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- Application of NLP techniques for the optimization of SQL driven data analysis in ERP softwarePublication . VIOLANTE, DIOGO DE SÁ; Martinho, Diogo Emanuel PereiraData management in Industry 4.0 has become a growing complexity process, leading to industries increasingly relying on large-scale datasets, which results in traditional analysis methods becoming inefficient and even inaccessible for end users. Enterprise Resource Planning systems deal with heterogeneous data from multiple modules and processes, which creates a need for more accessible and sophisticated tools. Recently, the growth of Artificial Intelligence solutions has played a central role in addressing these challenges. Fields like Natural Language Processing, Computer Vision and Machine Learning have helped the development of systems that create more value from complex datasets, making information more manageable across industrial environments. The objective of this thesis is the exploration, implementation and validation of NLP solutions with generative capabilities that can integrate into these systems, by proposing a solution that aims at providing a more efficient and optimized way of analyzing SQL data, through a pipeline that transforms user natural queries into SQL queries used for data retrieval. A conversational chatbot, capable of translating natural language queries into SQL statements, was developed, with the central feature of this project being a RAG component used to search files with database tables schema to provide context to a LLM, for it to generate SQL statements that can be used to retrieve information, without compromising the user experience or the database itself. The user’s intent is detected and the RAG component is adapted according to it. A mechanism to search the Web for information was also developed, to help provide context, when there is not enough to create a valid answer. The generated queries are analyzed, to prevent potential dangers for the integrity of the database and, if they are considered as valid, they are persisted by another component, to be used in future context to formulate other queries. The chosen LLM model, as the backbone for this pipeline, allows not only for the generation of the queries but also for providing text answers for several matters, including user manuals or simple informal conversations, depending on the need. Also, it’s multi-language support helps in enhancing the overall user experience and accessibility. A test set with real-world examples was created, to help validate the system, by using evaluation metrics like Exact Match Accuracy, Execution Accuracy and Valid Efficiency Score. A manual validity test was also conducted, to determine if the queries that did not achieve a good Exact Match Accuracy score, could still be considered as valid, given the ambiguity of the SQL language. The results demonstrate that the system is capable of handling queries with simple to medium complexity, but needs further optimization for higher ones. This helps to conclude that NLP-driven text-to-SQL solutions can enhance data accessibility for both technical and non-technical users, while compliance with privacy and security requirements.
- Otimização do algoritmo de correspondência de prestadores de serviços para uma plataforma de serviços domésticosPublication . GASPAR, DIOGO FRANCISCO SOUSA; Malheiro, Nuno Filipe TeixeiraThis thesis addresses the optimization of the service provider–client matching algorithm in Oscar, a growing start-up offering on-demand and scheduled home services. The existing algorithm relied on rules with a low flexibility, resulting in high cancellation rates, poor provider engagement, and limited visibility into decision-making. To overcome these challenges, the work combines two complementary directions: algorithmic improvement through a fairnessaware boosting framework, and the integration of observability to enhance monitoring and transparency. A systematic mapping study was conducted to analyze state-of-the-art matching algorithms, supply–demand compatibility strategies, and observability methodologies. Based on the findings, a Conceptual Boosting Framework was designed, incorporating modular heuristics such as task performance and recent activity boosts, while ensuring configurability and fairness monitoring. Observability was integrated via structured logging, telemetry, and tracing, enabling detailed insights into algorithmic decisions and operational metrics. The solution was implemented and deployed in the production system of Oscar. Evaluation included unit and integration tests, as well as one-week of A/B testing comparing the new algorithm against the baseline. The final results demonstrated significant improvements: cancellations decreased by 17.9%, pool time by 18.5%, and time-to-accept by 26.1%, while acceptance rate increased by 15.3%. These outcomes validate the effectiveness of the approach in improving efficiency and user satisfaction. The thesis contributes by introducing a practical framework that balances efficiency, fairness, and observability, empirically validating it on a live service platform, and documenting a design that is extensible to other gig-economy domains. Limitations include low prioritization for testing, reliance on heuristics rather than machine learning, and lack of quantitative fairness auditing. Future work should address these aspects through long-term experiments, machine learning-based adaptive boosting, and formal fairness evaluation.
- Desenvolvimento de uma cânula flexível de retenção automática e estudo da força de retenção pelo método de elementos finitosPublication . VILARIÇA, ÍRIS CATARINA CÉSAR; Marques, Maria ArcelinaA laparoscopia é uma técnica cirúrgica minimamente invasiva, amplamente usada em diversas intervenções. A eficácia destes procedimentos depende, em grande parte, da estabilidade dos instrumentos de acesso, os trocartes. Um dos principais desafios associados a estes dispositivos médicos é a força de retenção, responsável por manter a cânula estável após a sua inserção na parede abdominal. Com o objetivo de otimizar este parâmetro, foi desenvolvida uma cânula flexível de retenção automática no SolidWorks, combinando materiais biocompatíveis e técnicas de fabrico inovadoras. Para avaliar o desempenho do novo design, realizaram-se simulações pelo método de elementos finitos, modelando o ambiente clínico com a cânula inserida em tecidos simulados. Foram considerados dois modelos teciduais (1 - maior espessura de tecido adiposo e baixa tonicidade muscular; 2 - menor espessura de tecido adiposo e maior tonicidade muscular) e três modelos de cânula (lisa, de rosca e a desenvolvida neste projeto). As simulações incluíram condições de contacto realistas, atrito e forças aplicadas, avaliando-se os resultados tanto das cânulas como dos tecidos, a nível de stress, deformação, deslocamento e, por fim, da força de retenção. Os resultados demonstraram que a cânula flexível desenvolvida apresentou a maior força de retenção, com 3,10 e 1,03 N para os modelos teciduais 1 e 2, respetivamente, superando a cânula de rosca (4,2x10-1 e 6,53x10-2 N) e a lisa (2,26x10-3 e 4,42x10-4 N). Os resultados indicaram também que o novo design proporciona maior estabilidade e melhor adaptação aos tecidos, evidenciando o seu potencial para uma melhor segurança e eficácia. Este trabalho propõe e valida uma nova abordagem no design de trocartes através do desenvolvimento de uma cânula flexível. Contribui para a compreensão do seu comportamento mecânico, fornecendo bases sólidas para o desenvolvimento e contínua evolução de procedimentos la laparoscópicos.
- Caracterização experimental e numérica de juntas adesivas com aderentes compósitos fabricados por impressão 3DPublication . VILARES, JOÃO ANDRÉ CARVALHO; Campilho, Raul Duarte Salgueiral Gomes; Bastos, João Augusto de SousaObserva-se uma necessidade crescente de explorar soluções de união estrutural em materiais produzidos por fabrico aditivo uma vez que, apesar da flexibilidade e vantagens da impressão 3D, subsistem limitações no fabrico de peças de grandes dimensões e na resistência intrínseca dos materiais compósitos impressos. As juntas adesivas assumem-se, assim, como uma alternativa eficiente aos métodos tradicionais, pois permitem a união de diferentes componentes sem comprometer as propriedades mecânicas, reduzem concentrações de tensões e ampliam as possibilidades de aplicação destes materiais em contextos industriais. A presente dissertação pretendeu caracterizar experimentalmente e numericamente juntas adesivas com aderentes com e sem reforço de fibras de carbono fabricados por impressão 3D. Inicialmente, foi conduzido um trabalho experimental que incluiu a produção de provetes em poliamida com e sem reforço de fibra de carbono. Estes provetes foram submetidos a ensaios de tração para determinação das propriedades mecânicas e, posteriormente, utilizados na fabricação de três tipologias distintas de juntas adesivas: juntas de sobreposição simples, juntas em degrau e juntas de chanfro interior. Através destes ensaios foi possível recolher informação relativa à rigidez, resistência máxima, modos de rotura e energia de fratura, bem como observar o comportamento diferenciado de cada configuração geométrica. Em paralelo, foi desenvolvido um modelo numérico com recurso ao Método dos Elementos Finitos, implementado em Abaqus®, que aplicou um modelo de dano coesivo baseado numa lei triangular para modelar o comportamento do adesivo. Os resultados numéricos foram comparados com os resultados experimentais. Como resultado do trabalho realizado foi validada a técnica numérica para a previsão da resistência das juntas adesivas e recomendada a geometria de junta para maximizar a resistência. Assim, tanto os ensaios experimentais como as simulações numéricas comprovaram a aplicabilidade das juntas adesivas em materiais fabricados por impressão 3D. A junta de chanfro interior destacou-se como a mais promissora, conjugando maior resistência, melhor distribuição de tensões e maior capacidade de dissipação de energia, pelo que representa a solução mais eficaz para aplicações estruturais que exijam desempenho mecânico elevado e fiabilidade.
- Desenvolvimento de um assistente robótico para localização e recuperação de objetos em ambientes domésticosPublication . MOREIRA, JOÃO PEDRO VIEIRA COELHO; Martinho, Diogo Emanuel PereiraO envelhecimento progressivo da população coloca desafios crescentes na promoção da autonomia e na manutenção da qualidade de vida dos idosos. A robótica de assistência tem ganho destaque como resposta a estes desafios, oferecendo soluções capazes de apoiar a realização de tarefas quotidianas e de reduzir a dependência de terceiros em ambientes domésticos. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um assistente robótico para localização e recuperação de objetos em casa, concebido para apoiar os utilizadores na execução de atividades simples, mas relevantes para a vida diária. O robô foi projetado para operar em espaços domésticos estruturados, integrando algoritmos de navegação, visão computacional baseada em deep learning e mecanismos de interação homem-robô. A solução garante adaptação a pequenas variações no posicionamento dos objetos e na configuração do espaço, assegurando flexibilidade e utilidade prática. A solução desenvolvida baseou-se numa leitura compreensiva da literatura e do estado da arte, organizada e conduzida segundo a metodologia PRISMA, o que assegurou uma revisão sistemática e a seleção fundamentada das tecnologias mais adequadas. O sistema foi concebido e testado exclusivamente em ambientes reais, permitindo avaliar o seu desempenho em condições práticas e representativas de um contexto de utilização doméstica. Os resultados obtidos evidenciam o potencial da solução para apoiar a autonomia dos utilizadores e reduzir a dependência de terceiros, mas enquadram-se ainda no âmbito de um protótipo experimental. O sistema demonstrou que é possível implementar um assistente robótico funcional em ambiente real mesmo com recursos de hardware limitados, desde que sustentado por uma arquitetura de processamento distribuído e por técnicas adequadas de visão computacional, navegação e manipulação. Esta prova de conceito confirmou a viabilidade da abordagem e estabeleceu uma base sólida para trabalhos futuros, nos quais poderão ser exploradas melhorias ao nível da perceção, da robustez da navegação e da adaptação a cenários domésticos mais complexos.
- Realidade virtual no ensino de atos de enfermagem: Da simulação à gamificaçãoPublication . RIBEIRO, MARTA MARIA MOREIRA; Escudeiro, Paula Maria de Sá Oliveira; Barata, Ana Margarida Sousa Júlio MendesA presente dissertação apresenta o desenho, desenvolvimento e avaliação de uma aplicação de Realidade Virtual gamificada para apoio à formação em enfermagem. O trabalho envolveu a análise de requisitos, desenho da solução, implementação e avaliação da aplicação junto de utilizadores, com o objetivo de promover aprendizagem prática em contexto seguro e controlado. A avaliação foi realizada através de um questionário online (Microsoft Forms) e do Quantitative Evaluation Framework (QEF), considerando três dimensões principais: Funcionalidade, Experiência de Jogo e Qualidade Técnica. Os resultados evidenciam um elevado índice de qualidade global de 91%, refletindo o equilíbrio entre desempenho técnico, envolvimento do utilizador e imersão na experiência de aprendizagem. Foram identificadas limitações relativas à contagem de tempo, interpretação de questões sobre estímulo e adaptabilidade, bem como restrições na amostra de testes devido à disponibilidade de equipamento e à aprovação ética. O estudo demonstra o potencial da integração de simulação em Realidade Virtual e estratégias de gamificação como ferramentas eficazes para a formação em enfermagem, oferecendo oportunidades para evolução futura, expansão para outros contextos da saúde e melhoria contínua da experiência pedagógica.
- Otimização de custos no processo de tratamento de águas residuais e redução do consumo de água de recurtumePublication . CAVADAS, NÉLSON FILIPE DA SILVA; Morais, Leonilde Cristina de PinhoA indústria de curtumes caracteriza-se por um elevado consumo de água e a geração de efluentes com elevada carga poluente. Neste contexto, a presente dissertação teve como objetivo avaliar e otimizar o processo de tratamento de águas residuais da Dias Ruivo Lda., de modo a, futuramente, reutilizar a água tratada, reduzindo o consumo de água e custos operacionais. Para tal, foram estudadas diferentes alternativas para tratamento de efluente, nomeadamente a adsorção em carvão ativado, o processo de oxidação avançada com reagente de Fenton e um processo biológico de tratamento usando um reator biológico sequencial (SBR). A adsorção em carvão ativado revelou-se altamente eficaz na diminuição da carência química de oxigénio (CQO), odor e cor do efluente, demonstrando um elevado potencial na melhoria imediata da sua qualidade. No entanto, a rápida saturação do adsorvente limita a sua aplicação contínua, exigindo uma substituição frequente deste. O processo de oxidação avançada com reagente de Fenton, utilizando uma razão mássica [Fe²⁺:H₂O₂] de 1:3, apresentou uma eficiência de redução da CQO de 75,6% e 81,9% em escala laboratorial e escala piloto, respetivamente. Quando associado a um tratamento físico-químico de coagulação/floculação, a pH 6,5, a eficiência total aumentou para 82,6% em laboratório e 87,1% em escala piloto. O tratamento biológico com SBR apresentou resultados promissores com remoções médias de 70,1% de CQO e 76,1% da carência bioquímica de oxigénio ao fim de 5 dias (CBO₅), para um tempo de arejamento de oito horas. Estes resultados evidenciam o potencial do SBR para substituir ou complementar o tratamento biológico existente na estação de tratamento de água residual (ETAR) da empresa, cuja eficiência média de redução da CQO é de apenas 23,4%. A nível económico, o processo de adsorção em carvão ativado implica um encargo mensal aproximado de 10.130,60 €, enquanto a oxidação avançada com reagente de Fenton acarreta custos mensais de 2.715 €, valores demasiados elevados mensalmente para a empresa, tornando as suas aplicações economicamente inviáveis. Por sua vez, a implementação de um reator SBR, exigiria um investimento inicial entre os 25.600 € e 41.800 €, sendo um método que proporciona uma maior sustentabilidade económica a longo prazo.
- Sistema inteligente de apoio à arbitragem: Uma abordagem de visão por computador e aprendizagem profunda para a deteção de faltas no futebol amadorPublication . ALVES, NUNO RAFAEL DE SOUSA; Martins, António Constantino Lopes; Matos, Paulo Sérgio dos SantosRecent advancements in computer vision and artificial intelligence have revolutionized sports technology, particularly in professional football through systems like Video Assistant Referee (VAR). However, a significant technological gap exists between professional and amateur levels of the sport, with professional systems costing thousands of euros remaining inaccessible to grassroots football. This research addresses this disparity by developing an automated referee assistant system using consumer-grade smartphones. The proposed system integrates three specialized YOLO-based models: YOLOv12 for player and ball tracking, a custom-trained YOLO11 Pose model for field keypoint detection, and another YOLO11 Pose model for player pose estimation. A key innovation is our proximitybased processing strategy that triggers pose analysis only when players are near the ball, reducing computational overhead by approximately 65% while maintaining detection accuracy. The system employs dual-camera panoramic stitching to achieve 180-degree field coverage, overcoming parallax challenges through optimized camera positioning guidelines. Our implementation achieves 86.8% mean average precision for player detection and 99.5% for field keypoint detection, though ball detection remains challenging at 51.7% due to object size limitations. The system successfully detects handball violations outside the penalty area and ball out-of-bounds situations in real-time at 15-20 frames per second. We created a custom dataset of 500 annotated images with 27 field keypoints, addressing a critical gap in publicly available football field detection resources. While the system faces limitations in 3D spatial analysis for airborne balls, it demonstrates that meaningful referee assistance is achievable with consumer hardware. This research contributes to democratizing sports technology by providing an accessible, cost-effective solution that brings automated officiating capabilities to amateur football, where the vast majority of matches worldwide currently lack any technological support.
- Nanopartículas de grafeno para Terapia de Hipertermia MagnéticaPublication . RIBEIRO, ANA MARGARIDA TEIXEIRA; Ramos, Gina Maria Oliveira Vilão de; Ramos, Carlos Fernando da SilvaA terapia de hipertermia magnética tem vindo a afirmar-se como uma estratégia promissora no tratamento oncológico, baseada no aquecimento localizado de tecidos tumorais através da aplicação de um campo magnético alternado sobre nanopartículas magnéticas dispersas num meio fluido. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento térmico de nanofluidos à base de grafeno funcionalizado, analisando a sua eficiência de aquecimento e viabilidade para aplicações biomédicas. Foram estudadas diferentes formulações de amostras com concentrações variáveis de grafeno, bem como o impacto da centrifugação e do tipo de bobine de indução (estreita e larga) sobre o desempenho térmico. A partir dos ensaios experimentais, foi registada a evolução temporal da temperatura, permitindo comparar o diferencial térmico alcançado e identificar as condições mais favoráveis à geração de calor. Os resultados demonstraram diferenças significativas entre as amostras, evidenciando que parâmetros como a concentração, o estado de dispersão e a geometria da bobine influenciam fortemente a resposta térmica. Conclui-se que os nanofluidos de grafeno apresentam potencial relevante para utilização em hipertermia magnética, desde que seja assegurada a estabilidade coloidal e a homogeneidade do campo aplicado..
- Desenvolvimento de um framework e roadmap de gestão e performance dos Portos destinado ao projeto NexusPublication . FERREIRA, ARTHUR MENDES; Amaral, António Manuel Pereira da Silva; Mendes, Ana de JesusA presente dissertação centra-se no desenvolvimento de uma framework conceptual para apoiar a implementação dos subprojetos WP 3.7 – Performance and Management of Sea and Dry Ports e WP 3.8 – Smart Berth Planning, integrados no projeto Nexus. O estudo nasce da necessidade de responder a desafios crescentes de eficiência operacional, integração tecnológica e sustentabilidade no setor portuário, num contexto em que a digitalização e a interoperabilidade se afirmam como elementos-chave para a competitividade global. Numa primeira fase, foi realizada uma revisão bibliográfica e documental detalhada, analisando deliverables e relatórios técnicos de projetos europeus de referência, MAGPIE, MultiRELOAD, PIONEERS, SEAMLESS, DynaPort e ForFreight. Esta análise permitiu identificar requisitos funcionais e não funcionais alinhados com os objetivos estratégicos de cada work package, bem como mapear metodologias e soluções já testadas no contexto portuário. Para o WP 3.7, a investigação destacou a importância da integração de dados provenientes de múltiplas fontes (TOS, PCS, ERP, JUL, sensores IoT, AIS, meteorologia), da definição e cálculo de KPIs operacionais, ambientais e económicos, da visualização em tempo real através de Digital Twins e da incorporação de métricas de sustentabilidade e qualidade. Já no WP 3.8, o foco está no desenvolvimento de algoritmos de previsão e otimização de alocação de cais, na simulação de cenários alternativos (what-if), na coordenação multi-ator e no replaneamento dinâmico, visando reduzir tempos de espera e maximizar a utilização da infraestrutura portuária. Com base nesta análise, foram estruturadas duas framework modulares e interoperáveis, organizadas em camadas funcionais que abrangem aquisição e integração de dados, análise e apresentação de indicadores, visualização e colaboração, e governança e sustentabilidade. Tal framework constitui toda a informação dos documentos de cada projeto em qual workpackage é relevante, servindo de base para a elaboração de um roadmap de implementação que detalhe fases, responsabilidades, recursos e métricas de sucesso. Os resultados obtidos evidenciam que a aplicação das framework pode potenciar ganhos significativos de eficiência, previsibilidade e sustentabilidade nas operações portuárias, ao mesmo tempo que promove a colaboração entre stakeholders e a replicabilidade em diferentes contextos. Este trabalho contribui, assim, para o avanço do conhecimento na área da gestão portuária e logística, oferecendo uma abordagem prática, fundamentada e adaptável às exigências atuais do setor.