Lista Pública de Trabalhos Acadêmicos

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Resumo Os modelos computacionais tornaram-se ferramentas valiosas para o estudo e compreensão dos fenômenos da eletrofisiologia cardíaca. No entanto, a elevada complexidade dos processos biofísicos e o nível microscópico de detalhes exigem complexos modelos computacionais. Aspectos-chave da eletrofisiologia cardíaca, tais como condução lenta e bloqueio de condução tem sido tema de pesquisa de muitos estudos, uma vez que estão fortemente relacionados à arritmia cardíaca. No entanto, ao reproduzir estes fenômenos os modelos necessitam de uma discretização sub-celular para a solução das equações diferenciais e uma condutividade eléctrica do tecido não uniforme e heterogênea. Devido aos elevados custos computacionais de simulações que reproduzem a microestrutura fina do tecido cardíaco, estudos prévios têm considerado experimentos de tecido de pequenas dimensões e têm utilizados modelos simples de células cardíacas. Neste trabalho, desenvolvemos um modelo (modelo microscópico) da eletrofisiologia cardíaca que capta a microestrutura do tecido cardíaco usando uma discretização espacial muito fina (8µm) e utilizamos um modelo celular moderno e complexo baseado em Cadeias de Markov para a caracteriza¸c˜ao da estrutura e dinâmica dos canais iônicos. Para lidar com os desafios computacionais, o modelo foi paralelizado usando uma abordagem híbrida: a computação em cluster e GPGPUs (General-purpose computing on Graphics Processing Units). Nossa implementação paralela deste modelo, utilizando uma plataforma multi-GPU, foi capaz de reduzir os tempos de execução das simulações de mais de 6 dias (em um único processador) para 21 minutos (em um pequeno cluster de 8 nós equipado com 16 GPUs). Além disso, para diminuir ainda mais o custo computacional, foi desenvolvido um modelo discreto equivalente ao modelo microscópico. Este novo modelo foi paralelizado usando a mesma abordagem do modelo microscópico e foi capaz de executar simulações que demoravam 21 minutos em apenas 65 segundos. Acreditamos que esta nova implementação paralela abre caminho para a investigação de muitas questões em aberto associadas à natureza complexa e discreta da propagação dos potenciais de ação no tecido cardíaco.

Ano 2012

Orientador Rodrigo Weber dos Santos Co-Orientador Marcelo Lobosco Palavras-chave Eletrofisiologia cardíaca. Equações diferenciais. Multi-GPU. Arritmia cardíaca.

Resumo O processo de quantização de imagem consiste na redução da quantidade de cores distintas presentes em uma imagem digital. Este processo pode ser feito levando-se em conta ou não características individuais da imagem em questão. Na literatura são encontrados variados algoritmos que utilizam diferentes abordagens combinadas a diferentes estruturas de dados. Em geral, tendo em vista as características de problemas associados à análise de imagens no que se refere ao elevado volume de dados, estas abordagens procuram extrair informações das imagens de forma a auxiliar o processo de quantização. Trabalhos recentes demonstram que algoritmos de clusterização de dados podem ser adaptados para serem aplicados ao problema de quantização de imagem eficientemente. Neste trabalho foram implementadas tanto a versão clássica como variações do algoritmo k-means, adaptadas para o problema de quantização. Alguém das adaptações do algoritmo k-means, novas abordagens foram propostas. Testes computacionais mostraram que os resultados obtidos são equivalentes àqueles apresentados na literatura no que diz respeito à qualidade das imagens geradas após o processo de quantização mesmo sem a necessidade de manipulação de complexas estruturas de dados.

Ano 2011

Orientador STENIO SA ROSARIO FURTADO SOARES Co-Orientador Palavras-chave Quantização de imagem, Quantização de cor, Heurística, K-Means

Resumo A tarefa de classificação de dados faz parte de uma gama de problemas de grande importância atualmente: a descoberta de conhecimento. Em muitos casos, o processo de classicação pode se tornar complexo devido ao alto nível dimensional do modelo de dados envolvido que, em geral, interfere negativamente nos aspectos de desempenho e acurácia dos classificadores utilizados. Uma alternativa para tratar esse tipo de problema é conhecida como seleção de características, que reduz a dimensionalidade através da identificação dos atributos mais significativos à classificaçãoo, excluindo os demais do processo. O principal objetivo do presente trabalho é a realização de um estudo a respeito do impacto causado pelo processo de seleção de características em problemas de classificação de dados. Para tal, foi implementado um sistema inteligente que utiliza o método de seleção de características chamado Nearest Shrunken Centroids. Além de uma descrição detalhada sobre o funcionamento do método, são apresentados, também, os resultados de testes comparativos realizados em diferentes bases de dados e diversos classificadores disponíveis atualmente. Finalizando, o sistema é disponibilizado por meio de uma licença de software livre.

Ano 2011

Orientador Custódio Gouvêa Lopes da Motta Co-Orientador Palavras-chave Classificação de Dados, Seleção de Características, Nearest Shrunken Centroids

Resumo Este projeto tem como finalidade apresentar o estudo realizado sobre os processos de decisão de Markov que permitem a resolução de problemas em ambientes de incerteza de uma forma a maximizar a recompensa esperada ou minimizar o custo esperado. A motivação para a escolha do tema é oriunda de problemas de otimização em sistemas de filas, onde foi realizado um estudo em que processos de decisão de Markov foram utilizados em sua resolução. Além disso, o tema abordado mostrou-se muito útil em uma grande diversidade de áreas, podendo ser aplicado para a resolução de problemas de controle, selecionando as ações a serem tomadas nesses ambientes. Espera-se que, com esse trabalho, sejam mostrados diversos exemplos de problemas em diferentes áreas em que se podem aplicar os processos de decisão de Markov juntamente com os resultados obtidos através da utilização desses processos, demonstrando-se então a grande utilidade destes processos.

Ano 2011

Orientador Saul de Castro Leite Co-Orientador Palavras-chave Processos de Decisão de Markov

Resumo A interatividade proporcionada pela TV Digital possibilita a exploração de uma vasta área na distribuição de informação através da televisão. Esse trabalho propõe uma arquitetura para a disponibilização de conteúdo retirado de arquivos RDF através de um método flexível de obtenção da informação. Para provar a viabilidade da arquitetura, foi criada uma aplicação exemplo, desenvolvida na linguagem Java. Com isso, o trabalho fornece um panorama do ambiente atual de desenvolvimento Java para TV Digital.

Ano 2011

Orientador EDUARDO BARRERE Co-Orientador Palavras-chave TV Digital Ginga-J RDF

Resumo Este projeto propõe um sistema para melhorar o entretenimento nas competições de Futebol de Robôs através de um ambiente de Realidade Aumentada. Basicamente, vários marcadores serão colocados ao redor do campo de Futebol de Robôs que serão utilizados para orientar o correto posicionamento de uma arquibancada virtual, telão de estádio e outros objetos virtuais em torno do campo real para criar um ambiente virtual de entretenimento, semelhante ao visto em jogos eletrônicos de futebol, que será exibido para os espectadores durante as partidas. O sistema visa atrair a atenção dos estudantes e da sociedade para os temas científicos abordados neste projeto.

Ano 2011

Orientador RODRIGO LUIS DE SOUZA DA SILVA Co-Orientador Palavras-chave

Resumo Neste trabalho propomos uma Arquitetura para Serviço de Aplicações para Televisão Digital que busca facilitar o acesso e a distribuição de aplicativos no Sistema Brasileiro de Televisão Digital, criando uma Central de Software similar às existentes em outras plataformas, como o Android Market, a Apple App Store e o Ubuntu Software Center. Através dessa central o usuário pode obter e executar facilmente aplicativos multimídia, os desenvolvedores podem utilizar um padrão de empacotamento que facilite sua distribuição em vários serviços, e os provedores de serviços passam a poder oferecer como diferencial um rico ambiente interativo a seus clientes.

Ano 2011

Orientador EDUARDO BARRERE Co-Orientador Palavras-chave SBTVD, Central de Software, Lojas de Aplicativos, Widgets, Televisão Digital

Resumo Esta monografia apresenta uma ferramenta de apoio ao ensino de física utilizando Realidade Aumentada. Os principais conceitos sobre a Realidade Aumentada e os frameworks da área serão apresentados. As funções que simulam os eventos físicos são explicadas e desenvolvidas e, portanto, nenhuma biblioteca clássica foi utilizada. São propostos sistemas de Realidade Aumentada para cada módulo da ferramenta. Os resultados obtidos são divulgados. Por fim, discute-se os resultados e oferece-se ideias para trabalhos futuros.

Ano 2011

Orientador RODRIGO LUIS DE SOUZA DA SILVA Co-Orientador Palavras-chave Realidade Aumentada, Computação Gráfica, Ensino

Resumo A calibração de câmera consiste no processo de determinar atributos geométricos e ópticos de uma câmera, admitindo que sejam conhecidos um conjunto de pares de pontos bidimensionais em uma imagem e seus respectivos pontos tridimensionais no mundo real. Este trabalho realiza o estudo de um processo de calibração de câmera. Este estudo envolve as transformações geométricas de uma câmera, um método para estimar uma aproximação para os parâmetros e outro método para otimizar os parâmetros estimados. Para realizar calibrações, foi implementada uma classe para a resolução de sistemas lineares baseado na decomposição em valores singulares, o método de calibração coplanar de Tsai e o método de otimização de Levenberg-Marquardt. Foram realizados testes com dados conhecidos, a fim de determinar erros do processo de calibração. Em seguida, é feita uma análise dos resultados obtidos.

Ano 2011

Orientador MARCELO BERNARDES VIEIRA Co-Orientador Palavras-chave Calibração de câmera Otimização Sistemas Lineares

Resumo O problema de planejamento de trajetórias em um conjunto de dados de obstáculos se resume a encontrar uma função de classificação tal que essa função separe os obstáculos em dois conjuntos tais que cada conjunto tenha um valor de rótulo diferente do outro. É interessante que essa função de classificação calculada (que será a trajetória que se deseja obter) seja a mais curta possível, pois essa solução representa a obtenção de um caminho mais rápido, e que também guarde uma margem de distância entre alguns obstáculos, garantindo que a trajetória obtida não colida com os obstáculos. Os algoritmos implementados combinam dois algoritmos, o primeiro, o Perceptron, traça a trajetória entre os dois conjuntos de dados de obstáculos, e o segundo, o Algoritmo de Margem Incremental, procura, à cada iteração, um valor de margem maior do que o anterior alcançado pelo Perceptron e pelo Algoritmo de Margem Incremental.

Ano 2011

Orientador Raul Fonseca Neto Co-Orientador Palavras-chave Planejamento de Trajetórias, Máquina de Vetor Suporte, Algoritmo de Margem Incremental

Resumo O algoritmo Ant-Miner, originalmente proposto por Parpinelli, Lopes e Freitas (2002a), aplica a metaheurística da otimização por colônia de formigas para a tarefa de classificação em mineração de dados. O presente trabalho aplica a modelagem fuzzy do comportamento forrageiro das formigas, proposto por Rozin e Margaliot (2007), ao algoritmo Ant-Miner admitindo duas possíveis interpretações e adicionando a elas elementos como a função heurística, presente no Ant-Miner original, e a técnica de priorização ao atributo utilizado, apresentada neste trabalho. Resultantes dessas adaptações, foram geradas 8 diferentes versões do algoritmo Ant-Miner que foram testadas e comparadas entre si e à versão original utilizando sete data sets de domínio público. Uma das versões apresentou resultados gerais superiores às outras, incluindo o algoritmo Ant-Miner original, em termos de acurácia preditiva em diferentes configurações do sistema.

Ano 2011

Orientador Ilaim da Costa Júnior Co-Orientador Palavras-chave mineração de dados, regras de classificação, metaheurística otimização por colônia de formigas, modelagem fuzzy

Resumo O concreto é um meio extremamente complexo, cujas propriedades ainda não são totalmente compreendidas. As dificuldades encontradas na descrição e previsão do comportamento de estruturas de concreto devem-se a aspectos relacionados à heterogeneidade do meio - que é poroso e multifásico - podendo conter em seu interior fluidos na forma líquida e gasosa. Quando exposto a condições de temperatura elevada, tais dificuldades são ainda maiores, devido à ocorrência de fenômenos físicos e químicos, que alteram a estrutura porosa e as propriedades do meio. Como a reação de hidratação do cimento é reversível e termoativada, a exposição do concreto a temperaturas elevadas pode ter efeitos deletérios, com a ocorrência de desidratação da matriz a base de cimento, fissuração devido a pressões internas geradas pela evaporação da água de amassamento remanescente da mistura e ao desplacamento superficial (“spalling”). Este trabalho consiste no estudo do comportamento termo-hídrico de estruturas compostas por bicamadas rocha-concreto - comumente encontradas em túneis e repositórios subterrâneos. Foi desenvolvido um programa experimental consistindo em analises térmicas no qual corpos-de-prova bicamada feitos com dois tipos de concreto - convencional e de alto desempenho - foram submetidos a temperaturas de até 750?C. Tais ensaios forneceram dados para a implementação de um modelo termo-hídrico desenvolvido no código Cast3m - que foi empregado para simular os mesmos experimentos desenvolvidos em laboratório. Os resultados numéricos permitem avaliar a qualidade do modelo proposto, e servem de base para futuros desenvolvimentos que levem em conta o acoplamento termo-hidromecânico na descrição do comportamento do material.

Ano 2011

Orientador Michèle Cristina Resende Farage Co-Orientador Flávio de Souza Barbosa Palavras-chave

Resumo Estratégias de penalização são muito utilizadas no trato de problemas com restrições. Problemas inerentes a escolha de valores adequados para os termos de penalização dificultam a obtenção de resultados confiáveis e robustos na sua aplicação em problemas da otimização estrutural. Técnicas baseadas em modelos de penalização adaptativa tem apresentado relativo sucesso quando aplicadas em conjunto com algoritmos evolucionistas. Apresenta-se aqui uma nova alternativa utilizando uma estratégia de lagrangeano aumentado para o trato das restrições do problema de otimização estrutural. Encontra-se na literatura modelos para penalização adaptativa bem como o uso do lagrangeano aumentado em conjunto com algoritmos genéticos geracionais. O objetivo desse trabalho é adaptar um modelo de penalização para um algoritmo genético não geracional, bem como criar um algoritmo baseado em lagrangeano aumentado também para o algoritmo não-geracional. Esses algoritmos foram aplicados em estruturas reticuladas, muito utilizadas na construção civil como coberturas de ginásios, hangares, galpões, etc. O desempenho desses tipos de estruturas e funções matemáticas foi analisado com as técnicas de tratamento de restrição apresentadas nesse trabalho. Isso foi feito durante a busca de soluções ótimas na tentativa de minimizar os custos e satisfazer as restrições adequadas para diversas estruturas e funções matemáticas.

Ano 2011

Orientador Carlos Cristiano Hasenclever Borges Co-Orientador Afonso Celso de Castro Lemonge Palavras-chave otimização com restrição. penalização. lagrangeano aumentado. algoritmos genéticos.

Resumo A segurança entre as aplicações tem ganhado cada vez mais importância nas grandes organizações. A implantação das políticas de segurança da informação dentro das empresas previne a ocorrência de fraudes, roubo de informação e outros danos causados pela falta de segurança entre os sistemas. Nesse contexto, grandes organizações necessitam desenvolver aplicações capazes de fornecer mecanismos para o controle de nível de acesso entre sistemas heterogêneos e distribuídos. Este trabalho tem como objetivo a implementação de um middleware para autenticação e controle de acesso responsável por disponibilizar, por meio de serviços, os níveis de acesso de cada usuário no momento da autenticação no sistema. Utilizando o controle de acesso baseado em papeis, tecnicas de integraçao de sistemas, webservices e arquitetura orientada a serviços podemos disponibilizar arquivos de fácil manipulação como o XML ou JSON para representar os níveis de acesso de um usuário. De acordo com as políticas de segurança da informação da empresa, será definido um padrão de representação do controle de acesso e as aplicaçoes conhecendo esse padrão, podem fazer o controle de acesso do usuário.

Ano 2011

Orientador Evaldo de Oliveira da Silva Co-Orientador Palavras-chave Políticas de segurança da informação, controle de acesso baseado em papéis, serviços, middleware

Resumo A Simulação de Reservatórios é uma importante área da engenharia de reservatórios. Simuladores são baseados em modelos matemáticos que modelam o escoamento dos fluidos através do meio porosos. Modelos água-óleo incompressíveis são representados por sistemas de equações diferenciais parciais em duas variáveis: pressão e saturação dos fluidos. O problema consiste de um sistema de equações de difícil resolução e que exige o uso de métodos iterativos para aproximar a solução. Neste trabalho foi feita uma comparação entre métodos numéricos que aproximam a solução deste problema através uma abordagem acoplada, utilizando um método implícito e um esquema desacoplado. O sistema desacoplado utiliza um método implícito para obter a solução da equação da pressão, enquanto a solução da saturação é aproximada através dos métodos de Euler Explícito e BDF (Backward Differentiation Formulas). Para resolver as equações no espaço, os métodos de Kurganov-Tadmor e o Esquema Upwind foram utilizados. O Esquema Upwind é um método de primeira ordem, enquanto o Kurganov-Tadmor (KT) é um método central de segunda ordem. Testes foram realizados utilizando diferentes tipos de reservatórios e propriedades da rocha e do óleo. Os resultados foram comparados com soluções precisas para medir o erro numérico introduzido por cada método. Através dos resultados obtidos nesse trabalho foi possível comparar os métodos e observar que a solução através de um esquema desacoplado é mais vantajosa, principalmente ao utilizar o método BDF para resolver a equação da saturação no tempo. Comparando o esquema Upwind com o KT, verificamos que, como esperado, o KT é um método menos difusivo. Nosso trabalho sugere que o uso do método KT em associação com o BDF resulta em um método mais preciso. Por outro lado, o KT é computacionalmente mais custoso do que o Esquema Upwind. Contudo, para produzir resultados com erros numéricos semelhantes aos do KT, o método Upwind chega a ser mais de seis vezes mais lento.

Ano 2011

Orientador Rodrigo Weber dos Santos Co-Orientador Palavras-chave Meios Porosos. Kurganov-Tadmor. BDF. Escoamento Bifásico. IMPES.

Trabalho	Autor	PDF	Extras
SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS DE ARRITMIAS CARDÍACAS EM AMBIENTES DE COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO DO TIPO MULTI-GPU	Bruno Gouvêa de Barros
ABORDAGENS HEURÍSTICAS PARA O PROBLEMA DE QUANTIZAÇÃO DE IMAGEM	Amanda Brugiolo Souza
SELEÇÃO DE CARACTERÍSTICAS ATRAVÉS DE NEAREST SHRUNKEN CENTROIDS	Diego Ricardo de Araujo
PROCESSOS DE DECISÃO DE MARKOV	Pedro Correia Fagundes
PROPOSTA DE ARQUITETURA PARA DISTRIBUIÇÃO DE INFORMAÇÕES RDF NO AMBIENTE DE TV DIGITAL	Lucas Carnicelli
REALIDADE AUMENTADA APLICADA AO FUTEBOL DE ROBôS	Rafael Lima
SERVIÇO DE APLICAÇÕES PROPOSTA DE ARQUITETURA PARA O SISTEMA BRASILEIRO DE TELEVISÃO DIGITAL	Welington da Veiga Silva
FERRAMENTA DE APOIO AO ENSINO DE FÍSICA UTILIZANDO REALIDADE AUMENTADA	Márcio Augusto Carvalho Viegas
CALIBRAÇÃO CÂMERA-PROJETOR DE ALTA RESOLUÇÃO UTILIZANDO UM PADRÃO PLANAR	Luiz Maurílio da Silva Maciel
GERÊNCIA DE MUDANÇAS, INFERÊNCIA, XML, PROLOG.	Rafael de Oliveira Werneck
MODELAGEM FUZZY APLICADA A UM ALGORITMO DE OTIMIZAÇÃO POR COLôNIA DE FORMIGAS PARA A EXTRAÇÃO DE REGRAS DE CLASSIFICAÇÃO EM DADOS	Samira Cássia da Cruz Hodnefjell
MODELAGEM DOS FENÔMENOS DE TRANSPORTE TERMO-HÍDRICO EM MEIOS POROSOS SUBMETIDOS A TEMPERATURAS ELEVADAS: APLICAÇÃO A UMA BICAMADA ROCHA-CONCRETO	Anna Paula Guida Ferreira
ALGORITMOS GENÉTICOS PARA OTIMIZAÇÃO DE ESTRUTURAS RETICULADAS BASEADAS EM MODELOS ADAPTATIVOS E LAGRANGEANO AUMENTADO	Francilene Barbosa dos Santos Silva
CONFIGURAÇÃO DE PERFIS DE ACESSO COM BASE NA DISPONIBILIZAÇÃO DE SERVIÇOS WEB	Adriano Reiné Bueno
MÉTODOS NUMÉRICOS PARA A SOLUÇÃO DE ESCOAMENTOS BIFÁSICOS DE FLUIDOS INCOMPRESSÍVEIS EM MEIOS POROSOS.	Gustavo Miranda Teixeira

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