a motor (Fugl-Meyer) and muscle tone assessment (Ashworth). All participants made a kinematic evaluation of the drinking water activity and then underwent training with the table tennis game on XBOX 360 Kinect®, 2 sets of 10 attempts for 45 seconds, 15 minutes rest between sets, giving a total of 30 minutes session. After training the subjects underwent another kinematic evaluation. The patients trained with the right and left hemiparect upper limb and the healthy ones with the right and left upper limb. Data were analyzed by ANOVA, t Student test and Pearson correlation. Results: There was significant difference in the number of hits between the patients and healthy groups, in which patients had a lower performance in all the attempts (p = 0.008), this performance was related to a higher level of spasticity (r = - 0.44, p = 0.04) and greater motor impairment (r = 0.59, p = 0.001). After training, patients with left hemiparesis had improved shoulder and elbow angles during the activity of drinking water, approaching the pattern of motion of the left arm of healthy subjects (p < 0.05), especially when returning the glass to the table, and patients with right hemiparesis did not obtain improved pattern of movement (p > 0.05). Conclusion: The stroke patients improved their performance over the game attempts, however, only patients with left hemiparesis were able to increase the angle of the shoulder and elbow during the functional activity execution, better responding to virtual reality game, which should be taken into consideration in motor rehabilitation