Os sistemas computacionais embarcados em satélites ou naves espaciais devem satisfazer os requisitos funcionais para os quais foram projetados durante toda missão sem receber qualquer manutenção. Em geral, estes sistemas são fortemente redundantes, possuindo um número de unidades reservas suficiente para sobreviver durante missão sem que sua capacidade computacional seja comprometida. Este trabalho descreve um estudo realizado com o objetivo de selecionar a arquitetura de um Computador de Supervisão de Bordo para um satélite projetado para uma missão de 10 anos de duração em órbita terrestre. As arquiteturas candidatas são baseadas nas utilizadas nos computadores tolerantes a falhas desenvolvidos no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) para satélites de curta duração. Cada arquitetura selecionada foi analisada considerando a confiabilidade do sistema em função do número de unidades reservas e da taxa de falhas do módulo de reconfiguração, os pontos de falhas simples que podem levar o sistema para um estado inoperante e a complexidade do módulo de reconfiguração.

Os últimos anos têm presenciado um significativo aumento no número e solidificação dos computados e assim como da evolução dos meios de comunicação. Da mesma forma que a telefonia móvel ou via satélite tem permitido que as pessoas se falem a qualquer momento, qualquer que seja sua localização a computação móvel nos próximos anos deve permitir que os inúmeros computadores móveis acessem cada vez mais a internet, bancos de dados, outros computadores específicos, enfim que os mesmos se comuniquem. A solução IP móvel para a mobilidade de nós que transferem e recebem pacotes de dados enquanto se movem introduz o uso de agentes de mobilidade. Do lado da sub-rede de onde o móvel é originário é empregado um Agente Domiciliar e na rede visitada pelo nó móvel encontra-se possivelmente o Agente Estrangeiro. Esses agentes fornecem serviços de mobilidade a diversos nós que estão sob sua região de atuação, servindo como roteadores default para envio de pacotes por parte dos nós móveis e interceptando pacotes destinados aos mesmos. Desta forma, os agentes de mobilidade podem tornar-se pontos únicos de falha e gargalos de desempenho para os nós por eles servidos. Este problema torna-se ainda mais óbvio no caso de aplicações militares. Em um cenário de batalha, os agentes que suportam a mobilidade encontram-se ainda mais expostos e sujeitos a ataques inimigos. A falha dos agentes e a conseqüente interrupção das comunicações pode prejudicar operações táticas, coordenação das forças amigas, localização de alvos etc. O presente trabalho faz primeiramente o estudo das soluções de mobilidade de um nó analisando inicialmente sem modificações ao protocolo IP mostrando os problemas advindos dessa tentativa. O Protocolo IP Móvel, especificado pela RFC 3344, é descrito em seus principais mecanismos e objetivos. O presente trabalho estuda alguns protocolos concebidos para tolerância do sistema a falha dos agentes de mobilidade no contexto do protocolo IP Móvel para versão IPV4. São considerados os seguintes protocolos: Fault Tolerant Móbile IP (FTMIP), Eficient Fault Tolerant Protocol (EFTP) e o Dynamical Redirection Approach for Móbile IP (DRA-MIP). Após a etapa, um dos protocolos será escolhido, o que apresenta melhores relações de custo benefício e o tráfego chegando neste conjunto modelado como uma fila M/M/m/ para estudar a sua reação à falha e comprovar sua eficiência e correção.

As the field of autonomous robotics grows and its applications broaden up, an enormous amount of sensors and actuators, sometimes redundant, have been added to mobile robots. These now fully equipped entities are expected to perceive and act in their surrounding world in a human-like fashion, through perception, reasoning, planning and decision making processes. The higher complexity level of the resulting system and the nature of the environments where autonomous robots are usually expected to operate - continuous, partially unknown and usually unpredictable - demand the application of techniques to deal with this overload of data. In humans, that face the same problem when sounds, images and smells are presented to their sensors in a daily scene, a natural filter is applied: Attention. Although there are many computational models that apply attentive systems to Robotics, they usually are restricted to two classes of systems: a) those that have complex biologically-based attentional visual systems and b) those that have simpler attentional mechanisms with a larger variety of sensors. In order to evaluate an attentional system that operates with other robotics sensors than visual ones, this work presents a biologically inspired computational attentional model that can handle both top-down and bottom-up attention and that is able to learn how to re-distribute its limited resources over time and space. Experiments performed on a high fidelity simulator demonstrates the feasibility of the proposed attentional model and its capability on performing decision making and learning processes over attentional modulated data. The proposed system promotes a significant reduction on the original state space (96%) that was created over multiple sensory systems.

O presente trabalho propõe uma arquitetura para um sistema de fusão de dados de alto nível, aplicado em atividades de monitoração e defesa do espaço aéreo. Com base nesta arquitetura são integradas ferramentas computacionais que processam a informação disponibilizada por diversas fontes de informação, fornecendo a consciência situacional do cenário para os operadores do sistema de monitoração e vigilância. Os agentes presentes no cenário são identificados e classificados de acordo com o seu grau de ameaça a um determinado recurso que se deseja proteger. Em ambientes onde há a presença de muitos agentes, carregados de informação afetada por incertezas, o ser humano pode não ser capaz de agir no tempo adequado e com a melhor consciência situacional, sendo induzido a tomar decisões equivocadas. A presença de um sistema que auxilie o decisor pode aumentar a sua capacidade de cognição e ajudá-lo no processo decisório. O processo de análise de ameaças e intenções dos agentes presentes no cenário é indispensável para a construção de tais sistemas. O modelo proposto neste trabalho possui um mecanismo de análise de ameaças, que realiza dinamicamente e em tempo real, a classificação dos agentes, determina o grau de ameaça representado por cada um e infere o tipo de missão desempenhada por eles, através da utilização de Redes Bayesianas. O modelo também incorpora uma ferramenta de planejamento, que auxilia o operador do sistema de monitoração no processo de tomada de decisão, através da proposição de ações que devem ser seguidas para combater os agentes classificados como ameaças pelo mecanismo de análise descrito anteriormente. Esta pesquisa explora os níveis 1, 2 e 3 do modelo de Fusão de Dados proposto pelo Joint Directors of Laboratories (JDL) Working Group e fornece ferramentas para a execução do ciclo Observar, Orientar, Decidir, Agir (OODA). A validação da arquitetura proposta e das técnicas desenvolvidas foi realizada com dados simulados fornecidos por uma ferramenta de geração de cenários, desenvolvida neste trabalho.

Empresas vêm realizando reavaliações de seus negócios para se tornarem mais produtivas e efetivas perante seus concorrentes. Assim, a automação de processo de negócios vem ganhando importância dentro de organizações, pois pode ser vista como uma tecnologia de componentes que substitui ou suplementa processos manuais, buscando eliminar intervenções humanas que não adicionem valor ao processo. Por isso, o gerenciamento Worklflow vem sendo cada vez mais explorado nos negócios numa grande variedade de empresas. A Internet tornou-se uma plataforma comum global na qual organizações disponibilizam seus recursos de negócio como serviços, o que faz da tecnologia Web Services um componente-chave para tais organizações. A composição de Web Services através de linguagens para modelagem Workflow é considerada um paradigma emergente que possibilita a integração tanto de aplicações internas, como de aplicações que transpõem as fronteiras organizacionais. Grande parte das linguagens para esse tipo de composição, apesar de possuírem uma boa documentação, mostrando como representar suas estruturas, não tratam de como interpretar tal representação e invocar os Web Services necessários na ordem definida no Workflow. Esta pesquisa apresenta um estudo sobre Workflow e Web Services com o intuito de definir uma linguagem de Workflow que utilize Web Services como componentes. Foi desenvolvida uma arquitetura para um ambiente de execução para tal linguagem, de maneira a avaliar o estudo realizado, mostrando as vantagens da utililização desse tipo de tecnologia, como por exemplo, flexibilidade e reutilização.

Ambientes Virtuais Distribuídos permitem que múltiplos usuários co-existam em mundos virtuais simulados em diferentes estações, compartilhando informações e manipulando objetos em tempo real. O ambiente dinâmico e as mudanças no estado dos objetos compartilhados devem ser gerenciados para que as diversas representações do ambiente se mantenham em estado consistente. Dependendo do grau de consistência desejado, existem diferentes técnicas para levar a efeito as mudanças de estado do ambiente nas diversas estações. A maioria das soluções apresentadas pelas arquiteturas existentes para aplicações de Realidade Virtual Distribuída ou foi projetada levando-se em consideração determinadas condições de infra-estrutura ou foi definida para dar suporte a aplicações específicas. Este trabalho apresenta a especificação e implementação da AVDNet, uma arquitetura de software consistente e flexível para criação e gerenciamento de AVDs, capaz de suportar centenas, ou até mesmo milhares, de usuários simultaneamente sob a infra-estrutura atual da Internet. Permite também a interação e a detecção de colisão de objetos em tempo real, mantendo a sincronia e consistência do estado dos objetos, tratando os aspectos envolvidos na colaboração entre os participantes. A arquitetura proposta baseia-se em uma abordagem que combina novos métodos para gerenciar os recursos como largura da banda de rede e capacidade de processamento, a fim de obter escalabilidade e desempenho, em especial o protocolo multicast em nível de aplicação.

Atualmente, devido aos altos custos necessários para estabelecer reuniões presenciais e às novas formas de comunicação como correio eletrônico, conferência por telefone, vídeo conferências e listas de discussão, as empresas têm procurado reduzir a quantidade de reuniões presenciais. Para este objetivo, a colaboração remota auxiliada por aplicações de groupware apresenta-se como uma alternativa à realização de tarefas compartilhadas. Contudo, a disponibilidade atual de aplicações groupware é limitada a poucos domínios de problema, o que dificulta o trabalho colaborativo. Adicionalmente, existe um grande número de aplicações não colaborativas que poderiam ser transformadas em aplicações groupware, beneficiando-se das vantagens deste tipo de aplicação. Neste trabalho, apresenta-se um mapeamento dos principais componentes de aplicações não colaborativas baseadas no estilo arquitetural MVC (Model-View-Controller) para componentes de uma aplicação colaborativa com o objetivo de permitir a colaboração remota entre participantes. Usando o mapeamento, aplicações existentes podem ser estendidas para apoiar a colaboração síncrona durante a elaboração de tarefas compartilhadas. Para exemplificar a aplicação do mapeamento, a ferramenta CASE (Computer Aided Software Engineering) ArgoUML foi estendida de acordo com o mapeamento para apoiar a elaboração colaborativa de diagramas da UML (Unified Modeling Language) através da Internet. O protótipo construído, denominado CoArgoUML, não fornece apenas o compartilhamento do diagrama entre os usuários, mas também um meio de comunicação, dispositivos de percepção e um mecanismo para controlar o acesso concorrente aos elementos do diagrama. Uma experiência foi realizada em um ambiente controlado para avaliar a satisfação dos usuários com o protótipo construído. Os resultados desta experiência indicam que o protótipo atendeu aos requisitos especificados.

O desenvolvimento de doutrinas de combate em uma Força Aérea é custoso e, muitas vezes, inviável em relação ao orçamento disponível. A quantidade de horas de vôo, necessárias para a análise e avaliação das possibilidades de um novo equipamento, é significantemente aumentada quando a novidade tecnológica é o principal fator a ser considerado. O presente trabalho pretende expor o potencial da utilização de ambientes virtuais distribuídos, para auxiliar o desenvolvimento das táticas e técnicas a serem empregadas nas aeronaves recém adquiridas e em fase de aquisição pela Força Aérea Brasileira.Através de sua utilização, poder-se-á obter diferentes visões do contexto, permitindo a compreensão e consideração de novos métodos de emprego a serem utilizados em missões reais, sem os custos inerentes às horas de vôo, aumentando-se a eficiência da arma aérea.

Neste trabalho é feito um estudo comparativo entre dois algoritmos de identificação de estrelas desenvolvidos para um sensor de estrelas autônomo de campo largo em projeto no INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. A comparação é realizada com base nas especificações técnicas deste sensor de estrelas, cujas principais características são: campo de visada quadrado de 25,5 x 25,5 , matriz fotodetectora de 1024 1024 pixels de tecnologia CMOS-APS e precisão na determinação de atitude de segundos de arco. Esta comparação teve como objetivo validar, em parte, a arquitetura de hardware escolhida para o sensor de estrelas, assim como verificar os pontos fortes e fraquezas de cada um dos algoritmos de identificação de estrelas testados, possibilitando melhorias futuras. Foram realizadas várias simulações por computador com os algoritmos sob teste, tanto através de um computador pessoal compatível com IBM-PC, como através de um simulador capaz de executar código compilado para o processador escolhido para o sensor estelar. Foram avaliados itens como taxa de sucesso, taxa de identificações errôneas, tempo de execução e quantidade de memória utilizada. Foi também realizado um estudo preliminar sobre a influência da área do campo de visada no desempenho dos algoritmos testados, através do uso de um campo de visada reduzido de 20 x 20 .

Esta dissertação aborda a aplicação e avaliação de uma metodologia de modelagem orientada a serviços, no desenvolvimento de sistemas militares de comando e controle. O problema consiste em dotar a área de desenvolvimento de software militar de uma metodologia para a construção de sistemas militares de comando e controle para utilização no âmbito do Ministério da Defesa, a fim de reduzir os problemas de interoperabilidade entre sistemas, os custos e tempo de desenvolvimento, bem como aumentar o reuso e a flexibilidade desses sistemas. O estudo abrange aspectos de modelos de negócios, através da análise de um conjunto de regras já em uso em sistemas militares; do modelo de serviços, que tratará da modelagem orientada a serviços das regras supracitadas, e do modelo de tecnologia, que trata da implementação propriamente dita utilizando uma arquitetura orientada a serviços. Ao final é apresentado um modelo de capacidades para uma arquitetura orientada a serviços de um Sistema de Comando e Controle. Esse modelo forneceu requisitos utilizados para o desenvolvimento de um protótipo de WMS (Web Map Server), desenvolvido com base na biblioteca Terralib, com o propósito de validar a metodologia proposta.