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  • Desenvolvimento de uma Fábrica de Aprendizagem para a Indústria 5.0 baseada em Open Design
    Publication . Amaral, Rita Miguel; Castro, Hélio Cristiano Gomes Alves de
    O objetivo desta dissertação é propor a implementação da Mini LF 5.0, uma fábrica de aprendizagem, no laboratório OSLab4Man, localizado no ISEP. Este projeto, orientado pelos princípios da Indústria 5.0, Open Design e Open Source, visa desenvolver um ambiente de formação inovador que permita aos alunos adquirir competências práticas alinhadas com os requisitos da nova era industrial. A Mini LF 5.0 é projetada para integrar tecnologias emergentes e colocar o ser humano no centro do processo produtivo, destacando-se pela sua customização, resiliência e sustentabilidade. A metodologia utilizada para a realização deste trabalho baseiase na abordagem da Ciência do Design, conhecida como Design Science Research. Esta metodologia inclui a identificação do problema, definição dos objetivos, desenvolvimento e avaliação de artefactos e a reflexão e iteração dos resultados. A Design Science Research foi escolhida para permitir a criação e avaliação de soluções tangíveis que resolvam problemas práticos e relevantes na área de Engenharia. Os métodos incluíram uma análise detalhada da literatura sobre Learning Factories, Indústria 5.0, Sistemas Ciberfísicos e Open Design, e a identificação de lacunas nas abordagens existentes. A partir daí, foi desenvolvido o projeto da Mini LF 5.0, focado na implementação e integração de componentes físicos e computacionais. Os resultados mostram que a Mini LF 5.0 não só se alinha com os objetivos estabelecidos, como também demonstra viabilidade técnica e financeira, com um custo de implementação de 511€, cerca de 20% do valor total que seria necessário se o projeto não seguisse as diretrizes de open design, sustentabilidade e reutilização de materiais e equipamentos. A utilização de soluções low cost e open source garante a acessibilidade, a sustentabilidade e a replicabilidade do projeto, promovendo uma abordagem inovadora e colaborativa na formação de futuros profissionais.
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  • Otimizando a sustentabilidade: gestão de emissões de gases de efeito de estufa com recurso a low-code
    Publication . Carvalho, Patrícia Isabel Ribeiro; Araújo, Susana Cláudia Nicola de
    A presente dissertação foi desenvolvida no âmbito da Unidade Curricular “Projeto/ Dissertação/ Estágio”, do Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial, do Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto Superior de Engenharia do Porto. O trabalho explora a implementação de uma plataforma desenvolvida com recurso a Low-code para otimizar o cálculo, monitorização e gestão de emissões de Gases com Efeito de Estufa (GEE) da Efacec. A capacidade de uma empresa reportar com precisão o seu Inventário de GEE é essencial para garantir vantagem competitiva no mercado. A sustentabilidade e, em particular, a temática das emissões de GEE, tornou-se, em anos recentes, um fator decisivo na escolha de fornecedores. Reconhecendo a imperatividade de enfrentar com urgência as alterações climáticas, bem como responder aos crescentes pedidos dos clientes, a Efacec uniu-se ao movimento “Business Ambition for 1.5ºC” da Organização das Nações Unidas, estabelecendo publicamente o acordo de atingir zero emissões líquidas até 2050 de acordo com critérios da Science Based Targets initiative. No entanto, a organização enfrentava desafios com o seu processo de cálculo do inventário de GEE, que era ineficiente em termos de tempo e resultava em dados imprecisos. Através de uma abordagem metodológica baseada em investigação-ação, foi conduzido um levantamento detalhado das necessidades internas da empresa, além de uma análise das principais ferramentas de mercado, que revelaram uma falta de flexibilidade adequada a organizações com a complexidade da Efacec. O objetivo deste trabalho foi, então, desenvolver uma aplicação destinada a otimizar este processo, aprimorando a eficiência, precisão e personalização no controlo das emissões. A solução proposta possibilitou uma nova abordagem para o cálculo global do Inventário de GEE, incorporando funcionalidades de monitorização em tempo real, dashboards e personalização. A aplicação foi testada por colaboradores da Efacec, que avaliaram módulos específicos de acordo com os seus perfis, resultando numa satisfação global de 84%. A avaliação do potencial de crescimento e adaptação da ferramenta, em consonância com a evolução da empresa, obteve uma classificação de 92%. Em suma, a solução desenvolvida não só aumentará a eficiência e a precisão do Inventário de GEE, como também atenderá à crescente procura dos clientes por práticas sustentáveis, possibilitando respostas mais ágeis. Apesar das limitações encontradas durante o desenvolvimento, a solução revelou-se eficaz e inovadora, com potencial para beneficiar outras empresas que enfrentam desafios semelhantes.
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  • Intelligent recommendation system to enhance youth football athletes development
    Publication . Fraga, Pedro Filipe Monteiro; Martins, António Constantino Lopes; Matos, Paulo Sérgio dos Santos
    With the constant evolution of sports, technological advancements are constantly being made with the objective of maximizing the performance of teams and players. Looking specifically at football, which is the most played sport across the world, teams are constantly looking to develop the best players, and that process starts when they are young. However, only the top football clubs in the world have the funding necessary to create the best conditions to improve the best players. Consequently, for most of the football academies, it is hard to maximize the potential of their young players and enhance their growth. Therefore, this thesis pretends to solve this issue by proposing a football recommendation system for young athletes improvement, where the main objectives were to help the coaching staff by recommending the most relevant skills for a player to improve, using different approaches to achieve these recommendations, such as the input of experts, test them in a real life football academy environment, with the aid of recommendation system evaluation metrics, and discuss the results obtained. In the State of the Art chapter, a systematic literature review with PRISMA methodology was used, to assess the existing recommendation systems in football and their algorithms, as well as the aspects typically included in player modeling. The system was tested in a U14 and a U17 men’s football team, and the results obtained are very good indicators of the effectiveness of the system, showcasing 93.1% of accuracy in the recommendations while maintaining recall, precision and F1-measure values above 80%. The results obtained, combined with an interview with a coach that tested the system, show evidence that the system enhances the growth of the players, by aiding the coaching staff at suggesting the most relevant skills to a player. It also indicates that the system can be implemented in football academies, to complement the coaching staff. There are some limitations to the system, notably not having an interface built, the goalkeeper position not being addressed by the system and the experimentation tests having a relatively small sample size. Future work includes improving the performance of the algorithms, testing on a bigger set of players, adding the goalkeeper position, reanalyzing the skills used to modulate a player and the addition of an interface, which will aid the utilization of the system and enable the customization of the parameters used in the models.
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  • Biosampler IS-ABS Zero Impact: An Autonomous System for eDNA Collection
    Publication . Carneiro, António Francisco Rodrigues; Martins, Alfredo Manuel Oliveira
    Water bodies are intricate, interconnected systems that are vital to both the environment and the economy. Understanding and studying these ecosystems is crucial, but the process of collecting and analyzing water samples presents significant challenges. Environmental DNA (eDNA) has emerged as a powerful, non-invasive tool for biological monitoring in aquatic environments, offering promising results for assessing biodiversity. Automating this method could significantly enhance the temporal and spatial resolution of biological monitoring programs. This dissertation focuses on the development of the Biosampler IS-ABS Zero Impact, an autonomous biosampler designed for field deployment and/or vehicle integration. Specifically, it will review the electronics and software development process and present the system’s tests, from the lab to field deployments, along with the corresponding results.
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  • Ajuste dinâmico de dificuldade em videojogos usando aprendizagem automática
    Publication . Felício, Jorge Emanuel Coelho Mendonça de Anciães; Faria, Luiz Felipe Rocha de
    In the constantly evolving field of video games, traditional difficulty settings fail to accommodate the wide range of skill levels among players. The resulting mismatch between the player’s skill and the game’s challenge can make the game boring for skilled players or frustrating for less experienced ones, negatively affecting player engagement. Dynamic Difficulty Adjustment (DDA) seeks to resolve this issue by adapting the game’s difficulty in real time in response to the player’s performance. While advancements in artificial intelligence (AI), particularly machine learning (ML), have enabled more adaptive DDA systems, the full potential of certain advanced techniques or tools has yet to be explored. This thesis thus explores possible innovations in the integration of AI in DDA systems for video games. The research begins by reviewing the techniques used for DDA, focusing on methodologies such as player modeling, rule-based systems, and ML. Based on this research, potential areas for innovation were identified and the application of Deep Reinforcement Learning (DRL) in the Unity game development platform through the usage of the MLAgents toolkit was chosen as a promising approach for this research. Using this methodology, this research aims to implement a DDA system that adjusts a game’s difficulty based on the player’s skills, enhancing their engagement and maintaining a consistent challenge. This project has several critical phases of development, including the creation of a game prototype, data collection for model training, development and integration of the DDA system into the game prototype, and conducting an experiment comparing the prototype with DDA integrated with a version of the prototype that used traditional static difficulty scaling. The experiment conducted was done with 20 participants of varying skill levels and used a combination of collected gameplay metrics and a modified Game Experience Questionnaire (GEQ) survey to evaluate the DDA system’s effectiveness. The results showed that the DDA system demonstrated a statistically significant increase in the player engagement component and appropriately adjusted the difficulty to be harder for participants of higher skill. However, the system sometimes exhibited some issues with drastic adjustments in difficulty between levels, which led to a slightly lower Post-Game positive experience score compared to the static difficulty scaling system. Despite these fluctuations, the proposed system demonstrates the potential of the ML-Agents toolkit in implementing DDA with DRL in games made on the Unity platform. By identifying underexplored areas in the current literature and applying advanced techniques like DRL, this thesis aims to contribute to both academic research and game development regarding the approach to DDA in video games.
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  • Método de avaliação do nível de resiliência de uma cadeia de abastecimento global: Caso de estudo
    Publication . Ferreira, Gustavo José Almeida; Amaral, António Manuel Pereira da Silva
    Este projeto vem no âmbito da finalização do mestrado de engenharia e gestão industrial pelo Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). Concentra-se, essencialmente, no estudo do conceito de resiliência e como este influencia e é perspetivado pelas organizações nos dias de hoje. Num mundo cada vez mais disruptivo, as organizações, nomeadamente as cadeias de abastecimento, precisam de analisar internamente as suas operações e perceber se estas são robustas o suficiente para evitar paragens totais. Relativamente à revisão da literatura, foram introduzidos, inicialmente, conceitos sobre as cadeias de abastecimento e os riscos associados às mesmas. Após isso, foram expostas as principais definições de resiliência e quais os indicadores-chave mais vezes identificados pelos autores. Foram identificadas as características mais específicas dos vários tipos de cadeias de abastecimento e algumas estratégias apontadas como eficientes no tipo de mercado em causa. Em seguida, foram mencionadas várias abordagens de diferentes estratégias de mitigação de riscos, bem como, que métodos de avaliação existem tanto em termos quantitativos como qualitativos da resiliência. Posteriormente, apresentou-se o modelo de gestão de resiliência CERT-RMM (Resilience management Model), escolhido para servir de base ao estudo de caso prático, e também a ISO (International Organization for Standardization) 22301. Relativamente ao estudo de caso prático, foi descrito, de forma breve, a organização estudada: líder mundial em roupa desportiva, bem como que metodologia foi usada para o desenvolvimento da ferramenta e quais as suas principais características (Componente chave, grau de prioridade, método de avaliação, sugestões finais). As respostas obtidas foram dadas por especialistas da cadeia de abastecimento, que realizam processos em diferentes vertentes e regiões do globo. Como resultados, foram identificados vários casos validados pela literatura já existente. Em áreas associadas a países desenvolvidos, destacaram-se como forças: o desenvolvimento tecnológico, a gestão de recursos financeiros e análise e resolução de vulnerabilidades. Já ao nível dos mercados emergentes destacou-se, essencialmente, a fraca maturidade ao nível de conformidade, gestão de dependências externas e gestão de recursos financeiros. Relativamente aos especialistas com processos globais, salientou-se o bom desenvolvimento na digitalização de processos como, por exemplo, a monitorização, a gestão tecnológica e análise e resolução de vulnerabilidades. Como fraquezas as áreas de comunicação e conformidade foram as avaliadas como mais fracas, devido, entre várias razões, à complexidade da cadeia como um todo.
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  • Estudo de regras de sequenciação de trabalhos para lançamento em produção
    Publication . Almeida, João Pedro Fernandes; Ferreira, Luís Carlos Ramos Nunes Pinto
    Uma importante função dos sistemas de controlo da produção é o controlo de entradas (input control) em produção. Isto envolve a sequenciação dos trabalhos em carteira, i.e., que aguardam lançamento em produção e a sua seleção e lançamento, atendendo a critérios relacionados com o próprio trabalho (e.g., data de entrega) e/ou com o sistema de produção (e.g., limites de carga ou de tempo nos centros de trabalho). A seleção e lançamento é usualmente feita com recurso a um designado mecanismo de controlo da produção. Diversos mecanismos têm sido desenvolvidos e propostos na literatura para este fim, como o CONWIP, entre outros. Uma outra importante função dos sistemas de controlo da produção é a geração de ordens de produção e/ou compra, para a qual o sistema de planeamento e controlo da produção DDMRP foi recentemente proposto. No presente trabalho estudamos a integração do DDMRP para a geração de ordens com o CONWIP para o seu lançamento em produção, no que concerne às regras de sequenciação a adotar. Neste âmbito, diversas regras têm também sido desenvolvidas e propostas na literatura. Contudo, estas têm sido essencialmente desenvolvidas a pensar na produção por encomenda (make-to-order). A investigação realizada neste âmbito em contextos de produção para stock (make-to-stock) é ainda reduzida. Pretende-se com este trabalho rever as regras de sequenciação que têm sido propostas na literatura para lançamento e avaliar o seu desempenho no âmbito do sistema DDMRP. Para tal, recorreu-se à simulação de eventos discretos como ferramenta de investigação, considerando critérios de desempenho como o stock médio de produto acabado e o nível de serviço ou fill rate. Os resultados obtidos, permitem concluir que o desempenho das regras de sequenciação é afetado por diversos fatores, tais como, a configuração do sistema de produção, as quantidades das ordens de reposição, entres outros. De uma forma geral, não é possível identificar uma regra que seja superior às outras, para todos os critérios e em todos os cenários experimentais. Contudo, pode-se concluir que a regra sugerida na bibliografia no contexto do DDMRP apresenta algumas limitações, as quais são exploradas no contexto deste trabalho.
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  • Therapeutic possibilities from central sleep apnoea syndrome in the paediatric age group: Scopping review
    Publication . Silva, Ellidynaary Matias da; Alexandrino, Ana; Azevedo, Natália
    Central sleep apnea (CSA) i sone of the most common repiratory sleep disorders in the pediatric population and is considered a complex pathology that is rarely the primary diagnosis. When not treated properly, it becomes a public health problema, potentially triggerin the development or worsening of a series of systematic diseases with negative repercussions on the development and quality of life of children. To map the most frequently refrred to therapeutic interventions in the literature, including those within the scope of physiotherapy practice, for the treatment of pediatric central sleep apnea in diferente contexts. This Scoping Review was prepared according to the recommendations of the Joanna Briggs Institute (JBI) and the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-analyses extension for Scoping Review (PRISMA-ScR). A search for studies was conducted in the age group of 0 to 18 years, in tretament for CSA, in the contexto of hospitalization, outpatient or home care. Studies written in English or Portuguese, published between 2012 and 2024. Of the 4,665 studies initally identified, 101 articles were selected, according to the inclusion and exclusion criteria, most of them observational or Coorte and retrospective. The results show a more frequente use of otolaryngological surgery 830.76%), followed by Positive Airway Pressure (PAP) therapy (26.92%), mainly in the hospital setting, associated or not with outpatient and home care settings. The physioterapist collaborated in 42.30% of the prescribed therapeutic interventions, mainly in PAP therapy and oxygen therapy. Otalaryngological surgeries and Positive Airway Pressure were the most frequente therapeutic interventions in the treatment of pediatric central sleep apnea, mainly in the hospital setting. The physioterapist has an importante role in the adaptation and monitoring of patients on Positive Airway Pressure and oxygen therapy.
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  • Effect of physioteraphy intervention on cardiopulmonary condition of a child with VACTERL Association: a case study
    Publication . Henriques, Maria Francisca de Carvalho Nogueira Ramos; Alexandrino, Ana
    The VACTREL association is characterised by the presence of various congenital anomalies, and these children are more predisposed to diferente respiratory complications, including pneumonia and bronchiectasis. This case study reports on the effects of physiotherapy intervention on the cardiorespiratory condition of a child diagnosed with VACTREL association who was hospitalised with pneumonia. Data was collected over 20 days of hospitalisation, with pulmonar auscultationand vital signs being the main instruments used to assess the physiotherapy intervention. Three assessments were carried out over time, and initially there was a large amount of secretion production ad stasis in bothe the upper and lower airways, culminating in na obstructive ventilatoru deficit. Initial treatment included bronchial clearance techniques and the use of CPAP. In the second assessment, since there was a decrease in hypersection, a deficit in tolerance to exertion and a decrease in muscle strength, physical exercise was added to the intervention. After 11 intervention aimed at normalising the respiratory condition and improving the musculoskeletal condition, there was a significant reduction in auscultated adventitious noises and na improvement in vital signs. The intervention proved to be effective, as the child returned hoem with a normalised pulmonar auscultation, with stable and normal vilta parameters for his age, more dynamic and autonomous.
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  • Transcendent realms: immersive environment for live performance
    Publication . Karasynska, Anastasiia; Leite, Luís; Lopes, Filipe
    The master's thesis project "Immersive Environment for Live Performance" explores the combination of artistic practice of live audiovisual performance and design in immersive spaces. In the context of rapid technological development, the project focuses on the creation of new forms of expression and the exploration of synesthetic experiences through virtual worlds. Practice-based research (PBR) is applied to content development, technical implementation and performance in the immersive environment CAVE using TouchDesigner. Conceptually, the project is inspired by the idea of transcendence and aims to contribute to a new spatial artistic language. The project provides theoretical and practical knowledge in the field of immersive technologies and generative art, offering approaches to the implementation of audiovisual performance and enriching the understanding of transcendence in contemporary art. As a result, the project contributes to the systematization of immersive design methods, advancing the discourse on immersive arts, illustrating the transformative potential of immersive design in contemporary artistic audiovisual expression.
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