ISEP - DM – Engenharia Electrotécnica e de Computadores
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1. Telecomunicações -
O Instituto Superior de Engenharia do Porto possui um longo historial de formação de profissionais conceituados nas áreas de Telecomunicações, constituindo-se como uma das Escolas de referência tanto na sua área geográfica de influência como a nível nacional. Os profissionais formados pelo ISEP são frequentemente procurados pelos principais operadores de telecomunicações e empresas de serviços de comunicação.
A área de especialização em “Telecomunicações” do Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores permite dar continuidade a esta tradição, através de uma oferta actualizada de competências chave em áreas tecnológicas de topo. Os profissionais formados nesta área de especialização ficam habilitados a satisfazer as necessidades de pessoal qualificado por parte do tecido empresarial cujo crescimento é ainda expectável.
2. Automação e Sistemas -
Esta área de especialização corresponde a um perfil de formação com forte tradição no ISEP e com grande ligação às entidades empregadoras. Caracteriza-se por ser uma especialização balanceada entre as abordagens teóricas características da área de Sistemas e as abordagens tecnológicas oriundas das áreas da Automação e Robótica.
A rápida evolução dos sistemas computacionais e a sua integração nas mais diversas actividades são um dos principais motores da renovação industrial, originando uma generalização e aprofundamento dos conceitos técnicos e científicos oriundos da automação. A formação proposta é de espectro largo e tem por suporte um longo historial de ensino/aprendizagem na área dos sistemas e da automação.
3. Sistemas e Planeamento Industrial -
A área de especialização em “Sistemas e Planeamento Industrial” pretende responder às solicitações identificadas no domínio do Planeamento Industrial nos últimos anos. De facto, tem havido uma preocupação crescente na criação de formação pós-graduada que alia formação de cariz tecnológico, com conhecimentos em Gestão e Métodos Quantitativos de apoio à tomada de decisão. Aliada a essa preocupação, a procura crescente de informação actualizada, em tempo real, e consequente extracção de conhecimento, são necessidades transversais a todas as áreas de Engenharia, nomeadamente à Engenharia Electrotécnica.
4. Sistemas Autónomos -
Esta área de especialização reforça a interacção quer com os grupos de I&D quer com as empresas, não só pela sua organização curricular, que promove em várias etapas do processo de formação o contacto do aluno com estas entidades, mas sobretudo pela metodologia de ensino que molda a estrutura de competências obtidas em torno da capacidade de resolução de problemas. Complementarmente, esta área e os seus conteúdos curriculares surgem como uma das prioridades fundamentais no desenvolvimento da oferta de formação superior pós-graduada para um conjunto de empresas de diferentes áreas de especialização.
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Recent Submissions
- Image Captioning under Extreme Occlusion SettingsPublication . CARDOSO, RUI DAVID FREITAS; Viana, Paula Maria Marques Moura Gomes; Vilaça, Luís Miguel Salgado NunesImage captioning is a research area in Artificial Intelligence (AI) that aims to generate coherent and contextually accurate textual descriptions of images. Some of its practical applications include image retrieval, video summarization and enhancing human–computer interactions in areas like robotics and virtual reality. Vision- Language Model (VLM) are suited to solve this multimodal task and often rely on pretrained vision encoders such as Contrastive Language-Image Pre-training (CLIP). However, CLIP underperforms when faced with occluded objects, where crucial visual cues are missing. In this work, we investigate whether a lightweight unified multimodal decoder that does not use pretrained data can outperform CLIP-based baselines under the same settings. Given an input image, we learn a model that generates a textual caption with just a few selected patches of the images as context. The baseline experiment replaces CLIP’s embeddings with flattened patches in the text sequence, and subsequent experiments iteratively extend this setup to probe different aspects of the methodology. Specifically, we ask: (i) does inserting patch embeddings both before and after the text sequence improve alignment between modalities? (ii) can replacing a single occluded CLIP embedding with multiple patch tokens under the same occlusion conditions enhance semantic recovery? (iii) do convolutional preprocessed patches yield more informative visual representations? (iv) does adding two-dimensional positional encoding improve spatial awareness? (v) how sensitive is caption quality to the specific set of randomly sampled patches? (vi) can additional regularization to align patch embeddings further strengthen visual grounding? Most of our results show consistent gains over the baseline, narrowing the gap to using CLIP embeddings. Nonetheless, the unified decoder lags behind CLIP on standard captioning metrics (BLEU@4, METEOR, CIDEr, SPICE), suggesting either the need for substantially larger models and datasets, or that architectures with uni-modal encoders, e.g. image specific encoders, remain better suited for robust captioning under extreme partial occlusion.
- Conversor de alimentação de alta precisão para um sistema emulador de células de bateriaPublication . BESSA, RUI TIAGO DIOGO; Silveira, Alexandre Miguel Marques daO aumento de variedade e produção de baterias implica o desenvolvimento de dispositivos capazes de simular as diferentes características de cada tipo de célula, permitindo a testagem dos componentes constituintes de um pacote de baterias. O teste destes componentes deve não só compreender as características normais de funcionamento, assim como características extremas, dificilmente emuladas com o ambiente normal de funcionamento. É então relevante o desenvolvimento de sistemas capazes de emular estas condições. O presente trabalho descreve a conceção e validação de um emulador de baterias, capaz de reproduzir com elevada fidelidade e precisão o comportamento elétrico de diferentes tecnologias de armazenamento de energia. A solução proposta baseia-se na implementação de um sistema parametrizável, capaz de simular as características dinâmicas e estáticas de uma bateria real, assegurando a replicação do seu perfil de tensão em função do estado de carga, corrente e condições de operação. Na sua implementação, foi projetado e desenvolvido um sistema de emulação composto por hardware de conversão e controlo, aliado a algoritmos otimizados de gestão e compensação de erro. Para facilitar a aplicação e o controlo deste sistema, foi implementada uma interface gráfica. Realiza-se a validação destas capacidades através de diferentes metodologias, fundamentadas na comparação da amostragem de várias grandezas, realizadas com o próprio sistema e por um multímetro de alta precisão, Keysight 34461A. A metodologia de validação também incluiu a caracterização experimental de células reais, cuja informação foi utilizada para ajustar os parâmetros do modelo e validar a resposta do emulador. Os resultados obtidos demonstram que o sistema desenvolvido apresenta elevada precisão na reprodução dos comportamentos de diferentes tipologias de baterias, quando na ausência de carga. Com a sua resposta dinâmica, garante erros satisfatórios na medição de corrente, que contrastam com o erro elevado na definição de tensão causado pela ausência de um estágio de filtragem e uma compensação da tensão aos terminais da carga. Assim, o emulador proposto revela-se uma ferramenta com potencial para testes laboratoriais de sistemas de conversão, gestão e integração de baterias, reduzindo custos e riscos associados à utilização de células reais.
- Electric vehicle Wallbox charger based on the EVerest modular frameworkPublication . MOREIRA, MIGUEL BRUNO ALMEIDA; Alves, Mário Jorge de Andrade FerreiraO presente projeto foi desenvolvido no âmbito da unidade curricular de Tese/Dissertação (TEDI) do Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores - Sistemas e Planeamento Industrial, do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), em colaboração com a Efacec Electric Mobility, S.A. A dissertação centra-se no projeto e desenvolvimento de software para um carregador Wallbox de corrente contínua (DC) para veículos elétricos, baseado na framework modular e de código aberto EVerest. A crescente adoção de veículos elétricos exige o desenvolvimento de infraestruturas de carregamento eficientes, flexíveis e interoperáveis. Os carregadores Wallbox DC surgem como uma solução vantajosa, combinando carregamentos rápidos com instalação flexível. A utilização de frameworks de código aberto, como o EVerest, oferece modularidade, escalabilidade e redução dos custos de desenvolvimento. O principal objetivo desta dissertação consiste na criação de uma solução funcional e modular que permita a implementação de um sistema de carregamento DC eficiente, recorrendo ao padrão de carregamento CCS. Procurou-se garantir a compatibilidade com os principais padrões da indústria, nomeadamente os protocolos de comunicação veículo-carregador DIN SPEC 70121, ISO 15118-2 e ISO 15118- 20, e protocolos de comunicação entre carregador e sistemas de gestão centralizados OCPP 1.6 e OCPP 2.0.1. O trabalho desenvolvido validou a viabilidade da framework EVerest como base para o desenvolvimento de soluções comerciais de carregamento DC. A abordagem modular adotada facilita futuras atualizações e a integração de novas funcionalidades, contribuindo para o avanço da mobilidade elétrica sustentável.
- Desenvolvimento de módulo de integração do pódio com o sistema atual de IoTPublication . SOUSA, RICARDO JORGE FREITAS DE; Campos, Carlos José RibeiroA Vigie Solutions, é uma empresa reconhecida na área de saúde, onde utiliza sensores Wi- Fi e Access points Internet of Things (IoT) para monitorizar variáveis de ambiente em edifícios e equipamentos hospitalares. Durante um dos processos de melhoria interna na Vigie, foram detetados vários procedimentos que necessitavam de ser melhorados ou até mesmo ser automatizados. Durante esse processo, foi identificado um problema recorrente relacionado com a atualização manual na aplicação web Podio da contagem de sensores e Access points instalados nos clientes. A aplicação Podio é uma ferramenta essencial nas várias áreas de gestão da empresa. A manutenção manual dos dados revela-se morosa, suscetível a erros e com impacto direto na faturação e na gestão operacional. A Vigie Solutions enfrenta atualmente a necessidade de resolver este problema recorrente. Este processo, sendo manual, tem gerado falhas na contagem, atrasos nos processos de faturação e perda de confiança nos dados. A ausência de um mecanismo automatizado compromete a fiabilidade da informação e pode originar perdas financeiras, evidenciando assim a necessidade de implementar uma solução eficaz, segura e sustentável. Uma vez que os dados envolvidos são sensíveis, a solução a desenvolver, deverá ser segura, autónoma face a sistemas externos e permitir o controlo total sobre o código a ser desenvolvido. Para ultrapassar estas questões, propôs-se o desenvolvimento de uma aplicação dedicada que permitisse aos utilizadores da Vigie Solutions acompanhar o estado das atualizações, consultar históricos, relatório das diferenças do número de sensores Wi- Fi e Access points de cada cliente, efetuar atualizações manuais e validar a correção dos dados. Desta implementação resultou um módulo que integra o Podio com o sistema de IoT implementado atualmente na empresa. Os testes efetuados demonstraram que o sistema agora possui alta fiabilidade, isto porque sempre que um Sensor ou Access point é inserido, atualizado ou apagado, os dados são imediatamente atualizados na plataforma Podio, eliminado quaisquer falhas que ocorriam no processo manual anterior. Esta nova versão possui um sistema de redundância na atualização de dados, tendo todos os dias um script que verifica se os dados estão certos, caso contrário envia uma notificação para o utilizador responsável. Além disso também existe um script, para atualizar sensores e Access points, que pode ser corrido manualmente através do Portal. É possível também obter relatórios, que identificam logo o número de sensores por organização e gráficos que ajudam a detetar diferenças na contagem total de sensores.
- O papel da liderança na motivação, satisfação e bem-estar dos colaboradoresPublication . GASPAR, MARCELO ALEXANDRE ARAÚJO; Barros, Carlos Lourenço Moreira deA presente dissertação tem como objetivo analisar o papel da liderança na motivação, satisfação e bem-estar dos colaboradores em contexto organizacional. Partindo da premissa de que a liderança exerce uma influência determinante sobre o comportamento, motivação e desempenho dos trabalhadores, este estudo procura compreender de que forma diferentes estilos de liderança contribuem para a criação de ambientes de trabalho mais saudáveis, produtivos e humanizados. A investigação desenvolveu-se a partir de uma revisão sistemática da literatura sobre teorias clássicas e contemporâneas de liderança, complementada pela recolha de perceções de colaboradores através de um questionário. Esta abordagem permitiu identificar as características e práticas de liderança mais valorizadas pelos subordinados, bem como as dimensões relacionais e éticas que potenciam a motivação, a satisfação e o bem-estar profissional.
- Contratos Inteligentes para a Gestão Automatizada de Direitos MusicaisPublication . PINHEIRO, MARIANA QUINTAS; Malheiro, Maria Benedita Campos NevesA presente dissertação propõe o desenvolvimento de uma plataforma designada SoundSlice, que visa automatizar a gestão de direitos de autor em conteúdos musicais reutilizados e na criação de mixes, através da integração de tecnologias blockchain e contratos inteligentes. O sistema permite o registo de obras originais, reutilizações parciais, a combinação de múltiplas faixas em novas composições (mixes) e a atribuição automática de compensações aos titulares de direitos, assegurando transparência e rastreabilidade em todo o processo. A solução combina uma infraestrutura centralizada, suportada por uma base de dados MongoDB e armazenamento de ficheiros GridFS, com uma camada descentralizada baseada em Ethereum, responsável pela execução dos contratos inteligentes que formalizam a partilha de royalties. A nível prático, foi implementado um frontend web que permite o upload, análise, reutilização e criação de mixes musicais, bem como um backend Node.js que gere a lógica de negócio e a comunicação com a blockchain. O desenvolvimento da plataforma baseou-se nos conceitos teóricos e modelos de integração propostos pelos padrões Smart Contracts for Media (SC4M) e Interactive Music Application Format (IMAF), os quais orientaram a estruturação de metadados, a modelação de contratos e o desenho da arquitetura da plataforma. Por fim, foram conduzidos testes funcionais, de desempenho e de usabilidade que demonstraram o correto funcionamento da plataforma, a eficiência na execução de transações e a aceitação positiva por parte dos utilizadores, validando a viabilidade e o contributo da abordagem proposta.
- Sistema de rastreamento de alvos multi-sensor para veículos Wing-in-GroundPublication . FERNANDES, JOSÉ CARLOS PINTO; Dias, André Miguel PinheiroWing-In-Ground-effect (WIG) craft are specialized vehicles that leverage the groundeffect phenomenon - characterized by increased lift and reduced drag when flying close to a surface such as water. This effect enables Wing-In-Ground-effect (WIG) vehicles to achieve higher speeds and carry greater payloads with lower fuel consumption compared to conventional aircraft. However, the exploitation of groundeffect presents significant operational challenges: traditional pilots are not typically trained to maintain sustained flight in this regime, and the near-surface environment contains numerous dynamic and static obstacles. These complexities require the development of a robust autonomous navigation and obstacle avoidance system tailored for WIG applications. This work presents a multi-sensor multi-target perception system for autonomous WIG vehicles. The system integrates multiple sensor modalities to exploit their complementary strengths and minimize individual limitations. It is capable of estimating the position, velocity, and acceleration (depending on the motion model applied) of a target with a Kalman filter. The targets are tracked individually, each with an independent estimator, in which sensor measurements are associated with the Joint Probabilistic Data Association Filter to guarantee accurate target association even in cluttered environments. The resulting system provides reliable environmental awareness and forms a necessary component of an autonomous control framework for WIG craft.
- Sistema de visão para controlo de processoPublication . MARTINHO, JOEL FERREIRA; Dias, André Miguel PinheiroO presente documento descreve o trabalho efetuado no âmbito de controlo de processo de fabrico de matéria prima para a indústria imobiliária, no Departamento Técnico da IKEA Industry Portugal, integrando em simultâneo a unidade curricular de Tese/Dissertação (TEDI), em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores (MEEC), na área de especialização em Sistemas Autónomos (SA), no Departamento de Engenharia Eletrotécnica (DEE) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). O controlo de processo de fabrico na indústria é uma mais valia para se obter produtos finais de acordo com os parâmetros de fabrico. E em conformidade, surgiu o projeto de controlo de processo durante uma das fases de fabrico de inúmeros produtos semelhantes numa das linhas de produção do IKEA Industry no qual o objetivo consiste em verificar com recurso a um sistema de visão se a aplicação de forma automatizada de 3 ou 5 ripas de madeira contraplacada numa placa de High Density Fiberboard (HDF) cumpre os parâmetros de distância definidos para cada referência de fabrico. Deste modo, a solução consiste numa estrutura de alumínio equipada com duas câmaras de visão computacional da SICK Sensor Intelligence, uma câmara Ruler 3000 posicionada no topo, uma câmara TriSpector 1000 posicionada na lateral, um componente de integração sensorial programável SIM 1012 e um encoder em contacto com o transportador da linha. A nível de desenvolvimento de algoritmo, este foi desenvolvido no IDE SICK AppStudio utilizando a sua programação nativa LUA que comunica através de comunicação TCP/IP com o autómato PLC OMRON onde é efetuado todo o controlo da linha de produção. Os resultados obtidos foram validados durante o funcionamento da linha de produção com a presença do supervisor de linha e do departamento de controlo de processo, para diferentes tipos de referências de fabrico, onde se verificou que o sistema de visão cumpre os requisitos , apresentando uma precisão na ordem dos 0.3 a 0.5 mm sem que este influencie o comportamento da linha a nível de produtividade. Após o término do desenvolvimento do sistema, foi feita uma validação de desempenho periódica com o supervisor de linha, com a qual se concluiu que o sistema tem o comportamento desejado.
- Sistema de Controlo de Nivelamento de AutocaravanaPublication . DIAS, JOANA FILIPA JESUS; Alves, Mário Jorge de Andrade Ferreira; Fidalgo, André Vaz da SilvaO objetivo principal da dissertação reside na modernização de um sistema de nivelamento hidráulico de uma autocaravana. As autocaravanas são bastante úteis na medida em que permitem uma grande flexibilidade de planeamento de itinerários. No entanto apresenta frequentemente limitações ao nível do nivelamento, tornando várias tarefas do quotidiano mais difíceis de executar. O presente trabalho endereça parcialmente estas limitações propondo uma solução elétrica/eletrónica para o controlo de um sistema de nivelamento hidráulico. O sistema existente constituído por quatro cilindros hidráulicos era controlado remotamente a partir de uma aplicação móvel através de Bluetooth, que deixou de estar disponível online. Desta forma, pretende-se reformular toda a arquitetura de modo a reativar o controlo remoto, melhorar a fluidez de movimento dos cilindros e implementar nivelamento totalmente automático. A nova arquitetura baseia-se num microcontrolador Arduino que faz a gestão de uma placa de circuito impresso desenhada especialmente para o projeto, que utiliza MOSFETs para proceder à comutação das nove válvulas do circuito hidráulico. Um sensor de nivelamento foi também integrado no sistema de modo a fornecer dados relevantes ao algoritmo de nivelamento automático. Por fim, foi também desenvolvida uma nova aplicação para proceder ao controlo remoto de todo o sistema. O sistema foi implementado primeiramente num protótipo de modo a validar o software desenvolvido e parte do hardware, e por fim validado com sucesso na autocaravana, demonstrando o controlo desejado do sistema hidráulico. Os testes aplicados permitiram validar os vários objetivos propostos neste projeto, bem como corrigir alguns atrasos que não foram detetados na implementação do protótipo. Esta proposta, que inclui a possibilidade de nivelamento automático, mostrou-se uma mais valia na utilização deste tipo de veículos.
- Aprendizagem por reforço robusta baseada em visão para navegação de UAVs em parques fotovoltaicosPublication . CAMPANHÃ, JOÃO FERREIRA; Malheiro, Maria Benedita Campos Neves; Pinto, Andry MaykolThis dissertation proposes and validates a robust Reinforcement Learning (RL) method for visual navigation of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) tasked to inspect floating photovoltaic panel arrays in the Alqueva reservoir, using simulation-based development and testing. Panel inspection requires low-altitude flights, and the dynamic nature of the floating environment renders waypoint-based planning ineffective, requiring the method to operate under varied conditions and resist visual disturbances. To address these challenges, the study compares two feature extraction architectures: a vision-based model and a multimodal data model that combines visual data with numerical inputs, including actions and velocities. The Soft Actor-Critic (SAC) policy was selected to process the latent state produced by the feature extractors. Following training with domain randomization, results showed that the multimodal model that combines visual and action inputs outperforms other variants in accuracy, control, and task completion. However, its robustness to visual perturbations remained somewhat limited. To address this shortcoming, the domain randomization was refined, the model retrained with appropriate regularization, and the hyperparameters tuned, significantly improving robustness at the cost of a slight reduction in overall performance. This work contributes with a modular simulation pipeline for training and validation, a comparative analysis between models exploring unimodal and multimodal data, and practical insights into the accuracy–robustness trade-off in Reinforcement Learning (RL). Domain randomization and data multimodality were fundamental to improving model performance and generalization.