ISEP - Dissertações de Mestrado
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- 3D Pose and Shape Estimation from a Camera SystemPublication . Figueiredo, Lino Manuel BaptistaNeste trabalho, é abordada uma solução que procura estimar a posição articular 3D de várias pessoas em cenários reais, bem como a sua forma corporal e trajetória global a partir de um único vídeo RGB, gravado com uma câmara estática ou dinâmica. Em contraste com sistemas multi-view complexos, esta solução prioriza a simplicidade e adaptabilidade em diferentes aplicações. Face ao cenário desafiador, desenvolveu-se um sistema baseado em diferentes frameworks, individualmente otimizadas para o seu propósito. Como tal, o autor procurou estender o processo realizado num pose and shape estimator convencional, implementando, de forma robusta, a capacidade tracking de humanos e uma inferência com base em coerência temporal, capaz de lidar com oclusões completas em longos intervalos de tempo. Os humanos, presentes no cenário, são detetados e devidamente identificados ao longo do vídeo, a partir de um Multiple Person Tracking (MPT) (i.e., Deep OCSORT com YOLOv8x e Re-Identication (Re-ID) model). Esta informação, alimenta o Human Pose and Shape (HPS) estimator (i.e., HybrIK com backbone da rede HRNet-W48) capaz de gerar, a partir de uma combinação da representação volumétrica das articulações com a capacidade de extração de features das DCNNs, uma sequência que define o movimento do humano no sistema de coordenadas da câmara (i.e., root translations, root rotations, pose do corpo e os parâmetros do shape). Complementarmente, o movimento humano, localmente definido, é preenchido segundo um processo iterativo, dado pela integração do generative motion optimizer, por sua vez organizado numa arquitetura baseada em Transformers e apoiado pelas relações temporais presentes na informação das deteções visíveis. Para um conjunto de parâmetros descritivos do movimento corporal de cada humano é obtido a respetiva trajetória global, propriamente relacionadas, num processo baseado na variação posicional local (posição no plano e orientação) e numa otimização iterativa dos parâmetros da câmara consistente com as evidências do vídeo, e.g., 2D keypoints. Os resultados, obtidos no dataset 3DPW, demonstram que a abordagem proposta superar os métodos anteriores na reconstrução do movimento, com 68, 2 mm PAMPJPE em oclusões e 46, 4 mm PA-MPJPE em poses visíveis.
- 5G-Enabled Autonomous Platooning on Robotic Vehicle TestbedPublication . Pereira, João Filipe Mateus; Santos, Pedro Miguel Salgueiro dosHumanity is progressively moving towards a more intuitive and technological future. The area of Intelligent and Cooperative Transport Systems has revealed itself as one of the areas in great evolution, through technologies of autonomous driving and intravehicle communication. With the main goal of providing accident-free environments as well as optimizing the movement of vehicles on roads all over the world, Vehicle to Everything (V2X) communication is very important when it comes to all kinds of vehicular applications. The CMU|PT FLOYD project focuses on this area, with the aim of developing new systems for possible future implementation. In this report, a vehicular application using a 5G-capable module to perform Vehicle to Infrastructure (V2I) communications was evaluated. This vehicular application is based on an emergency braking scenario, whereby detecting an approaching vehicle in a place where an accident occurred, a message is sent over the network that is picked up by the main vehicle, triggering braking. It should be noted that this sending will be made through the module with 5G capacity, thus being an innovative application. Complementary to this scenario is the tracking of a vehicle by another vehicle, thus making a more complex emergency braking application with a cooperative platoon. This platoon will be maintained through sensors present in the following vehicle, such as LiDAR and ZED camera. With this, image processing and a sensor fusion was done in order to keep the follower at a safe distance but with the ability to follow the leader. In order to validate and test this entire solution, robotic testbeds were used as a low-cost solution, allowing a concrete evaluation, with enlightening physical results of the entire application performed.
- A inteligência artificial no apoio ao diagnóstico do cancro da mamaPublication . COUTO, MARIA CAROLINA CAMPOS BRANDÃO DO; Ramos, Carlos Augusto XavierA Inteligência Artificial (IA) tem vindo a transformar o setor da saúde, particularmente no que diz respeito ao diagnóstico médico. O diagnóstico do cancro da mama, uma das principais causas de mortalidade feminina, pode beneficiar significativamente da aplicação destas tecnologias, que permitem uma deteção precoce e mais precisa da doença. Este trabalho tem como objetivo analisar o estado da arte na utilização da IA no diagnóstico do cancro da mama e avaliar a utilidade de sistemas de Diagnóstico Assistido por Computador (CAD), analisando a sua eficácia, fiabilidade e limitações. Foram escolhidos e analisados três sistemas CAD comerciais – Lunit INSIGHT MMG, Transpara e ProFound AI. Os resultados da revisão indicam que a IA possui um elevado potencial para melhorar a precisão diagnóstica, reduzir falsos positivos e otimizar o tempo de análise. No entanto, desafios relacionados com bases de dados mais diversificadas, explicabilidade dos algoritmos, aceitação por parte dos profissionais de saúde, bem como questões éticas e regulamentares, ainda limitam a sua integração plena na prática clínica. Esta revisão pretende, assim, fornecer uma visão abrangente do papel da IA no diagnóstico do cancro da mama e perceber como melhorar a sua integração em contexto clínico.
- A relevância da modelagem computacional na otimização dos sistemas de ventilação para a mitigação de poluentes em cozinhas industriaisPublication . SILVA, ALISSON SANTOS; Santos, Carlos Miguel Pereira da SilvaEste trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de sistemas de ventilação em cozinhas profissionais, integrando resultados experimentais, cálculos normativos e simulações numéricas, de modo a fornecer critérios de projeto mais realistas para a contenção de poluentes e a eficiência energética. O percurso metodológico estruturou-se em três eixos complementares. No eixo experimental, foi conduzido um ensaio em cozinha-laboratório equipada com hotte de extração, cortinas de ar e sistema de compensação, com grelhador operando em regime intensivo e alimentação controlada de água para geração de vapor. As variáveis de temperatura, humidade relativa, pressão e caudais foram monitorizadas a cada dois segundos em pontos estratégicos, e a taxa de remoção de vapor foi determinada por análise psicrométrica a partir das propriedades do ar húmido e dos caudais de extração. No eixo normativo, o dimensionamento foi realizado de acordo com a norma EN 16282, aplicando-se o método preliminar baseado na velocidade de captura e o método detalhado, que considera carga térmica, fatores geométricos e indução da pluma. Os resultados forneceram caudais de 3033 e 2844 metros cúbicos por hora, respetivamente, sendo o segundo adotado como referência para as análises. No eixo numérico, desenvolveu-se modelação computacional em plataforma comercial integrada ao ambiente CAD, com malha cartesiana de células cortadas, modelo de turbulência modificado e transporte de espécie para vapor de água. Foram avaliados critérios de convergência espacial e temporal, estabelecendo-se malha de base de 30 milímetros e passo temporal de 0,25 segundos como compromisso entre custo computacional e precisão. A investigação organizou-se em dezasseis cenários: o primeiro validou o modelo CFD frente ao ensaio físico; os seguintes isolaram o efeito da cortina e da compensação; e os restantes compararam combinações de geometria, extração e emissão normativas e experimentais. A validação demonstrou que o modelo reproduz a evolução temporal e espacial da pluma com fidelidade aceitável, obtendo erro médio de 7,62 por cento e coeficiente de determinação de 0,79. A análise dos dispositivos auxiliares revelou funções complementares: a compensação moderou picos térmicos, enquanto a cortina organizou o jato e reduziu o espalhamento lateral; a ausência de ambos levou a maior instabilidade, acréscimo da carga térmica acumulada e redução da eficiência de captação para 50 por cento. Nos cenários comparativos, verificou-se que todos apresentaram algum nível de fuga, mesmo quando dimensionados por norma, e que a variabilidade da emissão e os efeitos de parede da geometria real intensificam episódios críticos. Concluiu-se que critérios normativos baseados em limites fixos são insuficientes para representar a complexidade de cozinhas reais, e que abordagens integradas, considerando experimentação, simulação e análise crítica de normas, oferecem subsídios mais robustos para o projeto de sistemas de ventilação, alinhando segurança, eficiência energética e sustentabilidade.
- Abastecimento de água e drenagem de águas residuais no concelho de CinfãesPublication . Silva, Rita Alexandra Miranda Segadães da; Vivas, Eduardo Bruno de FreitasO presente relatório, desenvolvido no âmbito do estágio curricular realizado na Câmara Municipal de Cinfães, tem como objetivo caracterizar os sistemas de Abastecimento de Água e Drenagem de Água Residuais em Cinfães, analisando o seu funcionamento e a sustentabilidade de possíveis cenários futuros. Deste modo, o relatório inicia-se com a caracterização do Concelho, no seu enquadramento regional. Em seguida, são caracterizados os sistemas de água e saneamento, incluindo a evolução das redes de abastecimento, antes e depois da integração no sistema multimunicipal da Águas do Douro e Paiva (AdDP), de acordo com registos camarários. Nessa linha, foram analisados os problemas existentes e realizada uma caracterização da qualidade do serviço prestado atualmente, por ambos os sistemas. Tomando em consideração os dados de avaliação da Entidade Reguladora (ERSAR), conclui-se que os sistemas em causa estão ainda, de forma geral, aquém dos valores considerados de referência para a boa qualidade da prestação de serviços, em especial no que toca à cobertura dos serviços. Não obstante, por realização de um inquérito a uma amostra de 53 utentes dos sistemas de abastecimento de água e drenagem de águas residuais de Cinfães foi possível verificar que, o grau de satisfação é razoável ao nível da qualidade da água, garantia de pressões, níveis de falhas, rapidez de resposta na correção das mesmas e ainda das tarifas praticadas. Por último, é analisado um estudo, levado a cabo pelo consórcio Norteágua, para o grupo Águas de Portugal, relativamente à evolução dos sistemas de abastecimento de água e de drenagem e tratamento de águas residuais, em Cinfães. Neste capítulo, são abordadas situações de intervenção, propostas de evolução dos sistemas e estimativa de custos para essas soluções. Com base nesses elementos é feita uma avaliação simplificada da sustentabilidade económica dos sistemas na situação futura. Dessa análise foi possível concluir que a situação mais gravosa corresponde à drenagem e tratamento de águas residuais.
- Abordagem à especificação e verificação de requisitos: Caso de estudo em Updates via Over the AirPublication . CARVALHO, ANAISA CRISTINA PEREIRA; Pereira, David Miguel Ramalho; Pinho, Luís Miguel Rosário da SilvaModern vehicles rely on increasingly complex embedded software to deliver advanced features in performance, safety, and connectivity. In automotive software development, a precise requirement specification is essential to manage complexity and ensure reliability throughout the life cycle. Although natural language has been standard for documenting requirements, it often introduces ambiguity and misinterpretation. This thesis focuses on investigating the advantages of adopting formal requirements engineering over natural language approaches within the automotive field, using the Formal Requirements Elicitation Tool (FRET) tool and taking as use case a representative set of requirements of an Over-the-Air (OTA) updates project derived from the automotive industry. This analysis highlights how FRET improves clarity when eliciting, managing, analysis, and verifying requirements, thus serving as a strong asset for reducing errors in later development phases, which is specially important in critical projects. This work also provides evidence of the tangible benefits of formal techniques for the specification, analysis, and verification of vehicle software requirements, but also highlights that tools such as FRET still require formal logic training and, given the niche nature of the tool, that users maintain regular interaction with the developers in order to be aware of features that are fundamental for better usage of the tool, however that still remain undocumented in the literature.
- Uma abordagem à incorporação de lenhinosulfonatos e materiais reciclados em misturas de SBR para produção sustentável de solasPublication . Figueiredo, Ana Cristina Fernandes; Sousa, Luísa; Garrido, Ermelinda Manuela Pinto Jesus; Ribeiro, António Alfredo CrispimA sustentabilidade dos processos industriais é uma preocupação premente que tem levado à procura de matéria-prima oriunda de fontes renováveis. A indústria requer constante aperfeiçoamento do produto no que diz respeito a alternativas que melhorem o seu desempenho, que reduzam custos de produção, gerem poupanças energéticas e que causem menor prejuízo ao meio ambiente. Paralelamente, a sustentabilidade do processo produtivo pode tornar-se um fator de diferenciação e argumento de marketing para um consumidor cada vez mais atento a estas questões. O intuito deste estudo foi abordar a incorporação industrial de materiais reciclados ou subprodutos oriundos de indústrias como a do papel, pneus e borracha, elegíveis como uma alternativa interessante a materiais de origem fóssil ou mineral empregues nos processos de produção de placas de borracha para solas de calçado, em misturas de borracha de base resina de estireno-butadieno (SBR), atuando primariamente como cargas. Foi investigada a influência da incorporação de diferentes concentrações dos vários resíduos no processo de reticulação polimérica que ocorre na vulcanização das placas de SBR e o seu efeito sobre as propriedades mecânicas relevantes, a resistência à abrasão, a resistência à flexão, a dureza, densidade e abrasão. Adicionalmente realizou-se uma análise de custos e comparações de impacte económico relativamente à utilização dos diferentes materiais nesse produto e processo produtivo concreto, além de apontar sugestões de desenvolvimento. A incorporação de dois lenhinosulfonatos, subprodutos da indústria da celulose, não teve resultados interessantes nas circunstâncias testadas. O material aparenta decompor-se nas condições térmicas necessárias à vulcanização, resultando na formação de gases que produzem cavidades e deformação da matriz polimérica impedindo a moldagem. Relativamente aos resíduos das indústrias de pneus e de borracha testados, os resultados mostraram que aumentando o teor de resíduo de pó de pneus ou pó de solas na formulação base ocorre simultaneamente um aumento na viscosidade. Verificou-se que o maior tamanho de partícula do resíduo de pó de pneus ou solas incorporado acentuou esta tendência. Verificou-se, ainda, uma diminuição do desempenho mecânico no que respeita à tensão à rutura, alongamento, resistência à abrasão, rasgamento e flexão, o que se atribuí à redução do número de ligações cruzadas na reticulação polimérica destas misturas. Já o aumento na dureza e densidade pode atribuir-se à redução na mobilidade entre as cadeias poliméricas provocado pelo acréscimo de resíduo, o que diminui a flexibilidade da matriz polimérica. Assim, baseado no desempenho mecânico das composições estudadas e considerando os requisitos do mercado do calçado, alguns dos materiais desenvolvidos permitiram resultados interessantes, provando-se viável, nestes casos, a incorporação de resíduos na matriz base de SBR, como cargas de enchimento, Relativamente à análise comparativa de custos associados a estes materiais, concluiu-se que é vantajosa a incorporação de resíduo de pó desvulcanizado de pneus por comparação com as duas formulações base consideradas, formulação S394.02 e formulação C121.02, sendo que nesta a redução de custo encorajou a realização de um ensaio à escala industrial. Ao invés, o desvulcanizado em manta F28 e o pó desvulcanizado de solas, ambos referidos à formulação base S394.02, resultaram num agravamento de custos, não sendo por isso interessante a incorporação feita. Concluiu-se que é viável a incorporação de resíduos provenientes da indústria de pneus e de borracha atuando como cargas em composições de SBR para fabrico de placas de borracha para solas, contribuindo para uma atividade mais sustentável, diminuindo o passivo ambiental criado por este setor industrial, e simultaneamente permitindo redução de custos e criação de novos produtos com interesse comercial.
- Abordagem ao ciclo de vida do mobiliário escolar desenvolvimento de métricas para avaliação e melhoria da sustentabilidadePublication . RAMALHO, MIGUEL SOUSA; Gonçalves, Maria Antónia Maio Nunes da SilvaA presente dissertação tem como objetivo aplicar a metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida ao mobiliário escolar, desenvolvendo indicadores que permitam quantificar e monitorizar a sua sustentabilidade. Para a construção do inventário foram recolhidos dados de processos reais, com especial destaque para a etapa de corte de chapas metálicas, considerada crítica no fabrico do mobiliário. Neste âmbito, foram modelados e comparados dois cenários de operação, corte com azoto e corte com ar comprimido, de modo a avaliar diferenças de desempenho ambiental e energético. A quantificação dos fluxos de entrada e saída incluiu consumos de energia, utilização de gases, geração de resíduos metálicos e emissões atmosféricas, os quais foram integrados em modelos no software OpenLCA. A análise demonstrou que o processo com azoto apresenta menores emissões e impactos ambientais, embora com custos mais elevados, enquanto o corte com ar comprimido, apesar de mais económico, revelou impactos superiores em diversas categorias, nomeadamente no consumo energético associado à compressão do ar e na formação de partículas. Com base nestes resultados foram desenvolvidos e testados indicadores de sustentabilidade, permitindo transformar dados complexos de inventário em métricas objetivas e comparáveis. Estes indicadores possibilitam avaliar de forma integrada a eficiência energética, a gestão de recursos e a geração de impactos, constituindo um instrumento essencial para apoiar decisões estratégicas. A discussão evidencia que a utilização sistemática de métricas de ciclo de vida permite alinhar competitividade industrial com objetivos de sustentabilidade, reforçando o papel do setor do mobiliário escolar na transição para modelos produtivos mais sustentáveis.
- Abordagem Comparativa – Lajes Pré-esforçadas tipo TTPublication . Sousa, Bruno Gonçalves de; Camposinhos, Rui de SousaComo se sabe e tem sido afirmado por diversos autores, o desempenho estrutural dos sistemas construtivos de pavimentos tendo em conta a sua capacidade de resposta às exigências regulamentares e ao mesmo tempo a competitividade em termos económicos sempre assumiu importância fulcral. De facto, a tipologia estrutural dos pisos, além do factor económico, determina e condiciona a competitividade dos restantes elementos estruturais e portanto de toda a estrutura. A necessidade de dispor de ferramentas que permitam de forma clara e objetiva avaliar aquele desempenho tem sido sentida como uma preocupação fundamental de todos os intervenientes no processo construtivo, com especial ênfase para os sectores ligados à indústria de prefabricação. Apresenta-se neste trabalho um método que, além de ser uma ferramenta na optimização e concepção para pavimentos aligeirados com elementos prefabricados, unifica um modelo para avaliar de forma objetiva o desempenho estrutural e económico deste tipo de pavimentos.
- Uma abordagem de alto nível para a verificação de conteúdos na webPublication . Alexandre, Liliana Isabel Gouveia; Coelho, Jorge Manuel NevesA manutenção do conteúdo web pode ser uma tarefa difícil, especialmente se considerarmos websites em que muitos utilizadores têm permissões para alterar o seu conteúdo. Um exemplo deste tipo de websites são os wikis. Se por um lado permitem rápida disseminação de conhecimento, por outro lado implicam um grande esforço para verificar a qualidade do seu conteúdo. Nesta tese analisamos diferentes abordagens à modelação de websites, especialmente para a verificação de conteúdo, onde contribuímos com uma extensão à ferramenta VeriFLog para a tornar mais adequada à verificação de conteúdos em websites colaborativos.