A busca por padrões em imagens é um problema clássico em visão computacional e consiste em detectar a presença de uma dada máscara em uma imagem digital. Tal tarefa pode se tornar consideravelmente mais complexa com a invariância aos aspectos da imagem tais como rotação, escala, translação, brilho e contraste (RSTBC - rotation, scale, translation, brightness and contrast). Um algoritmo de busca de máscara foi recentemente proposto. Este algoritmo, chamado de Ciratefi, é invariante aos aspectos RSTBC e mostrou-se bastante robusto. Entretanto, a execução deste algoritmo em um computador convencional requer diversos segundos. Além disso, sua implementação na forma mais geral em hardware é difícil pois há muitos parâmetros ajustáveis. Este trabalho propõe o projeto de um software que gera automaticamente módulos compiláveis em Hardware Description Logic (VHDL) que implementam o filtro circular do algoritmo Ciratefi em dispositivos Field Programmable Gate Array (FPGA). A solução proposta acelera o tempo de processamento de 7s (em um PC de 3GHz) para 1,367ms (em um dispositivo Stratix III da Altera). Esta performance excelente (mais do que o necessário em sistemas em tempo-real) pode levar a sistemas de visão computacional de alta performance e de baixo custo. / Template matching is a classical problem in computer vision. It consists in detecting the presence of a given template in a digital image. This task becomes considerably more complex with the invariance to rotation, scale, translation, brightness and contrast (RSTBC). A novel RSTBC-invariant robust template matching algorithm named Ciratefi was recently proposed. However, its execution in a conventional computer takes several seconds. Moreover, the implementation of its general version in hardware is difficult, because there are many adjustable parameters. This work proposes a software that automatically generates compilable Hardware Description Logic (VHDL) modules that implement the circular filter of the Ciratefi template matching algorithm in Field Programmable Gate Array (FPGA) devices. The proposed solution accelerates the time to process a frame from 7s (in a 3GHz PC) to 1.367ms (in Altera Stratix III device). This excellent performance (more than the required for a real-time system) may lead to cost-effective high-performance coprocessing computer vision systems.

No estudo de estabilidade transitória, as não linearidades inerentes aos sistemas aliadas a grande dimensão do problema, contribuem para que as análises dos sistemas de potência sejam muito complexas. O estudo clássico de estabilidade transitória utiliza soluções numéricas iterativas de um conjunto de equações diferenciais associadas à dinâmica do sistema, visando a obtenção do tempo crítico de abertura. Porém, este não é o processo mais adequado à aplicações em tempo real devido ao esforço computacional exigido em tais iterações numéricas. Os métodos diretos são adequados para análises em tempo real, já que obtêm as informações necessárias sem a solução explícita de equações diferenciais. Dentre os métodos diretos existentes, as idéias de Lyapunov associadas ao princípio de invariância de LaSalle destacam-se por serem métodos energéticos e diretos adequados ao estudo de estabilidade em sistemas não lineares. Baseados em tais idéias, diversos métodos de estimativa da região de estabilidade foram propostos. Dentre estes, o BCU tem sido aceito como o mais eficiente para a determinação do tempo crítico de abertura. Apesar do BCU ser bastante eficiente, existem casos de falha do mesmo. Este trabalho visa eliminar dois problemas relacionados ao BCU: o primeiro problema advém do fato de que nem sempre o máximo de energia potencial ocorre nas vizinhanças do PEBS. O segundo problema está associado aos casos em que a trajetória do sistema gradiente reduzido não passa nas vizinhanças do ponto de equilíbrio de controle. Para solucionar estes dois problemas utiliza-se um método dinâmico para a deteção do “exit point" e o “Shadowing Method" para cálculo do ponto de equilíbrio de controle. Testes com os dois algoritmos mostram que eles encontram soluções para casos de falha do PEBS e BCU, porém problemas de deteção dos pontos de interesse ainda persistem. Alguns métodos alternativos, baseados nos algoritmos citados são propostos, bem como aspectos de melhoria de convergência dos mesmos. / In transient stability assessment, the nonlinearities of the systems and the dimension of the problem contribute to the complexity of the analysis in power systems. The classical numerical solution to obtain the critical clearing time (cct) has been used, but it is time-consuming and not adequate for real-time applications. The direct methods have the adequacy for real-time analysis because they get the necessary information for stability without the explicit solution of the set of differential equations associated to the system dynamics. Among the existing methods of power system transient stability analysis, Lyapunov ideas associated to LaSalle´s invariance principle are very important. Inspired by these ideas, methods to estimate the stability region have been obtained. One of them is the BCU, that has been accepted as the most efficient method in the determination of the critical cct. Despite BCU´s efficiency, it fails in many cases. The main objective of this research is to solve two problems associated to the BCU: the first problem is the fact that not always the maximum of potential energy occurs in the neighborhood of PEBS. The second problem is the fact that in many cases the trajectory of the reduced gradient system does not pass in the neighborhood of the controlling unstable equilibrium point. For the solution of these problems it will be used a dynamic method for the exit point detection and the Shadowing Method to calculate the controlling unstable equilibrium point. Tests have shown that the aforementioned robust algorithms find the solutions for many cases for which BCU and PEBS method fails, but many cases of fail persist. Some alternative methods, based in the mentioned algorithms are proposed, and so, aspects to improve its convergency.

A diarréia neonatal é o principal problema sanitário que acomete os bezerros nas primeiras semanas de vida, causando grandes prejuízos devido à morbidade, mortalidade, custos com tratamento e atraso no desenvolvimento. Os rotavírus são os mais importantes agentes virais causadores de gastroenterites em crianças e diarreia em diferentes espécies animais. Além do seu impacto econômico na produção animal, os bovinos podem atuar como reservatórios da diversidade genética e antigênica para humanos. Assim, o diagnóstico deste agente é fundamental para o desenvolvimento de medidas profiláticas mais especificas visando o seu controle. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método de PCR em Tempo Real para a detecção de rotavírus bovinos em sistema Taqman® tendo como alvo, a proteína não-estrutural 5 (NSP5). Para isso, 113 amostras de fezes bovinas foram coletadas de reabanhos do estado de São Paulo, e previamente testadas por PCR convencional. Para a padronização da PCR em Tempo Real, a estirpe padrão foi clonada, gerando um plasmídeo com 3x1010 cópias/reação. Como controle exógeno foi utilizado β-actina. O limite de detecção foi determinado por diluições seriadas na base 10, detectando até 6x101 cópias/µl. A curva padrão da PCR em Temo Real para a detecção do segmento codificador da proteína NSP5 teve como resultados, uma eficiência de 100,47%; com slope igual a -3,18 e R2 de 1,0. De um total de 113 amostras testadas pela PCR convencional 63 delas (55,7%) foram consideradas positivas para rotavírus. Dessas mesmas amostras testadas, 5 não amplificaram para β-actina e não foram incluídas nas análises posteriores. Para a PCR em Tempo Real o limite de detecção foi considerado o valor de 6x101 cópias/reação, sendo definido o ponto de corte o ciclo (Ct) de número 36 para o teste com a amostra viral a partir do DNA ligado em vetor plasmidial. Considerando-se o ponto de corte de 60 (6x101) cópias/reação, das 108 amostras testadas, 63 (58,3%) foram consideradas positivas ao teste. O valor de concordância obtido através do teste Kappa, a um intervalo de confiança de 95%, a partir dos resultados gerados entre os testes de PCR convencional e PCR em foi de 0.279 (baixa concordância). Os resultados obtidos nesse estudo demonstrou que o teste foi eficiente podendo ser utilizado para um diagnóstico rápido e eficiente do rotavirus do grupo A, aumentando assim o repertório dos testes já estabelecidos / Neonatal diarrhea is the main health problem affecting the calves in the first weeks of life, causing major losses due to morbidity, mortality, treatment costs and delayed development. Rotaviruses are the most important causative agents of viral gastroenteritis in children and in different animal species. In addition to its economic impact on livestock, cattle can act as reservoirs for genetic and antigenic diversity for human samples. Therefore, the diagnosis of this agent is critical to the development of more specific preventive measures for their control. The objective of this work is to develop a method of PCR for rotavirus detection in cattle using TaqMan® system targeting the 5 nonstructural protein (NSP5). For this, 113 samples of cattle feces were collected from farms of São Paulo, and previously tested by convencional PCR. To PCR standardization, the standard sample was cloned, generating plasmid 3x1010 copies/reaction. The β-actin was usede as exogenous control. The limit of detection was determined by serial dilutions, to detect 6 x101 copies/µl. The standard curve of PCR to encoding segment detection NSP5 protein had as a result, an efficiency of 108.5%; with slope equal to -3.18 and R2 equal 1.. From a total of 113 samples tested by conventional PCR 63 (55.7%) were positive for rotavirus. From these samples 5 not amplifyed for β-actin gene and were not included in subsequent analyzes. For detection limit of Real-Time PCR was considered the amount of 6x101 copies / reaction, the cut-off being defined cycle (Ct) number 36 to the test with a viral sample from the DNA ligated into plasmid vector. Considering the cut-off 60 (6x101) copies/reaction of the 108 samples tested, 63 (58.3%) were positive to the test. The correlation value obtained by the Kappa test, at a 95% confidence interval, based on results generated between the conventional and PCR testing PCR was 0.279 (low agreement). The results of this study demonstrated that the probe can be efficiently used for a fast and efficient diagnosis of rotavirus of group A, thereby enhancing the repertoire of the established tests

Na Indústria Aeronáutica, é de extrema importância a qualidade e o desempenho de seus produtos, que estão diretamente relacionados ao projeto e ao desenvolvimento de estruturas adequadas, pois além de seu caráter funcional deve-se também garantir a sua integridade nas mais diversas condições de operação. O comportamento dinâmico destas estruturas é um dos seus principais aspectos, principalmente devido à demanda contínua para estruturas mais leves e consequentemente mais flexíveis. Tradicionalmente, as estruturas aeroespaciais devem ser submetidas a alguma forma de verificação antes do voo, de forma a assegurar que a aeronave esteja livre de qualquer fenômeno de instabilidade aeroelástica, que pode ocorrer provocando problemas de fadiga ou falhas estruturais. Um dos fenômenos de instabilidade mais importantes é denominado flutter. As técnicas de ensaio em voo para identificação de flutter são de extrema importância para o conhecimento dos limites de voo seguro. Um dos elementos essenciais para a realização de ensaios de flutter em voo é o processo de identificação dos parâmetros modais estruturais da aeronave sob teste. A identificação precisa e rápida dos parâmetros modais permite determinar com antecedência e segurança as condições de voo em que o fenômeno de flutter irá ocorrer. Atualmente as pesquisas nesta área apontam na direção do desenvolvimento de tecnologia que permita a identificação em tempo real dos parâmetros modais associados ao flutter. Neste trabalho foi realizado o estudo de um método de identificação de parâmetros modais para ser aplicado em tempo real. O método de identificação utilizado para este estudo é o EERA - Extended Eigensystem Realization Algorithm, um método de identificação no domínio do tempo considerado eficiente e poderoso, pois é capaz de identificar o comportamento dinâmico complexo em estruturas. O algoritmo foi validado através de um ensaio experimental num modelo de asa no túnel de vento, onde foram determinados os parâmetros modais envolvidos no flutter. Também foi realizado um ensaio experimental numa placa de alumínio, onde foram identificados os seus parâmetros modais, frequências naturais e fatores de amortecimento. Após sua validação, o método EERA foi adaptado e programado no equipamento de aquisição e processamento de sinais dSPACE®, que é destinado a realizar identificação em tempo real. Por último foi realizado um ensaio experimental em tempo real na placa de alumínio utilizada anteriormente, onde os parâmetros modais identificados on-line foram comparados com os identificados off-line, comprovando assim a eficiência do método na identificação em tempo real. / In the Aeronautical Industry, the quality and the performance of its products, that are directly related to the project and the development of adequate structures, are of extreme importance, since, beyond their functional characteristics, their integrity, in the most diverse operation conditions, must also be guaranteed. The dynamic behavior of these structures is one of its main aspects, mainly due to continuous demand for lighter and consequently more flexible structures. Traditionally, the aerospace structures must be submitted to some form of verification before the flight, to assure that the aircraft is free of any aeroelastic instability phenomenon, which when occurring will provoke structural fatigue problems or failure. One of the more important instability phenomena is called flutter. The techniques of flight test for identification of flutter are of extreme importance for the knowledge of the limits of safe flight. One of the essential elements for the accomplishment of flutter tests in flight is the process of identification of the structural modal parameters of the aircraft under test. The accurate and fast identification of the modal parameters allows determining, with antecedence and security, the flight conditions where the phenomenon of flutter will occur. Currently the research in this area points in the direction of developing the technology that allows the identification in real time of the modal parameters associated to flutter. In this work the study of a method of identification of modal parameters was carried through to be applied in real time. The method of identification used for this study is the EERA - Extended Eigensystem Realization Algorithm, a method of identification in the time domain considered efficient and powerful, since it is capable to identifying complex dynamic behavior in structures. The algorithm was validated with an experimental test in a model of wing in the wind tunnel, where the involved modal parameters in flutter had been determined. Also an experimental test was carried out with an aluminum plate, where its modal parameters, natural frequencies and damping factors, had been identified. After its validation, the method EERA was adapted and programmed in the dSPACE® signals acquisition and processing equipment, which is used for carrying out identification in real time. Finally an experimental test, in real time, with the previously used aluminum plate was carried out, when the modal parameters identified on-line were compared with those identified off-line, thus proving the efficiency of the method for identification in real time.

Fusobacterium nucleatum é uma espécie bacteriana Gram-negativa, anaeróbia estrita e uma das espécies frequentemente encontradas nas infecções primárias do sistema de canais radiculares. Esta espécie tem grande importância na formação de biofilmes por ser uma ponte de união entre espécies que não são capazes de interagir. Os micro-organismos constituintes de biofilmes trocam material genético, aumentando a tolerancia dos mesmos e é quase impossível um isolado clínico ter os genes totalmente iguais à cepa padrão de coleções de cultura como da ATCC (American Type Culture Colection). O presente estudo investigou a espécie bacteriana anaeróbia Fusobacterium nucleatum isolada de canais radiculares, comparando-a com sua cepa de referência. Foi feito a comparação da suscetibilidade microbiana in vitro por meio de cultura microbiológica pelo método do E-test, com as cepas em crescimento planctônico e em biofilme. Também foi definido um protocolo de Purificação de RNA para esta espécie em ambas as condições de crescimento. As cepas clínicas de F. nucelatum foram isoladas por meio da cultura microbiológica de 23 pacientes que apresentavam dentes com infecção primária e periodontite apical visível em radiografia. Foi feito isolamento e identificação da espécie por série bioquímica com testes comerciais (Sistema Api, Bio-Meriéux, França) e PCR convencional, sendo no total 4 isolados clínicos investigados. Foi verificada a suscetibilidade antimicrobiana dos seguintes antibióticos: Amoxicilina, Amoxicilina + ácido clavulânico, Ampicilina, Azitromicina, Clindamicina, Eritromicina e Metronidazol. O protocolo para purificação de RNA foi feito com microesferas de zircônia, dispositivo bead beater, kit comercial RNeasy (Qiagen) e transcrição para DNA complementar (cDNA). A qualidade da purificação foi testada quanto a sua capacidade de amplificação pela reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR) utilizando primer para o gene 16s RNA específico para F. nucelatum. Todas as cepas testadas foram 100% suscetíveis a Amoxicilina + ácido clavulânico, Ampicilina, Azitromicina, Clindamicina e Metronidazol. Ambos os tipos de crescimento bacteriano demonstraram resistência somente à eritromicina. O protocolo proposto para a purificação do RNA de F. nucelatum dos isolados em crescimento planctônico e em biofilme foi eficaz. A média do rendimento do RNA das amostras para as bactérias em crescimento planctônico foi de 514,2 ng/μL (DP ± 397,7) e para as amostras em biofilme foi de 377,1 ng/μL (DP± 144,1). Os valores encontrados sugerem uma boa qualidade de RNA, livre de contaminação por proteínas. Todas as cepas de Fusobacterium nucleatum isoladas de canais radiculares, assim como a cepa ATCC foram suscetíveis aos antibióticos testados, com exceção do antibiótico eritromicina em ambos os tipos de crescimento bacteriano. As bactérias em biofilme apresentaram aumento na tolerância frente aos agentes antimicrobianos, com diferença estatística. O protocolo estabelecido para a purificação do RNA de cepas de Fusobacterium nucleatum cultivadas em fase planctônica e em biofilmes teve êxito com amplificação por qPCR. / Fusobacterium nucleatum is a Gram-negative bacterial species, strict anaerobic and one of the species often found in primary infection of the root canal system. This species has great importance in biofilm formation to be a union bridge between species which are not able to act alone. The constituent microorganisms of the biofilm exchange each tother genetic material, increasing the strength of them. It is almost impossible for a clinical isolate have genes totally equal to a standard strain, such as strains of culture collections like ATCC (American Type Culture Collection). The present study investigated anaerobic bacterial species Fusobacterium nucleatum isolated from root canals, comparing them to the ATCC strain. The microbial in vitro susceptibility of biofilm and planktonic growth of the strains was compared by means of microbiological culture and the E-test method, with the antibiotics Amoxicillin, Amoxicillin + clavulanic acid, Ampicillin, Azithromycin, Clindamycin, Eritromycin and Metronidazole.. Also, a RNA Purification protocol for the strains under the same growth conditions was defined. Clinical isolates were obtained by microbiological samples of patients with teeth with pulp necrosis and apical periodontitis visible on radiographs. The species isolation and identification were performed using commercial biochemical tests (Sistema Api, Bio-Meriéux, France) and conventional PCR, obtaining four clinical isolates. The protocol for RNA purification was done with zirconia beads, bead beater device and commercial kit RNeasy (Qiagen) and transcribed into complementary DNA (cDNA). The quality of purification was tested for its ability of amplification by real time polymerase chain reaction (qPCR) using primer for the gene 16s RNA specific for F. nucleatum. All tested trains were 100% susceptible to amoxicillin + clavulanic acid, ampicillin, azithromycin, clindamycin and metronidazole. Both types of bacterial growth showed resistance to Erythromycin. Bacteria in biofilm showed a decrease in susceptibility to all antibiotics, but without statistical difference. The protocol proposed for the purification of RNA of F. nucleatum was effective, in the planktonic and the biofilm growth. The average yield of RNA samples for bacteria in planktonic growth was 514.2 ng /μL (SD ± 397.7) and the samples in biofilm was 377.1 ng / μL (SD ± 144.1). These found values suggest a good quality of RNA, free of protein contamination. The established protocol for the purification of the RNA of the Fusobacterium nucleatum strains, grown in biofilm and planktonic phase, had successfully amplified by qPCR.

As tonsilas palatinas e adenoides são órgãos linfoides epiteliais do trato respiratório superior, onde ocorre o primeiro contato entre antígenos inalados e células de defesa do hospedeiro. O tecido adenoamigdaliano está em contato constante com uma grande diversidade de bactérias e vírus, que se reflete na elevada taxa de detecção de patógenos bacterianos e virais nesses tecidos, mesmo que saudáveis. Infecções crônicas ou repetidas nas mucosas dos tecidos linfoides podem desencadear o desenvolvimento de um estado inflamatório crônico e a presença de hiperplasia tecidual. Esse estado está associado com inúmeras complicações como rinussinusites de repetição, ronco, obstrução nasal, disfunção da tuba auditiva, apnéia obstrutiva do sono, otite média, alterações do desenvolvimento facial, desenvolvimento comportamental. Por isso, este trabalho tem como objetivo principal analisar co-detecções das principais bactérias da microbiota respiratória humana (Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophylus influenzae, Moraxella catahrralis e Pseudomonas aeruginosa) de pacientes com e sem adenoamigdalite crônica através da técnica de PCR em tempo real. Tivemos como principal bactéria detectada em nosso estudo H. influenzae, que foi encontrada em altos níveis na amígdala e adenoide. Já nas secreções, a bactéria de maior frequência encontrada foi S. pneumoniae. Os resultados de comparação entre os 2 grupos (pacientes com a doença e sem a mesma) não foram estatisticamente significantes, porém não menos importante, mostrando que os principais agentes comensais que colonizam o trato aéreo superior (Streptococcus pneumoniae, Haemophylus influenzae e Moraxella catahrralis) sao elevados em ambos os grupos, e que provavelmente não são fundamentais na fisiopatogenia da hipertrofia adenoamigdaliana/tonsilites de repetição. Como conclusão podemos observar que as bactérias H. influenzae, M. catarrhalis e S. pneumoniae tiveram altas frequências de detecção em amígadalas, adenoides e lavados nasofaríngeo de crianças sem hipertrofia tonsilar e sintomatologia de infecção respiratória. Além disso, não houve maiores frequências de detecção de bactérias presentes na microbiota em pacientes com hipertrofia tonsilar do que em controles e diferentemente das demais bactérias, houve concordância moderada ou boa nas detecções de M. catarrhalis e H. influenzae entre adenoide e amígdada de indivíduos sem sintomas respiratórios. / The tonsils and adenoids are lymphoid epithelial organs of the upper respiratory tract, where the first contact between inhaled antigens and host defense cells occurs. In fact, the adenoid and tonsillar tissue is in constant contact with a wide variety of bacteria and viruses, which is reflected in the high rate of detection of bacterial and viral pathogens in these tissues, even if healthy. Chronic or recurrent infections of mucosal lymphoid tissues may trigger the development of a chronic inflammatory condition and the presence of tissue hyperplasia. This condition is associated with numerous complications such as rinussinusites repeat, snoring, nasal congestion, Eustachian tube dysfunction, obstructive sleep apnea, otitis media, abnormal facial development, behavioral development. Therefore, this study aims to analyze co-detections of the major human respiratory microbiota bacteria (Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Moraxella catahrralis and Pseudomonas aeruginosa) in patients with and without chronic adenoamigdalite using the technique of real time PCR. We had the main bacteria detected in our study H. influenzae, which was found in high levels in the amygdala and adenoids. Already in the secretions, the bacterium most frequently found was S. pneumoniae. In conclusion we can see that the bacteria H. influenzae, M. catarrhalis, and S. pneumoniae had high frequency of detection in amígadalas, adenoids and nasopharyngeal washed children without tonsillar hypertrophy and symptoms of respiratory infection. In addition, there were no major frequency detection of bacteria present in the microbiota in patients with tonsillar hypertrophy than in controls, and unlike the other bacteria, there was moderate to good agreement in the detection of M. catarrhalis and H. influenzae between adenoid and amígdada of individuals without respiratory symptoms.

A Qualidade de Serviço oferece aos Sistemas de Tempo Real garantias das restrições temporais de aplicações tais como comércio eletrônico, vídeo conferência, telemedicina, entre outras que necessitam de confiabilidade e desempenho para efetivação dos seus serviços. Contribuições nessas áreas têm focado a provisão de qualidade de serviço em termos absolutos, descritos num limite máximo de média de tempo de atendimento, destinado às aplicações Web. Todavia, o controle de qualidade baseado em tempo médio de resposta durante todo o período de serviço prestado, não restringe os tempos de resposta quanto a sua dispersão. Um valor médio razoável pode ser resultado da combinação de tempos de resposta elevados e pequenos. O objetivo deste trabalho é reduzir a dispersão dos atrasos em sistemas escalonados com a política EBS (Exigency Based Scheduling ), definidos pela diferença positiva entre o tempo de resposta da requisição do usuário e o valor médio contratado, em um modelo de contrato determinado por janelas deslizantes de operações. A EBS é uma política de escalonamento que define um modelo de contratos de tempo médio de resposta avaliados durante todo o tempo de serviço. Avalia-se a dispersão dos atrasos, pois, é preferível que haja a possibilidade dos tempos de resposta ficarem substancialmente abaixo da média contratada. Os resultados são obtidos utilizando métodos de simulação dos algoritmos desenvolvidos durante o projeto / Quality of Service offers Real Time Systems guarantees the time constraints of applications such as electronic commerce, video conferencing, telemedicine, among others that need reliable and effective performance for their services. Contributions in these areas have made the provision of service quality in absolute terms, out of a maximum average time of service for Web applications. However, quality control based on average response time for the entire period of service, does not restrict the response time to their dispersion. A reasonable average value may be the result of the combination of response times of high and low. Objective of this research is reduce the delays dispersion in systems scheduled with policy EBS (Exigency Based Scheduling), defined by the positive difference between the response time of user request and the average contract value, in a model contract by a sliding operation windows. The EBS is a scheduling policy that defines a contracts model for an average response time evaluated throughout the time of service. We analyze the delays dispersion because it is preferable that there is the possibility of response time becomes substantially below the average contracted. Results are obtained using simulation methods of the algorithms developed during the project

Um dos fatores mais limitantes da produtividade das culturas não somente no Brasil, mas em várias partes do mundo é a acidez do solo. Buscando-se a detecção automática da variação de elementos químicos do solo, além de velocidade e economia nas amostragens e análises, diversas técnicas de sensoriamento de solo têm sido estudadas. O presente trabalho estudou o desempenho de um conjunto sensor de íon seletivo de antimônio, para seus dois modos de funcionamento disponíveis, denominados de automático e manual, na determinação do potencial hidrogeniônico (pH) em tempo real em três áreas com solos de diferentes características físicas e químicas, as quais passaram por amostragem de solo em grade, com densidade de 4 amostras ha-1, tendo sido encaminhados a laboratório para a determinação do pH em água e cloreto de cálcio, os quais foram utilizados como referência. Sem intervenção do operador, seguindo-se configurações do fabricante, amostras foram coletadas em campo automaticamente. As amostras determinadas sob acionamento manual foram utilizadas para avaliações dos parâmetros de desempenho do conjunto, definidos como tempo, precisão e acurácia, por meio do cálculo da raiz quadrada do erro médio (RMSE). Um conjunto de amostras de solo foi utilizado na avaliação do grau de influência da umidade na determinação do pH. Diferentes retas de calibração utilizando os dados mensurados via sensoriamento e os valores obtidos em laboratório foram construídas, sendo uma delas elaborada especificamente por área e a outra abrangendo a totalidade de pontos numa reta universal. Por meio de análises geoestatísticas buscou-se definir e comparar a estrutura de dependência espacial dos dados com a construção de semivariogramas e ajuste do modelo para a variável em estudo. Os dados brutos coletados pelo sensor e os calibrados, juntamente àqueles com origem em laboratório foram utilizados na construção de mapas de superfície. Pontos de validação foram tomados para avaliar a qualidade das retas de calibração. As análises estatísticas apresentaram melhor resultado para o modo manual, porém, para ambos os modos de funcionamento foram verificados erros superiores aos determinados como limite, uma vez que as curvas de calibração não foram eficientes. O conjunto apresentou sensibilidade ao íon H+ para ambos os modos de acionamento, porém, verificou-se que a umidade do solo interferiu no resultado das leituras. Os parâmetros geoestatísticos mostraram que as amostragens atuais não exploram integralmente a variabilidade do pH das áreas, confirmando o potencial do sensoriamento em tempo real e a necessidade de aprimoramento dessas técnicas. Como primeiro passo sugere-se o acréscimo de um sensor de umidade ao conjunto e a utilização de ferramentas para padronização e homogeneização das amostras em campo. / One of the most limiting factors in crop not only in Brazil but in many parts of the world is soil acidity. Aiming to automatic detection of changes in soil chemical elements, as well as speed and economy in the sampling and analysis, various sensing techniques of soil have been studied. The present work studied the performance of a set of sensor selective ion antimony to its two available operating modes, automatic and manual called, in determining the hydrogen potential (pH) in real time on three areas with different soil physical characteristics and chemical, which passed soil sampling grid at a density of 4 samples ha-1 and was sent to the laboratory for the determination of the pH and calcium chloride, which were used as reference. Without operator intervention, following the manufacturer settings, samples were collected in the field automatically. The samples under certain manual actuation were used for evaluation of the performance parameters of the set, defined as time precision and accuracy by calculating the root mean square error (RMSE). A set of soil samples was used to assess the degree of influence of moisture in the pH determining. Different straight calibration using the measured data via sensing and the values obtained in the laboratory were built, one being designed specifically for the area and the other covering the whole of points on a straight universal. Through geostatistical analyzes sought to define and compare the spatial dependence structure of the data with the construction of semi-variograms and model fit for the variable under study. The raw data collected by the sensor and the calibrated along with those originated in the laboratory were used to make surface maps. Validation points were taken to assess the quality of the calibration straight. Statistical analysis showed better results for the manual mode, however, for both operation modes were checked for errors upper limit as determined, since calibration curves are not effective. The set had a sensitivity to the H+ ion for both activation modes, however, it was found that soil moisture affected the outcome of the readings. The geostatistical parameters showed that the samples do not exploit fully the current pH variability areas, confirming the potential of real-time sensing and the need for improvement of these techniques. Initially we suggest the addition of a humidity sensor and use of tools for standardization and homogenization of samples in the field.

A floresta plantada de eucalipto representa a maior porcentagem entre as florestas plantadas no Brasil, principalmente para a producao de papel e celulose. Porem, durante todo o seu desenvolvimento, o eucalipto sofre o ataque de diferentes patogenos, e entre eles esta o fungo Puccinia psidii causador da ferrugem, principal doenca do eucalipto em regioes tropicais. Assim, com o intuito de estudar alguns mecanismos de defesa da planta contra a infeccao do fungo, este trabalho visou analisar a expressao genica de enzimas relacionadas ao estresse oxidativo e a atividade das mesmas; e o proteoma de clones de eucalipto resistentes e suscetiveis, ao longo do processo de infeccao, colonizacao e multiplicacao do fungo nas plantas. Foi possivel observar diferencas na expressao dos genes em todos os horarios estudados, principalmente as 24 horas apos inoculacao com o fungo. Alem disso, com a analise do proteoma pode-se observar algumas proteinas de grande relevancia para este trabalho, como algumas relacionadas a estresse oxidativo e a resposta de defesa da planta. / The eucalyptus planted forest represents the major percentage among all planted forests in Brazil, mainly for the production of paper and cellulose. However, during its development, the eucalyptus can be attacked by a large number of different pathogens, like the fungus Puccinia psidii, the causer of the eucalyptus rust, main disease that affects the eucalyptus in tropical regions. Thus, in order to study some plant defense mechanisms against the infection of the fungus, this study aimed to analyse the gene expression of some enzymes related to oxidative stress and their activities, and the proteome of resistant and susceptible eucalyptus clones, during the process of infection, colonization and multiplication of the fungus in the plant. We could observe differences in the gene expression at all times studied, mostly at 24 hours after inoculation with the fungus. Besides, with the proteome analysis we could find the very relevant proteins for this study, for instance some proteins related to the oxidative stress and to the plant defense response.

O propósito desta Tese é desenvolver controladores preditivos (MPC) com garantia de estabilidade e que são parte de uma estrutura onde a otimização em tempo real (RTO) produz targets otimizantes para o controlador preditivo. As aproximações de duas e três camadas foram consideradas. Três diferentes estratégias são apresentadas: A primeira estratégia é desenvolvida para sistemas com pólos integradores; esta consiste em um algoritmo MPC de horizonte infinito em duas versões estendidas. Este controlador é formulado para implementação em uma estrutura de duas camadas. Os resultados de simulação em um sistema linear com modos estáveis e integradores mostram a capacidade do controlador MPC para seguir targets nas entradas vindos da camada RTO mesmo quando há targets para sistemas integradores. Como segunda estratégia, foi desenvolvido um algoritmo que garante estabilidade nominal do controlador MPC quando este interage com a camada intermediária da estrutura em três camadas. Além da versão nominal, é desenvolvida uma extensão deste controlador para sistemas com incerteza, o controlador resultante tem estabilidade robusta. Esta aproximação é testada com um sistema linear e um sistema não linear. Para o sistema não-linear, que é um processo industrial, é simulada a estrutura completa incluindo a RTO com o algoritmo robusto. Os resultados mostram que a estrutura é capaz de seguir mudanças nos targets quando os distúrbios afetam o processo. Finalmente, a última estratégia proposta nesta Tese consiste na inclusão de uma função convexa no controlador MPC para seguir os targets. O gradiente desta função convexa é considerada num termo quadrático na função objetivo do controlador MPC. Este controlador é simulado com um sistema linear e um sistema não linear. Com o objetivo de desenvolver uma versão robusta, o MPC com gradiente foi estendido ao caso de sistemas com incertezas. Para todas as estratégias apresentadas em esta Tese, foram formulados teoremas que garantem a viabilidade recursiva e a convergência do sistema em malha fechada. / The aim of this Thesis is the development of predictive controllers (MPC) with guarantee of stability and that are part of a control structure where Real Time Optimization (RTO) is present and produces optimizing targets for the predictive controller. The approaches of two and three-layer are considered. Three different strategies are presented: the first strategy is developed for integrating systems; it consists on an infinite horizon MPC algorithm in two extended versions. This controller is designed to be implemented in the two-layer structure. Simulation results in a linear system with integrating and stable modes show the ability of the MPC controller to follow input targets from the RTO layer even when there are targets for integrating systems. As a second strategy, it is developed an algorithm that guarantees nominal stability of the MPC controller when it interacts with the intermediary layer of the three-layer structure. In order to produce a robust structure, an extension to uncertain systems is also developed. This approach is tested with both a linear and a nonlinear system. For the nonlinear system, which is an industrial process, the full structure that includes the RTO with the robust algorithm is simulated. Results show that the structure is capable to follow target changes when disturbances affect the process. Finally, the last strategy proposed in this Thesis consists on the inclusion of a convex function in the MPC controller to follow the RTO targets. The gradient of this convex function is considered in a quadratic term in the objective function of the MPC controller. This controller is also simulated with both a linear system and a nonlinear system. For the MPC with gradient, an extension to the case of uncertain systems is developed in order to provide a more robust controller. For the strategies developed in this Thesis, theorems that guarantee the recursive feasibility and the convergence of the closed-loop system are provided.