Lista Pública de Trabalhos Acadêmicos

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Resumo Volume, Velocity, Variety, Veracity, and Value of data have, in addition to help define the meaning of the term Big Data, become part of the reality of systems that deal with data stream produced by IoT devices. In this context, data heterogeneity presents itself as a challenge for these systems concerning integrating and monitoring this data. The complexity imposed by data heterogeneity makes it difficult to integrate 'streaming x streaming' and 'streaming x historical' data types. For practical analysis, the enrichment and contextualization process based on historical and streaming data would benefit from approaches that facilitate data integration, abstracting from the analyses the details and format of these primary sources. This work presents a framework that allows the integration of streaming data and historical data in real-time, abstracting from the user syntactic aspects of queries through the use of SQL as a standard language for querying heterogeneous data sources. The framework was evaluated through an experiment using relational databases and real data produced by sensors. The results point to the feasibility of the approach.

Ano 2021

Orientador VICTOR STROELE DE ANDRADE MENEZES Co-Orientador Palavras-chave Heterogeneous Data, Data Integration, Data Streaming, SQL

Resumo A gamificação é considerada um recurso útil em diversas áreas. Particularmente, entre seus objetivos na educação estão a redução da evasão e o aumento da motivação nas disciplinas e no curso. Por outro lado, muitas das tarefas da disciplina de Engenharia de Software são demoradas e podem ser consideradas repetitivas pelos alunos. Diante disso, técnicas de gamificação nas aulas de Engenharia de Software têm sido usadas para promover melhoria do desempenho e aumento da motivação na disciplina. Este trabalho descreve um uma estratégia gamificada de auxílio ao ensino e aprendizagem de Engenharia de Software aplicada na disciplina de mesmo nome em 3 turmas ao longo de um período de 3 semestres letivos, em 3 anos diferentes. De acordo com os alunos, essa estratégia foi um fator de engajamento durante a disciplina, principalmente após a introdução do ranqueamento dos alunos e do impacto da gamificação na nota final.

Ano 2021

Orientador ALESSANDREIA MARTA DE OLIVEIRA JULIO Co-Orientador Palavras-chave Evasão Escolar, Motivação, Avaliação da Gamificação

Resumo A modernização dos sistemas de gestão de instituições de ensino faz com que seja cada vez mais comum o acúmulo de dados educacionais. Este avanço tecnológico possibilita também a transformação destes dados educacionais em informações significativas a partir do uso de algoritmos de mineração de dados. Diante disso, este trabalho apresenta uma análise, através do uso dos modelos Árvore de Decisão e Floresta Aleatória, sobre dados de alocações de turmas do Departamento de Ciência da Computação da Universidade Federal de Juiz de Fora. O objetivo desta análise é criar modelos de classificação para auxiliar a identificação de fatores que influenciam os índices de aprovação de uma turma, com o intuito de auxiliar na criação de turmas com melhores rendimentos no futuro. Essa análise mostra que os principais fatores para o desempenho de uma turma são a disciplina e os cursos envolvidos, embora outras características possam se mostrar relevantes ao observar casos mais específicos.

Ano 2021

Orientador ALESSANDREIA MARTA DE OLIVEIRA JULIO Co-Orientador MARCELO CANIATO RENHE Palavras-chave Mineração de Dados, Mineração de Dados Educacionais, Descoberta de Conhecimento, Árvore de Decisão, Floresta Randomizada.

Resumo O investimento em ativos na bolsa de valores é uma forma interessante de se obter receita passiva. Nos últimos anos, a bolsa de valores vem obtendo cada vez mais investidores Pessoa Física no Brasil. Porém, existe ainda uma grande parcela da população que não usufrui deste meio, algumas vezes até investindo em ativos que dão retornos inferiores a inflação, por falta de conhecimento ou orientação. Corretoras de valores não oferecem serviços de recomendação personalizada para pequenos investidores e o serviço de recomendação premium em casas de análise de investimentos também não é acessível para esses pequenos investidores. Desta forma, este trabalho descreve o projeto e desenvolvimento de uma aplicação web que visa conectar analistas de investimentos autônomos à investidores ou entusiastas que buscam orientações para investir o seu dinheiro, criando carteiras diversificadas de investimentos, de acordo com a sua renda. A plataforma desenvolvida neste trabalho tem o formato de uma marketplace, que possibilita que analistas de investimento possam se cadastrar e vender carteiras de recomendação para usuários interessados. Estes usuários poderão procurar por essas carteiras de acordo com a rentabilidade e avaliação dos analistas, e assim fazer melhores investimentos com o devido embasamento e orientação.

Ano 2021

Orientador LUCIANA CONCEICAO DIAS CAMPOS Co-Orientador Palavras-chave finanças, assessoria de investimentos, carteira de investimentos, sistema web, plataforma marketplace

Resumo Most of the effort spent today in material science and chemistry comes from the need to create molecules with specific properties, for instance, in medicine, the generation of molecules with desired properties plays a very important role in the discovery of new medicines. However, despite existing a finite number of molecules, this number is huge, making the exploration of this molecular space a hard problem of combinatorial optimization. Therefore, it is necessary to find a robust and efficient way to explore this molecular space. In this scenario, approaches like genetic algorithms had been used to try to handle the problem of generating molecules with specific properties computationally. More recently, Deep Generative Models, that are Machine Learning models capable of learning from data to generate new data that resemble the data they were trained on, are being used as an alternative to tackle the problem. With this work we present a detailed study of the complex problem of generating molecules using Deep Learning.

Ano 2021

Orientador SAULO MORAES VILLELA Co-Orientador Palavras-chave Machine Learning, Deep Learning, Deep Generative Models, Molecular Generation.

Resumo Com a integração dos dispositivos IoT no ambiente industrial, possibilitou-se o desenvolvimento das chamadas fábricas inteligentes. Entretanto, a segurança nesse novo ambiente industrial é uma preocupação crescente. A comunicação entre esses dispositivos, diferentes usuários e o volume de dados digitais transferidos aumenta a vulnerabilidade dos recursos e dados no ambiente industrial. Visando enfrentar este desafio, desenvolvemos estudos relacionados à aplicação de contratos inteligentes com suporte de blockchain para garantir a integridade da autenticidade de identidade dos dados digitais que trafegam no ambiente de IoT Industrial (IIoT). Neste trabalho, é apresentada a proposta do Métis, uma abordagem que utiliza blockchain com contratos inteligentes por meio da plataforma do Hyperledger Fabric para validar a identidade das requisições submetidas para o ambiente do framework FASTEN Manufacturing. A proposta foi testada por meio de simulações de modo a fornecer uma camada de segurança para este framework. A partir destas simulações, foi possível verificar que a integração de contratos inteligentes com blockchain garantiu que somente agentes autorizados foram capazes de submeter requisições, desta maneira, protegendo os dispositivos e recursos do framework de acessos não autorizados.

Ano 2021

Orientador MARIO ANTONIO RIBEIRO DANTAS Co-Orientador JOSE MARIA NAZAR DAVID Palavras-chave Blockchain. Indústria 4.0. Contratos Inteligentes. Internet das Coisas. Segurança da Informação.

Resumo Com o avanço da tecnologia, veículos elétricos passam a fazer parte da paisagem urbana. Entretanto, encontram-se problemas relacionados à autonomia destes veículos e a escassez de postos de abastecimentos. Este trabalho propõe uma aplicação para dar suporte ao motorista quanto ao consumo de um veículo elétrico como também aos modos de condução do mesmo. Simulou-se a captação de dados de um simulador de contexto capaz de reproduzir o consumo e autonomia de um veículo elétrico. As informações obtidas através das simulações serviram de base para a realização de avaliações preliminares em relação à construção do artefato produzido. Para tanto, foi utilizada a metodologia de Design Science Research.

Ano 2021

Orientador JOSE MARIA NAZAR DAVID Co-Orientador MARIO ANTONIO RIBEIRO DANTAS Palavras-chave autonomia veicular, nível de bateria, percepção de consumo energético, simulador de contexto.

Resumo O engajamento dos alunos é um desafio presente no dia a dia do ensino de banco de dados. E quando se trata de aumentar a satisfação dos alunos, uma das abordagens mais atraentes é o ensino baseado em jogos. Neste trabalho, explora-se uma ferramenta focada em unir a prática orientada a projetos e o estilo de jogos Murder Mystery desenvolvido para SQL. Propõem-se melhorias para deixar o jogo reutilizável através da geração procedural de novos cenários fictícios para serem investigados dentro de um banco de dados.

Ano 2021

Orientador JAIRO FRANCISCO DE SOUZA Co-Orientador Palavras-chave game-based learning; gamification; sql

Resumo Empresas e profissionais que desenvolvem projetos desejam que os mesmos sejam sempre bem sucedidos. Para se obter sucesso, um bom gerenciamento deve ser executado e a experiência do gerente é um fator importante. Existem vários modelos e métodos de gerenciamento de projetos, mas seu ensino é difícil por nem sempre existir a possibilidade de praticar em tempo hábil durante o curso. Para suprir essa demanda, os jogos têm sido utilizados ao longo de décadas para fornecer um ambiente controlado no qual o professor apresenta um conceito ou técnica sob a qual os alunos atuam e discutem sobre as situações e problemas encontrados. Este trabalho investiga o uso de jogos para simular a gestão de uma nova empresa de fábrica de software na qual os jogadores deverão empregar os recursos iniciais e interagir com os demais jogadores para contratação da equipe, realizar orçamentos, cumprir projetos com qualidade e no prazo. Para tanto, um novo jogo foi projetado e desenvolvido, junto à uma comunidade de desenvolvedores de jogos e, posteriormente, um protótipo $online$ foi usado para avaliar sua eficácia junto aos alunos de uma disciplina de empreendedorismo. Os dados apontam que o jogo atinge seus objetivos e direciona possíveis mudanças para novas iterações futuras.

Ano 2021

Orientador IGOR DE OLIVEIRA KNOP Co-Orientador Palavras-chave jogos sérios, gerência de projetos, simulação.

Resumo Os jogos digitais se tornaram uma indústria bilionária, elevando uma atividade cultural a um produto lucrativo e com amplo aceite na sociedade. Um jogo fornece conteúdo na forma de roteiros, mapas, ilustrações, efeitos sonoros, progresso de personagens e envolve profissionais das mais diversas áreas como artistas, programadores, analistas de sistemas, engenheiros, matemáticos, roteiristas, psicólogos, e outros. Devido a sua limitação de recursos, os pequenos estúdios exploram o conceito de geração procedural fazendo uso de algoritmos especializados como resultado direto para o jogador. Além disso, uma outra possível finalidade é para que profissionais refinem posteriormente. O presente trabalho explora o uso de autômatos celulares e mapas de influência como técnica de geração procedural para uma topologia e posicionamento de elementos de jogo e faz uma análise dos resultados com a ótica do jogador, utilizando caminhos. Um ambiente de experimentação de código livre é adaptado, e observações são realizadas e discutidas acerca do resultado da geração.

Ano 2021

Orientador IGOR DE OLIVEIRA KNOP Co-Orientador Palavras-chave Desenvolvimento de Jogos, Geração Procedural de Conteúdo, Fluxo da Experiência do Jogador

Resumo No mundo atual, Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) é um conceito de grande influência que vem crescendo cada vez mais no ramo da tecnologia e por isso a maioria das empresas precisam buscar desenvolver seus sistemas pensando em soluções IoT que permitam acesso e gerenciamento a um conjunto de informações relevantes, independente do lugar que elas estejam. Atualmente, existem diversas ferramentas distribuídas como PaaS (Plataform as a Service) que facilitam o trabalho de criar uma solução IoT capaz de tudo, desde medir a temperatura de uma casa, rastrear um veículo, até controlar a iluminação da residência através de um desktop ou um smartphone. Existem vários desafios ao escolher a melhor plataforma para utilizar em cada sistema. O trabalho descrito a seguir realizou um estudo comparativo em cima dessas plataformas disponíveis para soluções IoT e através dele apresentou vantagens e desvantagens entre elas, indicando possíveis soluções que podem ser desenvolvidas.

Ano 2021

Orientador EDUARDO PAGANI JULIO Co-Orientador Palavras-chave IoT, PaaS, IoT plataforms

Resumo A avaliação da fluência na leitura infantil é um processo que necessita ser realizado em um ambiente isolado, muitas vezes estranho para a criança e aplicado por um avaliador. Tal tarefa demanda tempo e seu resultado pode ser influenciado por uma série de fatores e, nesse aspecto, o Talk2Me é uma abordagem que realiza a coleta e classificação de áudios para auxiliar educadores a atuarem de forma mais eficiente na resolução de problemas de leitura. Este trabalho propõe e implementa uma nova abordagem para coleta de áudios de fluência de crianças através de jogo sério digital, com o objetivo de investigar se o lúdico influencia no processo. O jogo se comunica com a arquitetura de software, enviando os áudios coletados para avaliação automática. O processo é avaliado a partir de um questionário, e respondido por especialistas, para averiguar o aspecto pedagógico da solução.

Ano 2021

Orientador IGOR DE OLIVEIRA KNOP Co-Orientador JAIRO FRANCISCO DE SOUZA Palavras-chave Fluência em leitura; Jogo digital; Reconhecimento automático de fala; Jogos Sérios

Resumo Com o crescimento no número de dispositivos de Internet das Coisas (Internet of Things - IoT), surgem novos desafios, tais como a entrada das conexões 5G nos novos aparelhos, a necessidade de um controle mais imediato, entre outros. Esses se somam aos já existentes no âmbito da IoT, como a quantidade de dispositivos já disponíveis ou na complexidade da implementação de uma interface para controle. Portanto, a necessidade de uma análise mais profunda sobre os modelos de criação de interfaces de controle de IoT é de extrema importância e necessidade. Dentre estas interfaces, este trabalho tem como objetivo a análise em específico sobre o Node-RED, que conta com diversas funcionalidades em sua implementação, que facilitam, trazem ganhos de desempenho e melhoram a interação entre aparelhos na criação de interfaces de controle de IoT e o como esta interface consegue trazer esses recursos para o usuário, buscando demonstrar seus pontos fortes, exemplificando a facilidade de sua implementação quando comparado a outras plataformas e a facilidade de utilizações de modelos complexos, tal como o uso de aprendizado de máquina nos fluxos de IoT.

Ano 2021

Orientador EDUARDO PAGANI JULIO Co-Orientador Palavras-chave Node-Red. Internet of Things. IoT. Interfaces de Controle de IoT.

Resumo A criação de um jogo bem sucedido, digital ou não, consiste em fornecer ao jogador uma narrativa envolvente, composta de roteiros, cenários, ilustrações, animações e progresso de personagens. Essa indústria bilionária envolve profissionais das mais diversas áreas como artistas, programadores, analistas de sistemas, engenheiros, matemáticos, roteiristas, psicólogos e outros. Para pequenos estúdios, o uso de algoritmos especializados para criar parte do conteúdo tem sido uma alternativa para baratear os custos em pessoal e tempo de projeto. Entretanto, o resultado da geração deve ainda ser coerente e gerar uma experiência prazerosa para o jogador. Este trabalho investiga uma das técnicas mais recentes de geração procedural, a Wave Function Collapse, e observa o resultado da geração na experiência do jogador em relação a topologia, desafios e recompensas geradas. Uma implementação do algoritmo foi realizada e adaptada a um ambiente de testes, que serve como laboratório para estudos em geração procedural. Uma discussão é realizada com base nas observações do resultado da geração, que servem de base para trabalhos subsequentes.

Ano 2021

Orientador IGOR DE OLIVEIRA KNOP Co-Orientador Palavras-chave Wave Function Collapse; Desenvolvimento de Jogos; Geração Procedural de Conteúdo.

Resumo Os avanços de tecnologias como IoT (Internet of Things, ou Internet das Coisas) e redes 5G trazem alguns desafios associados. Por parte de IoT, cada vez mais aparelhos e dispositivos serão conectados, principalmente às redes residenciais, comerciais e industriais. Portanto, espera-se uma densidade de dispositivos cada vez maior em áreas urbanas, o que pode causar problemas de interferência entre os dispositivos. A tecnologia de redes móveis 5G possui padrões e especificações que suportam a operação de dispositivos de IoT. Porém, devido às limitações de uso do espectro eletromagnético, mecanismos de gestão de acesso às faixas de frequência eletromagnética são necessários para comportar o funcionamento de redes com alta densidade de dispositivos, bem como controlar a interferência esperada entre eles. O conceito de Redes Cognitivas surge para auxiliar no controle de acesso às frequências eletromagnéticas, permitindo que usuários não licenciados acessem faixas de frequência licenciadas de forma oportuna. O objetivo deste projeto é comparar diferentes mecanismos de mitigação de interferência utilizando o conceito de Redes Cognitivas, no cenário de IoT e redes 5G. Simulações serão realizadas em diferentes cenários de redes, e os resultados serão comparados e analisados em busca do entendimento do comportamento da interferência no ambiente proposto.

Ano 2021

Orientador EDUARDO PAGANI JULIO Co-Orientador Palavras-chave 5G, Redes Móveis, Redes Cognitivas, Compartilhamento de Espectro, IoT, Internet das Coisas.

Trabalho	Autor	PDF	Extras
Stream and Historical Data Integration using SQL as Standard Language	JEFFERSON DO NASCIMENTO AMARÁ
Gamificação aplicada ao ensino e aprendizagem de Engenharia de Software	MATHEUS BRINATI ALTOMAR
Algoritmos de mineração de dados aplicados às turmas do Departamento de Ciência da Computação da Universidade Federal de Juiz de Fora	LUCAS CARVALHO RIBEIRO
Desenvolvimento de plataforma de assessoria de investimentos	LUÍS GUILHERME PEREIRA DE CARVALHO
Deep Generative Models for Molecular Design	LUÍS HENRIQUE SIMPLÍCIO RIBEIRO
Development of a Smart Contract-Based Security Layer for an Industry 4.0 Framework	MATTHEUS SOARES SANTOS
EASYEV - Uma aplicação para apoiar o gerenciamento de veículos elétricos com o foco no consumo de bateria	GABRIEL DOS SANTOS NASCIMENTO
Enola: Geração procedural de jogos sérios para a prática de Banco de Dados	JONAS GABRIEL MAIA BRUNO NEPOMUCENO
Jogo sério sobre gestão de fábrica de software	RAMON VAZ DE MELLO LARIVOIR
Avaliação do Fluxo da Experiência do Jogador na Geração Procedural por Autômatos Celulares	GABRIEL MARTINS SANTANA
Estudo comparativo de plataformas para desenvolvimento de soluções IoT	WESLLEY NASCIMENTO ARAUJO
Jogo sério para coleta e avaliação de fluência na leitura infantil	EDUARDO VIEIRA MARQUES PEREIRA DO VALLE
Criação de interfaces de controle de IoT através do Node-RED	VÍTOR HUGO NASCIMENTO PINTO
Avaliação da geração de conteúdo por Wave Function Collapse na experiência do jogador	RODRIGO COELHO VILLA VERDE
Gerenciando o Espectro em Redes 5G: Mitigação de Interferência com Redes Cognitivas	BRUNO BERBERT DE CARVALHO

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