This thesis provides a theoretical study of museums and how today's available technologies for 3D visualization and virtual reality are used in present day museums to further its main objectives. It explores the technologies and proposes additional implementations by thorough analysis of the positive and negative effects and makes a brief overview on possible ways they may be financed.

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T08:48:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lins_RomuloGoncalves_D.pdf: 22279853 bytes, checksum: 59b8195bf3adfecfd9a302b19fdd37a6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O presente trabalho apresenta a proposta de um equipamento automatizado para a medição de virabrequins forjados a quente. O objetivo é efetuar a medição do virabrequim na própria linha de produção, sem o auxílio de instrumentos de medição ou máquinas de medição. O equipamento é baseado nos conceitos de visão computacional, ou seja, a medição será realizada por meio de imagens, desta forma, a solução proposta consiste em se utilizar seis câmeras posicionadas ao redor do virabrequim a fim de obter-se o maior número de detalhes do produto. Com a obtenção das imagens aplicou-se um método para localizar pontos correspondentes em cada par de imagem estabelecido. Com a localização dos pontos correspondentes, utilizou-se o modelo matemático desenvolvido para efetuar a reconstrução do virabrequim. A partir do virabrequim reconstruído, aplicou-se o modelo estatístico desenvolvido para a comparação do virabrequim reconstruído com o virabrequim padrão (modelo em CAD), sendo que a partir desta comparação é possível avaliar se o produto medido encontra-se dentro das especificações. Experimentos realizados em ambientes virtuais verificam e comprovam a viabilidade técnica e robustez do equipamento desenvolvido para a medição automatizada de virabrequins forjados a quente / Abstract: This thesis presents an automated equipment for measuring hot forged crankshafts. The goal is to perform the measurement of crankshaft production line itself, without the aid of measuring instruments or coordinate measuring machines, providing a measurement system integration with production management system of the company. The system is based in the concepts of computer vision, the measurement is made from images, this way, the proposed solution is to use six cameras positioned around the crankshaft in order to obtain the greatest number of full detail. From the images acquired method was applied to find corresponding points in image pairs established. With the location of the corresponding points, we used the mathematical model developed to perform the reconstruction of the crankshaft. With the crankshaft rebuilt, we applied the statistical model developed for the comparison of the crankshaft rebuilt with the crankshaft standard, and from this comparison it is possible to assess whether the product is measured within the design specifications. The experiments and evaluations on virtual environments occur prove the technical feasibility and robustness of the proposed system for the automated measurement of hot forged crankshafts / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Pablo Siqueira Meirelles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:45:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvarez-Jacobo_JustoEmilio_D.pdf: 7664743 bytes, checksum: 72e7ab67912a544a9178da02711121d9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um Sistema de Percepção baseado na utilização de sensores telemétricos tipo LIDAR. Uma plataforma de escaneamento a laser em três dimensões LMS-3D é construída a fim da navegação autônoma de robôs. A área navegável é obtida a partir de mapas telemétricos, caracterizados com algoritmos de grades de ocupação (GO) (em duas dimensões com a terceira colorida e 3D) e com o cálculo de gradientes vetoriais. Dois tipos de áreas navegáveis são caracterizadas: (i) área de navegação primária representada por uma área livre dentro da GO; e (ii) área de navegação continua representada pela soma das áreas continuas e gradientes classificados com um determinado limiar. Este limiar indica se uma área é passível de navegação considerando as características do robô. A proposta foi avaliada experimentalmente em ambiente real, contemplou a detecção de obstáculos e a identificação de descontinuidades / Abstract: This thesis was proposed to demonstrate the study and development of a Perception System based on the utilization of a LIDAR telemetric sensors. It was proposed to create a LMS-3D three dimension laser scanning platform, in an attempt to promote the Autonomous Robot Navigation. The scanned area was obtained based on telemetric maps, which was characterized with Occupancy Grid algorithms (OG) (in two dimensions with the third colored and 3D) and Vector Gradients calculation. Two different navigation areas were characterized: (i) primary area of navigation, that represents the free area inside a OG, and (ii) continuous navigation area, that represents the navigated area composed by the sum of continuous areas and the gradients classified by a determined threshold, which indicates the possible navigated area, based on the robot characteristics. The proposition of this thesis was evaluated in a real environment and was able to identify the obstacles detection and also the discontinuance / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Marco Antonio Garcia de Carvalho, Marco Aurelio Takita / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:21:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palma_EloaCarolinaNavaCardoso_M.pdf: 2004126 bytes, checksum: 618ad5da7f91e98f63bfdc0a41812387 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O surgimento dos sequenciadores automáticos de DNA por volta dos anos 1990 fez com que a quantidade de sequências e informações a serem analisadas aumentasse exponencialmente. Sendo assim, os recursos computacionais são cada vez mais exigidos em diversas tarefas de armazenamento desses dados. Para atender essas e outras necessidades, surgiu a Bioinformática, que engloba diversas áreas como Ciência da Computação, Matemática, Estatística, e a Biologia Molecular. Neste trabalho, desenvolvemos um software denominado Biodonut, que consiste em manipular plasmídeos utilizando visualização 2D e 3D. Biodonut é um produto de software de plataforma web, open source para que os pesquisadores possam manipular plasmídeos in silico, visualizando em formato 2D e 3D e possibilitando uma análise diferenciada das áreas julgadas importantes. A base de dados utilizada no software é o GenBank, por ser mundialmente conhecida e respeitada. Uma comparação com dois importantes softwares da área foi efetuada e é apresentada neste trabalho. Os resultados apontam que usar Biodonut é vantajoso em relação os outros dois softwares / Abstract: The advent of automated DNA sequencers around 1990s led to the amount of information sequences to be analyzed and increased exponentially. Thus, computing resources are increasingly demanded in various tasks such data storage. To meet these and other needs arose Bioinformatics, encompassing diverse areas as Computer Science, Mathematics, Statistics, and Molecular Biology. In this work, we developed a software called Biodonut, which involves manipulating plasmids using 2D and 3D visualization. Biodonut is a product of web software platform, open source so that researchers can manipulate plasmids in silico, visualizing 2D and 3D format, enabling a differentiated analysis of the areas deemed important. The database software is used in GenBank, to be globally known and respected. A comparison with two important software of the area was conducted and is presented in this paper. The results show that using Biodonut is advantageous over the other two softwares / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestra em Tecnologia

Este trabalho apresenta o estudo realizado no aprimoramento de um método de estimação de gordura corpórea por meio de um Scanner antropométrico ALLBODYSCAN 3D® (São Carlos, SP, 2012) que constrói imagens 3D do corpo humano. Procedimentos computacionais de análise de modelo corporal gerado pelo scanner, têm sido desenvolvidos na USP. Este estudo considerou medições em voluntários de vários grupos de interesse, de forma que a estimação de gordura pudesse ter abrangência satisfatória e com poucos fatores de erro, aprimorando a técnica. A pesquisa envolveu aspectos de gênero, etnia e idade de cada um dos voluntários. Os resultados foram comparados com estimações obtidas por Bioimpedância e por Adipometria e apresentaram alta correlação. O Scanner antropométrico apresentou suas medições com certas vantagens, comparado a outras técnicas, principalmente em relação à simplificação de procedimentos com o paciente para se obter medições confiáveis. / The present paper shows the research done in the improvement of a method to estimate the body fat mass using an anthropometric Scanner AllBodyScan3D® (São Carlos, SP, 2012) that builds up 3D images from the human body. Computational procedures for body composition analysis have been developed at USP. The present study has considered measurements in different groups of volunteers, in a way that it can lead to satisfactory coverage, with relatively low error, improving the approach. The research has considered gender, ethnics and age of each volunteer. The results were compared to estimations from Bioimpedance and Adipometry and they presented high correlation. The anthropometric Scanner has shown some advantages in comparison to other techniques, mainly due to its simplified procedures imposed on patients for obtaining reliable measures.

O desenvolvimento de novas terapias para o câncer envolve um processo longo e custoso no qual apenas 5% dos candidatos a fármacos em ensaios clínicos são aprovados. Os ensaios celulares são um importante pilar neste processo, no entanto, eles são geralmente feitos em células cultivadas em monocamada, o que apresenta algumas limitações. Assim, o desenvolvimento e aplicação de modelos tridimensionais (3D) para ensaios pré-clínicos tem sido cada vez mais investigado, devido a suas maiores similaridades com tumores in vivo em relação a características físicas, espaciais e bioquímicas. A via PI3K-AKT-mTOR, que está frequentemente desregulada em diversos cânceres, é uma rota metabólica essencial por integrar fatores de crescimento e sinais internos com a expressão de proteínas relacionadas ao crescimento celular. Sendo assim, novos compostos inibitórios dessa via têm sido estudados pelo grupo NEQUIMED como alternativa terapêutica para essas doenças. Dessa forma, este trabalho teve o objetivo de avaliar o potencial citostático e citotóxico de novos inibidores da via da mTOR em culturas celulares bi e tridimensionais de câncer de próstata e hepatocarcinoma. Para isso, o modelo de cultura 3D foi padronizado para ambas linhagens usando duas técnicas diferentes, além da padronização da técnica de redução da resazurina para a determinação da viabilidade celular em 2D e 3D. No ensaio citotóxico, células em monocamada e esferoides foram tratadas com diferentes concentrações dos fármacos de referência e dos novos inibidores e tiveram sua viabilidade determinada pelo ensaio de redução da resazurina. Já para o ensaio citostático, baixas concentrações de células foram plaqueadas em monocamada e tratadas por até 6 dias, tendo sua viabilidade medida a cada 48 h pelo ensaio de MTT. Os esferoides foram tratados por 9 dias com as mesmas substâncias, tendo seu volume medido a cada 3 dias. No geral, os novos compostos não apresentaram efeitos citotóxicos relevantes, contudo, os compostos Neq0438 e seu análogo, Neq0679, tiveram maior efeito citostático que a Rapamicina em culturas 2D e 3D de HepG2. Além disso, os compostos tiveram maior efeito citostático em esferoides do que em células cultivadas em monocamada para as duas linhagens. Isso pode ser justificado pela alteração na expressão de proteínas da via da mTOR em relação ao modelo de cultura, já que foi demonstrado sua maior ativação nos modelos tridimensionais. Futuramente esses compostos poderão ser testados sozinhos, ou em terapia combinada em modelos animais para melhor avaliação de sua segurança e sua evolução no estudo pré-clínico. / The development of new cancer therapies involves a long and expensive process in which only 5% of the clinical trial candidates for new drugs get approval. Cell assays are an essential pillar in this process; however, they are usually carried out in cells grown as a monolayer, which have some limitations. Thus, the development and application of new tridimensional (3D) models for preclinical trials has been deeply investigated, due to their higher similarities with in vivo tumors, regarding physical, spatial and biochemical features. The PI3K-AKT-mTOR pathway, which integrates growth factors and the expressions of proteins for the cellular growth, is often upregulated in several types of cancer. Hence, the NEQUIMED group is studying new pathway inhibitors as a therapeutic alternative for cancer. Here, the cytotoxic and cytostatic effects of the new PI3K-AKT-mTOR inhibitors were assessed in two and three-dimensional cells models of prostate cancer and hepatocarcinoma. To that end, the 3D culture model was standardized for both cell lines using two different techniques. The resazurin reduction assay was also standardized to determine cell viability in 2D and 3D models. For the cytotoxic assay, cells grown in a monolayer and 3D spheroids were treated with a range of concentrations of the reference drugs and new mTOR inhibitors and had their viability assessed by the resazurin assay. For the cytostatic assay, low cell density was plated on 2D and treated for 6 days, having their viability determined every 48 h using the MTT assay. Spheroids were treated for 9 days with the same substances and had their volume measured every 3 days. Overall, the new mTOR inhibitors did not show relevant cytotoxic effects, however, Neq0438 and its analog Neq0679, had a higher cytostatic effect than Rapamycin for both 2D and 3D cultures of HepG2. Besides, all mTOR inhibitors had a higher cytostatic effect on 3D cultures when compared to monolayers, which can be related to the overexpression of the mTOR pathway in this culture system, already reported on the literature. Based on these results, Neq0438 and Neq0679 should now be used alone or in combination using in vivo models to investigate their antitumoral effects.

A indústria de cerâmica branca de objetos decorativos e utilitários, produz diariamente um contingente significativo de resíduo de gesso, oriundo do descarte dos moldes, cuja vida útil é extremamente curta. A deposição desse material via de regra é feita em aterros sanitários, sem qualquer tipo de isolamento em células e sem observar as recomendações da Lei da Política Nacional de Resíduos Sólidos. De acordo com a hierarquia estabelecida pela lei, a supressão da geração dos resíduos sólidos aparece como alternativa prioritária do ponto de vista das boas práticas ambientais. É nessa perspectiva que a tecnologia de produção industrial computadorizada de objetos tridimensionais por deposição de matéria prima, surge como alternativa. A intenção desse trabalho é apresentar conceitos de produtos que potencializem o uso dessa tecnologia através de configurações formais inovadoras para o setor, eliminando a utilização do gesso em seu processo de fabricação além de avaliar os resultados obtidos através da análise dos protótipos fabricados. / White ceramic industry of decorative and utilitarian objects, produces daily a significant contingent of waste gypsum, originated from the disposal of moulds, whose lifespan is extremely short. Deposition of this material usually is made in landfills without any type of isolation cells and without observing the recommendations of the Law of the Brazilian solid waste Policy. According to the ranking established by law, the elimination of solid waste generation appears as a priority alternative in terms of good environmental practices. In this perspective, the technology of computerized industrial production of three-dimensional objects by deposition of raw material, is an alternative. The aim of this paper is to present product concepts that enhance the use of this technology through innovative formal settings for the sector and make an analysis about the results.

This thesis explores the balance between visual quality and the performance of a 3D object for computer games. Additionally, it aims to help new 3D artists to create assets that are both visually adequate and optimized for real-time rendering. It further investigates the differences in the judgement of the visual quality of thosethat know computer graphics, and thosenot familiar with it. Many explanations of 3D art optimization are often highly technical and challenging for graphic artists to grasp. Additionally, they regularly neglect the effects of optimization to the visual quality of the assets. By testing several 3D assets to measure their render time while using a survey to gather their visual assessments, it was discovered that 3D game art is very contextual. No definite or straightforward way was identified to find the balance between art quality and performance universally. Neither when it comes to performance nor visuals. However, some interesting findings regarding the judgment of visual quality were observed and presented. / Den här uppsatsen utforskar balansen mellan visuell kvalitéoch prestanda i 3D modeller för spel. Vidare eftersträvar den att utgöra ett stöd för nya 3D-modelleingskonstnärer för att skapa modeller som är både visuellt adekvata och optimerade för att renderas i realtid. Dessutom undersöks skillnaden mellan omdömet av den visuella kvalitén mellan de som är bekanta med 3D datorgrafik och de som inte är det. Många förklaringar gällande optimering av 3D grafik är högst tekniska och utgör en utmaning för grafiker att förståsig på och försummar dessutom ofta effekten av hur optimering påverkar resultatet rent visuallet. Genom att testa ett flertal 3D modeller, mäta tiden det tar för dem att renderas, samt omdömen gällande visuella intryck, drogs slutsatsen att bedömning av 3D modellering för spel är väldigt kontextuell. Inget definitivt och enkelt sätt att hitta balansen mellan visuella kvalitén upptäcktes. Varken gällande prestanda eller visuell kvalité. Däremot gjordes några intressanta upptäckter angående bedömningen av den visuella kvalitén som observerades och presenterades.

[pt] O avanço das tecnologias de realidade virtual tem viabilizado melhor acesso a essas tecnologias e a menores custos, desonerando os estudos nesta linha. Este trabalho propõe e estuda diversas técnicas de navegação e seleção em ambientes virtuais usando o Microsoft Kinect. Este dispositivo foi escolhido pois, além de ter custo acessível, permite que o usuário interaja com o sistema sem precisar estar com um dispositivo em mãos ou acoplado ao corpo. Com isto procura-se aumentar o grau de imersão e, possivelmente, criar formas de interação mais familiares aos usuários, ou seja, diminuir a distância do mundo virtual para o real. Através dessas técnicas busca-se que o usuário possa se locomover e interagir com objetos em um ambiente virtual de forma mais próxima ao que faria em um ambiente físico real. Para este trabalho foram implementadas três técnicas de navegação e três de seleção. Uma série de testes foram feitos avaliando pontos como facilidade de uso, esforço cognitivo, tempo de realização de tarefas, fluidez da navegação, entre outros fatores, para cada técnica proposta e para a combinação delas. / [en] The improvement of virtual reality technologies has enabled increased access to these technologies and at lower prices, allowing more studies in this line. This work proposes and studies several navigation and selection techniques in virtual environments using Microsoft Kinect. This device was chosen because, besides having an accessible price, it allows the user to interact with the system without need of hand-held devices or having a device attached to the body. This way we intend to increase the degree of virtual presence and, possibly, create more familiar interactions, in other words, reduce the distance between the virtual world and the real world. Through these techniques we strive to allow the user to move and interact with objects in the virtual world in a way similar to how he would do so in the real physical world. For this work three navigation and three selection techniques were implemented. A series of tests were undertaken to evaluate aspects such as ease of use, mental effort, time spent to complete tasks, fluidity of navigation, amongst other factors for each proposed technique and the combination of them.

La formation et la consolidation de souvenirs est l’une des caractéristiques fondamentales du cerveau, responsable de l’apprentissage et de comportements cognitifs élevés. Malgré son importance, ce processus n’est pas entièrement compris à ce jour et fait l’objet de nombreux travaux de de recherche, allant de l’analyse de l’activité des synapses individuelles à la reconstruction de cartes de connectivité du cerveau. Dans ce travail, nous proposons une approche intégrée pour mesurer in vivo l’activité de chaque neurone du corps pédonculé (Mushroom body, MB) de la Drosophila melanogaster dans une procédure entièrement automatisée. Il s’agit d’imager en 3D et dans le temps le MB dans sa totalité par microscopie confocale et d’opérer un suivi temporel de la position de chaque neurone afin de relever leur niveau individuel d’activité. En utilisant cette approche, nous avons découvert que pendant la formation de la mémoire à long terme, de nouveaux neurones sont recrutés au sein du corps pédonculés, tandis que l’intensité de la réponse des neurones individuels reste inchangée. Au delà de l’apport méthodologique qui permet à présent de quantifier automatiquement l’activité d’un grand nombre de neurones, ce travail a contribué à une meilleure compréhension de la formation de la mémoire à long terme. / Formation and consolidation of new memories is one of the fundamental characteristics of the brain, responsible for learning and high cognitive behavior. While important, the process isn’t fully understood to the present day and is the subject of various studies, spanning from the activity analysis of individual synapses to the reconstruction of brain connectivity maps. In this work, we propose a bold approach, on which we aim to measure in vivo the activity of every single neuron from the whole Mushroom body (MB) of the Drosophila melanogaster, in a fully automated procedure. After a 3D image acquisition over time of the MB by means of confocal microscopy, an automated detection and tracking of the neurons is performed. The whole process takes place while the fly is awake and subjected to different odor stimulations, so that it is possible to associate the activity patterns at the single cell level to the stimulus that is being received. By comparing the response patterns from flies that were trained and flies that were not trained to associate an odor with an electric shock we identified changes in neuronal activity, providing information on how memory is formed. Beyond the methodological innovation that brought the possibility to track the activity of a large set of single neurons, this work contributed to the current understanding of long term memory formation.