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- Desenvolvimento de uma plataforma experimental para o estudo de um reservatório para armazenamento de energia térmicaPublication . Ferreira, Xavier Oliveira; Rego, Rui Filipe Neves de AraújoOs sistemas Armazenamento de Energia Térmica (Thermal Energy Storage) (TES) desempenham um papel essencial na promoção da e ciência energética, ao permitir a acumulação de energia térmica para ser utilizada mais tarde. Isto contribui para uma gestão otimizada dos recursos energéticos e para uma maior integração de fontes de energia renovável. O objetivo deste trabalho foi estudar o desempenho de um sistema TES, através da construção de uma plataforma experimental. Esta plataforma permitiu a realiza ção de testes experimentais em condições controladas, com o intuito de avaliar de forma detalhada o comportamento de um sistema TES. A metodologia adotada baseou-se numa revisão bibliográ ca de investigações experimentais sobre sistemas TES, o que permitiu identi car os parâmetros críticos para a análise do seu desempenho. Posteriormente, foi desenvolvida uma plataforma experimental dedicada à realização dos ensaios, onde foram implementadas metodologias de medição e análise para a recolha de dados. Por m, estes dados foram analisados, de forma a comparar os resultados obtidos com as tendências identi cadas na literatura. Este processo possibilitou a validação do conhecimento previamente adquirido e permitiu identi car oportunidades de melhoria no desempenho da plataforma experimental e do sistema TES em estudo.
- Avaliação da viabilidade do reconhecimento da expressão facial na avaliação da fadiga muscular na reabilitação física do membro superiorPublication . Moreira, Soraia Daniela Taborda; Coelho, Luís Filipe Martins PintoNas últimas décadas, diversas investigações têm realçado a importância de monitorizar a fadiga muscular nos programas de reabilitação física, especialmente na recuperação de funções do membro superior. No entanto, as terapias convencionais têm dificuldade em monitorizar a fadiga muscular de forma precisa e em tempo real. Para colmatar esta dificuldade, a presente dissertação explora uma alternativa inovadora, propondo o uso da análise das expressões faciais como uma técnica promissora para a deteção da fadiga muscular. A investigação foca-se em compreender quais são as variações nas expressões faciais que podem indicar fadiga muscular durante a realização do exercício de flexão de bíceps. Este exercício é utilizado devido à sua relevância clínica na reabilitação do membro superior, uma vez que simula movimentos funcionais do dia a dia. A eletromiografia é empregue como uma ferramenta de validação, servindo para confirmar a presença de fadiga muscular enquanto as expressões faciais são monitorizadas. Os resultados indicam que apesar de não existirem diferenças estatisticamente significativas entre séries na análise ANOVA, a análise das expressões faciais mais granular permite concluir que as combinações de pontos faciais Boca aberta (0-17) e Franzir as sobrancelhas (107-8) são indicadores relevantes na deteção da fadiga muscular. A compreensão das expressões faciais como indicadores de fadiga não só permite melhorar os resultados clínicos, mas também aumenta a adesão dos pacientes às terapias de reabilitação, proporcionando uma experiência mais confortável e recetiva durante o processo de recuperação. Assim, ao centrar-se neste método, a dissertação contribui para o desenvolvimento de um sistema integrado que combina eletromiografia e reconhecimento facial, com o objetivo de otimizar os processos de reabilitação e personalizar os programas terapêuticos de acordo com as necessidades individuais dos pacientes, potencializando, dessa forma, a sua recuperação. Este sistema visa ser integrado num cenário de reabilitação assistida por robô, possibilitando que o braço mecânico se ajuste e adapte os movimentos e a intensidade do tratamento com base nas informações obtidas pela avaliação da fadiga muscular em tempo real.
- Desenvolvimento de uma solução digital para report e gestão de patient reported outcomesPublication . Martins, Ana Rita da Silva; Reis, Sara Filipa Seabra dosUm ensaio clínico é definido como qualquer estudo experimental realizado em seres humanos, saudáveis ou doentes, com o objetivo de avaliar os resultados de uma intervenção terapêutica ou de diagnóstico. Os ePROs (Electronic Patient-Reported Outcomes) referem-se a dados sobre a saúde, qualidade de vida e experiência de tratamento, reportados diretamente pelos participantes. A sua introdução permitiu que os participantes registassem, de forma autónoma, os seus sintomas e experiências através de plataformas eletrónicas, como smartphones, tablets, computadores e outros dispositivos conectados. A avaliação da qualidade de vida reveste-se de uma importância fundamental nos ensaios clínicos, uma vez que permite medir o impacto do tratamento na vida dos participantes. Esta avaliação não se limita à redução de sintomas ou à melhoria de parâmetros biológicos, mas também inclui a melhoria do bem-estar geral e da qualidade de vida diária. Nesse contexto, o WHOQOL-BREF é uma escala que avalia a qualidade de vida, composta por 26 itens que abrangem quatro domínios principais: saúde física, saúde psicológica, relações sociais e meio ambiente. Esta dissertação resulta da necessidade identificada pela BlueClinical de desenvolver uma solução própria que recolha os dados de cada participante do ensaio clínico através de uma aplicação móvel, integrando-os numa aplicação de desktop otimizada para a equipa de Gestão de Dados Clínicos. A aplicação tem como objetivo facilitar a visualização dos dados de cada participante, permitir a filtragem dos formulários por estudo e possibilitar a exportação dos dados para análise externa, entre outras funcionalidades que visam otimizar o processo de gestão e análise dos dados clínicos.
- Análise e verificação da gestão da EGR utilizada em unidades de controlo EDC15p+Publication . Nogueira, Rúben José Ferreira; Ferreira, Fernando JoséOs motores de combustão interna, essenciais nas atividades modernas, estão em constante evolução. Contudo, o seu uso intensivo produz emissões de gases prejudiciais à atmosfera, suscitando preocupações ambientais. A necessidade de conciliar a eficiência dos motores com a redução de poluentes tornou-se uma prioridade, visando alcançar um equilíbrio sustentável entre a inovação tecnológica e a preservação ambiental. Neste contexto, o sistema de recirculação de gases de escape (EGR) assume-se como uma inovação crucial na redução das emissões. Assim, ao longo da Dissertação, foi realizado um estudo sobre o sistema de EGR utilizado pelo fabricante no SEAT® Ibiza 1.4 TDI, com a unidade de controlo do motor EDC15P+. O estudo consistiu, em primeiro lugar, em demonstrar as diferentes formas de aceder à calibração da unidade de controlo, apresentando também as suas principais características. Posteriormente, foi iniciado o estudo do sistema de EGR, com base na documentação do fabricante, sendo apresentada e verificada na prática com o auxílio do software WinOLS® e do emulador da FLASH OLS 300. A utilização do equipamento OLS 300 permitiu que todas as alterações à calibração original fossem realizadas em tempo real no veículo, possibilitando a simulação de diferentes cenários de gestão do sistema de EGR. O estudo foi realizado em banco de potência, com o auxílio de uma máquina de diagnóstico para visualização de parâmetros em tempo real. Utilizou-se também um osciloscópio para monitorizar o comportamento do atuador da válvula EGR e da borboleta do coletor de admissão, elementos essenciais no controlo do sistema. Adicionalmente, foi utilizado um analisador de gases para verificar a composição dos gases de escape em função das alterações realizadas.
- NERdy: enhancing information discovery through named entity recognitionPublication . Magalhães, João Vilas Boas da Silva; Faria, Luiz Felipe Rocha deEducation is essential for individual and societal progress, playing a pivotal role in economic development, creativity, and social mobility. However, a significant challenge remains in ensuring equitable access to quality education, particularly in diverse classrooms where personalized learning is increasingly critical. Research highlights the benefits of tailored learning approaches, but current educational tools often lack the ability to organize raw information into structured formats suitable for individualized learning. This gap underscores the need for advancements in Natural Language Processing (NLP) to enhance educational tools. In response to this challenge, this project focuses on developing a Named Entity Recognition (NER) model to improve the organization and extraction of information from raw text. NER, a key task in NLP, identifies and classifies entities such as people, organizations, and locations, providing the groundwork for future tools designed to structure educational content. The primary objective of this study is to construct an entity extraction tool, with the ultimate goal of enhancing personalized learning by facilitating the automatic organization of educational materials. To achieve this, a model combining a pretrained BERT encoder, a BiLSTM layer, and a Conditional Random Field (CRF) correction layer was developed. The model was trained on curated datasets to ensure both performance and fairness. Through extensive testing and finetuning, the model demonstrated strong results, achieving an F1 score of 87.22%, comparing favorably to state-of-the-art models. Key techniques such as class balancing, weight decay, and dropout were used to prevent overfitting, while validation and training losses were monitored to assess the model’s performance. The findings of this project not only confirm the effectiveness of the developed NER model but also highlight its potential in addressing educational challenges. The model shows promise for future expansion, including the development of relation extraction techniques and knowledge graph generation to further enhance learning tools. Ethical considerations, including data privacy, fairness, and transparency, were prioritized throughout the project. Future work will focus on refining the model and expanding its capabilities to better serve the educational sector, contributing to the broader goal of improving access to quality, personalized education.
- NLP based recommendation systems for movies platformsPublication . Silva, João dos Santos Tavares da; Faria, Luiz Felipe Rocha deNowadays, the usage of web platforms is increasingly growing. In this light, it becomes crucial, to improve the efficiency of recommendation systems in filtering and personalizing content. This thesis explores the integration of Natural Language Processing (NLP) techniques into recommendation systems with the aim of enhancing the accuracy and relevance of the suggestions provided to users. Focusing on movie recommendations, this research investigates how NLP techniques can be used to analyse user-generated content such as reviews and comments, in order to provide better compatibility between the generated recommendations and the user preferences. The aim of this thesis is to propose a model that combines sentiment analysis and topic modeling to more effectively understand and predict user preferences. The model will utilise NLP and machine learning techniques to process and analyse large datasets of user interactions and movie metadata. A comparative analysis will be presented on the use of NLP models in recommendation systems as opposed to traditional recommendation systems, highlighting improvements in accuracy and user satisfaction. The results obtained using only NLP techniques in the proposed movie recommendation model achieved an RMSE value of 0.409 and a MAE of 0.339. This result is a combination of a Logisitic Regression model with 90% accuracy and a BERTopic model with a topic coherence of 0.53. For a recommendation system based only on sentiment analysis and topic modeling of users reviews, these are satisfactory results that allow for making appropriate recommendations.
- Sistema automatizado de teste de continuidade elétricaPublication . Costa, Pedro Miguel Barbosa da; Mamede, Jorge Botelho da CostaNa fase de produção das indústrias, existe a necessidade de validar o correto funcionamento de um dado produto, de forma a verificar que este está a operar como previsto. A verificação da continuidade elétrica é fundamental para que se confirme a integridade do produto final. A motivação deste projeto recai na vontade da empresa possuir um sistema capaz de efetuar testes de continuidade automatizados, visto que, até à atualidade, este procedimento tem sido realizado com recurso a multímetro, sendo propício a erros humanos e demora um tempo considerável na validação da cablagem. Este projeto foca-se no desenvolvimento de um sistema automatizado capaz de efetuar testes de continuidade na cablagem e validar o funcionamento dos sensores presentes na máquina da empresa, o microdatacenter. No desenvolvimento do sistema responsável por efetuar o teste de continuidade automatizado, recorreu-se a componentes de baixo custo financeiro como microcontrolador e multiplexers. O sistema rapidamente verifica as conexões elétricas das diferentes zonas da máquina e o resultado do teste de continuidade é apresentado numa Graphical User Interface (GUI), permitindo ao operador verificar em tempo real a continuidade da cablagem testada e retificar eventuais erros detetados. Para além do teste de continuidade, o presente projeto, recorrendo à interface gráfica, também é capaz de efetuar leituras de dados provenientes de sensores baseados em Modbus e SNMP. A leitura de dados é crucial para verificar o correto funcionamento de diversos sensores presentes na máquina. Se o teste de continuidade validar a integridade da cablagem mas os dados dos sensores não são lidos, o sistema notifica uma potencial falha no equipamento, ajudando o operador a identificar e substituir o sensor danificado. As principais vantagens deste sistema, são a velocidade, fiabilidade e baixo custo financeiro do sistema desenvolvido. O impacto deste projeto é consideravelmente significativo para a empresa, uma vez que esta ferramenta ao ser utilizada pelos operadores diminui erros humanos e tempo de verificação da cablagem, aumentando a velocidade de produção e consequentemente produzindo mais máquinas em menos tempo.
- A utilização de um sistema MIMO para a televisão digital no BrasilPublication . Silva, João Pedro Borges da; Viana, Paula Maria Marques Moura Gomes; Akamine, CristianoA partir da introdução da TV digital, o Brasil viu melhorias significativas na qualidade de imagem e som, além de permitir maior interatividade e inclusão social por meio da tecnologia digital. No entanto, o espectro limitado se tornou um desafio crescente devido à alta demanda por serviços de comunicação, principalmente em áreas urbanas. Este trabalho examina a implementação da tecnologia Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) para melhorar a capacidade de transmissão da televisão digital no Brasil, especialmente em face da escassez de espectro disponível nas grandes cidades. A abordagem proposta inclui o uso de sistemas MIMO para aumentar a eficiência espectral e a capacidade de transmissão. O trabalho detalha a modelagem de canal e algoritmos de processamento de sinal necessários para implementar a tecnologia MIMO, utilizando a tecnologia de pré-codificação e explorando bandas de frequência mais amplas para otimizar o uso do espectro. As simulações são realizadas com o suporte da biblioteca Sionna da Nvidia, facilitando a integração e avaliação do aprendizado de máquina em comunicações 6G. O estudo destaca a necessidade de adaptações tecnológicas no setor de radiodifusão brasileiro e propõe soluções para problemas associados à falta de espectro. Os resultados indicam que a implementação do MIMO 2x2 melhora significativamente a qualidade do serviço e o desempenho do sistema com diferentes valores de correlação estabelecidos como decimais no código usado. O sistema apresenta o melhor desempenho quando o fator de correlação está próximo de 0,1 para ambas as antenas.
- Simulador 3D para Robótica EducativaPublication . Ribeiro, André Filipe Costa; Dias, André Miguel PinheiroA implementação de conhecimentos de áreas como Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática (STEM) no currículo educacional têm-se demonstrado relevantes na formação de jovens por todo o mundo para um mercado de trabalho cada vez mais complexo e competitivo na área das novas tecnologias. A robótica educativa surge como uma ferramenta STEM, pois permite que os alunos desenvolvam competências técnicas, hard skills, em programação, matemática, áreas da ciência e competências transversais, soft skills como a resolução de problemas. No entanto, os custos elevados associados à robótica ainda representam um obstáculo para a sua ampla adoção. Nesse sentido a dissertação endereça o desenvolvimento de um ambiente simulação 3D da prova First Challenger do Festival Nacional de Robótica no software Webots. Esta abordagem permite que os alunos desenvolvam e testem os seus códigos num ambiente simulado antes da aplicação no robô real, reduzindo os custos e os riscos de danificação do material. A solução foi testada em três aulas experimentais, demonstrando a viabilidade e eficácia do uso do robô virtual na robótica educativa. Os resultados obtidos permitiram aferir que o uso do robô simulado não só é intuitivo, como também facilita a implementação do código, otimizando o processo de ensino e consequentemente contribuindo para uma melhor aprendizagem.
- Volumetric video streamingPublication . Marques, Duarte Figueiredo; Pereira, Nuno Alexandre MagalhãesThe evolution of digital media consumption has led to innovative ways to ingest its content. In this thesis, on the research and state-of-the-art topic, we explore the concept of volumetric video streaming, a type of media that can be seen from any position and angle in 6 degrees of freedom navigation, giving a total state of immersion. The work starts with deep research into existing capture systems with an array of hundreds of cameras down to a single camera system from various fields (sports, meetings, music, fashion, health care, entertainment, and gaming). How the end-user can consume the content is also a topic of concern. Present devices, from head mount displays (HDMI), such as the Oculus Rift, to specialized volumetric displays, are analyzed, and examples are given to help understand how they work and their advantages and disadvantages. Finally, for the streaming aspect, as the volumetric content is vastly more extensive than traditional "flat" media, methods to arrange volumetric data, such as Point Clouds and Volumetric Meshes, are explored, as well as how to compress them. The practical section of the thesis was focused on designing, implementing, and evaluating a volumetric video streaming system. Various potential solutions were explored and tested, leading to the development of an optimized system capable of capturing and analyzing realtime performance metrics. To validate the system, experiments were conducted across three scenarios: a static camera with no movement, a static camera with regular movement, and a moving camera with extreme movement. The captured data were analyzed to assess the system’s stability and performance under different conditions. The findings highlighted key challenges and provided insights for future improvements, confirming the feasibility of the proposed system and offering a foundation for further research in volumetric video streaming.