Submitted by PPG Ci?ncia da Computa??o (ppgcc@pucrs.br) on 2018-08-22T17:30:17Z No. of bitstreams: 1 GUILHERME HECK_TES.pdf: 7520580 bytes, checksum: 0abf48b5a455b7c50fa0b30109a1ee57 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-08-23T12:09:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GUILHERME HECK_TES.pdf: 7520580 bytes, checksum: 0abf48b5a455b7c50fa0b30109a1ee57 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUILHERME HECK_TES.pdf: 7520580 bytes, checksum: 0abf48b5a455b7c50fa0b30109a1ee57 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / A demanda sem precedentes por poderosos dispositivos de processamento gerou quebras consecutivas de paradigma de projeto de circuito na ?rea de Circuitos Integrados (CIs). O uso de tecnologia submicrom?trica profunda aumenta a densidade de integra??o a n?veis nunca vistos antes. No entanto, com CIs mais densos, a inclina??o do rel?gio e outros efeitos requerem compensa??es em design s?ncrono, o que pode aumentar a ?rea e o consumo de energia a valores inaceit?veis. Como alternativa, o paradigma ass?ncrono est? re-emergindo, focado na efici?ncia de energia. Entre os modelos cl?ssicos de projeto ass?ncrono, o Empacotamento-de-Dados (ED) se destaca pela sua capacidade de fornecer alto desempenho, reduzir a pot?ncia e obter resultados de ?rea semelhante ? dos modelos s?ncronos. Diferentemente dos modelos mais robustos de quase-atraso insens?vel, uma outra classe comum de modelos para implementar circuitos ass?ncronos, circuitos ED requerem o uso extensivo de Elementos de Atraso (EAs) para garantir a correta funcionalidade. No entanto, todos os circuitos s?o afetados por varia??es de Processo, Tens?o e Temperatura (PTT), incluindo a L?gica Combinacional (LC) em ED impondo margem em elementos de atraso. Al?m disso, projetos atuais usam escalonamento de tens?o para melhorar a efici?ncia de energia, o que afeta o atraso diferentemente em LCs e EAs adicionando mais margem em EAs. Um novo modelo baseado em ED chamado Blade usa o conceito de resili?ncia como uma esperan?a para evitar a margem de atraso causada por PTT e escalonamento de tens?o. Contudo, o uso de dois elementos de atraso ir? representar mais margens e mais tempo de teste no circuito final. Assim, este trabalho mostra uma an?lise do comportamento de elementos de atraso sob escalonamento de tens?o e o impacto em testes p?s-sil?cio. Ele introduz um novo termo para determinar o impacto da escala de tens?o sobre os elementos de atraso e tamb?m a compara??o entre os EAs mais utilizados em projetos ED usando esta nova m?trica. Uma an?lise de testes em modelos ED e Blade ? apresentada e o impacto da escala de tens?o nestes projetos ? analisado. Finalmente, um novo elemento de atraso ? proposto focando na redu??o de margem e redu??o no tempo de teste para o modelo Blade. / The unprecedented demand for powerful processing devices has generated consecutive circuit design paradigm breaks in the Integrated Circuits (ICs) arena. The use of deep submicron technology increases the integration density to levels never seen before. However, with denser ICs, clock skew and other effects require compensations in synchronous design, which can increase area overhead and power consumption to unacceptable values. As an alternative, the asynchronous paradigm is re-emerging, focused on power efficiency. Among classical asynchronous design templates, the Bundled-Data (BD) one stands off for its capability to provide high performance, reduce power and achieve area results similar to that of synchronous designs. Unlike the more robust Quasi-Delay Insensitive (QDI) templates, another common class of templates to implement asynchronous circuits, BD circuits require the extensive use of Delay Elements (DEs) to guarantee correct functionality. However, all circuits are affected by Process, Voltage and Temperature (PVT) variations, including the Combinational Logic (CL) on BD imposing margin on delay elements. In addition, current designs use voltage scaling to improve power efficiency, which impacts the delay differently in CLs and DEs adding more margin in DEs. A new template based on BD called Blade uses resiliency concept as a hope to avoid the delay margin caused by PVT and voltage scaling. Although, the use of two delay elements will represents more margins and extra test time on final circuit. So, this work shows an analysis of delay elements behavior under voltage scaling and the impact on post-silicon tests. It introduces a new term to determine the voltage scaling impact on delay elements and also the comparison between the most used DEs on BD designs using this novel metric. An analysis of tests in BD and Blade templates are presented and the impact of voltage scaling in these designs is analyzed. Finally, a novel delay element is proposed focusing in margin reduction and reduction in test time for Blade template.

Esta Dissertação irá apresentar a utilização de técnicas de controle nãolinear, tais como o controle adaptativo e robusto, de modo a controlar um sistema de Eletroestimulação Funcional desenvolvido pelo laboratório de Engenharia Biomédica da COPPE/UFRJ. Basicamente um Eletroestimulador Funcional (Functional Electrical Stimulation FES) se baseia na estimulação dos nervos motores via eletrodos cutâneos de modo a movimentar (contrair ou distender) os músculos, visando o fortalecimento muscular, a ativação de vias nervosas (reinervação), manutenção da amplitude de movimento, controle de espasticidade muscular, retardo de atrofias e manutenção de tonicidade muscular. O sistema utilizado tem por objetivo movimentar os membros superiores através do estímulo elétrico de modo a atingir ângulos-alvo pré-determinados para a articulação do cotovelo. Devido ao fato de não termos conhecimento pleno do funcionamento neuro-motor humano e do mesmo ser variante no tempo, não-linear, com parâmetros incertos, sujeito a perturbações e completamente diferente para cada indivíduo, se faz necessário o uso de técnicas de controle avançadas na tentativa de se estabilizar e controlar esse tipo de sistema. O objetivo principal é verificar experimentalmente a eficácia dessas técnicas de controle não-linear e adaptativo em comparação às técnicas clássicas, de modo a alcançar um controle mais rápido, robusto e que tenha um desempenho satisfatório. Em face disso, espera-se ampliar o campo de utilização de técnicas de controle adaptativo e robusto, além de outras técnicas de sistemas inteligentes, tais como os algoritmos genéticos, provando que sua aplicação pode ser efetiva no campo de sistemas biológicos e biomédicos, auxiliando assim na melhoria do tratamento de pacientes envolvidos nas pesquisas desenvolvidas no Laboratório de Engenharia Biomédica da COPPE/UFRJ. / This dissertation will present the use of nonlinear control techniques, such as adaptive and robust control in order to design a Functional Electrical Stimulation (FES) system developed by Biomedical Engineering Laboratory at COPPE/UFRJ. Basically, a FES on the stimulation of motor nerves via skin electrodes in order to contract or stretch the muscles such that the amplitude and quality of the limbs movement can be maintained, reducing muscular atrophy as well. Consequently, the muscle strength can be improved and new neural pathways may be activated. Here, the goals of the proposed control system is to move the arm of the patient via electrical stimulation to achieve some desired trajectory related to the elbow angles of reference. Since we have a priori no deep knowledge of human neuro-motor model, the use of advanced and robust control schemes seems to be useful to stabilize this kind of systems which may be completely different for each individual, being time-varying, nonlinear, uncertain and subject to disturbances. The main objective is to experimentally verify the effectiveness of the proposed nonlinear and adaptive controllers when compared to classical ones in order to achieve faster, robust and better control performance. It is expected to spread the application of adaptive and robust controllers and other intelligent system tools, such as genetic algorithms, to the field of biological and biomedical engineering. Thus, we believe that the developed control system may help the improvement of the patients treatment involved in the research carried out by Biomedical Engineering Laboratory at COPPE/UFRJ.

Orientador: Nelson Sabino Bittencourt Júnior / Resumo: Compreender a diversidade das Nymphaeales, considerado como o segundo ramo da filogenia das angiospermas, é de considerável interesse como modelo da evolução inicial das angiospermas. Este trabalho objetivou investigar a ontogenia da antera, dos óvulos e sementes em espécies de Nymphaea. Ovários e sementes de N. amazonum Mart. & Zucc. subsp. amazonum, N. caerulea Savigny e N. lotus L. e, anteras de N. amazonum Mart. & Zucc. subsp. amazonum e N. caerulea Savigny, em diversos estádios de desenvolvimento, foram fixados, infiltrados em historesina e as secções obtidas com 1-4 µm foram coradas com azul-de-toluidina O ou submetidas a testes histoquímicos. O desenvolvimento da parede do androsporângio é do tipo básico. Após a meiose, a citocinese simultânea dá origem a tétrades tetraédricas de andrósporos nas quais já são detectáveis a intina e a primexina, há um atraso na liberação dos andrósporos das tétrades em N. caerulea. A partir do estádio de andrósporos livres observa-se uma abertura anelar equatorial e, no estádio de andrósporos vacuolados observa-se o ‘pollenkitt’ na superfície da esporoderme. A mitose do andrósporo ocorre perpendicularmente à esporoderme e, a intina se espessa, principalmente abaixo da abertura, onde há a contribuição da endexina para a formação do oncus. O tapete de N. amazonum e N. caerulea é secretor e não apresenta ciclos invasivo como relatado para N. colorata. O tipo básico de desenvolvimento do androsporângio também foi relatado para Amborella tric... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Understanding the diversification of Nymphaeales, the second branch in the angiosperm phylogenetic tree, has a considerable interest to propose models of early evolution of the angiosperms. This work aims to analyze the anther and ovule ontogeny in species of Nymphaea. Ovaries and seeds of N. amazonum Mart. & Zucc. subsp. amazonum, N. caerulea Savigny and N. lotus L. and, anthers of N. amazonum Mart. & Zucc. subsp. amazonum and N. caerulea Savigny, in several development stages, were fixed infiltrated in historesin and the sections with 1-4 µm were stained with toluidine blue O or submitted to histochemical tests. The androsporangium wall follows the basic type of development. After meiosis, a simultaneous cytokinesis give rise a tetrahedral tetrad of androspores, the intine and primexine is detectable in this stage and, in N. caerulea occurs a delay in the release of androspores from the tetrads. We observe an equatorial ring-like aperture in the free androspores stage and, in vacuolated androspores the ‘pollenkitt’ is visualized in the sporoderm surface. The mitosis of the androspore occurs perpendicularly to sporoderm and, the intine begins to thicken beneath the aperture and, together with the endexine originate the oncus. The tapetum of Nymphaea amazonum and N. caerulea are secretor and do not show invasive cycles as reported to N. colorata. The basic type of androsporangium wall development also are reported to Amborella trichopoda, Nuphar pumila and for the species of ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Esta Dissertação irá apresentar a utilização de técnicas de controle nãolinear, tais como o controle adaptativo e robusto, de modo a controlar um sistema de Eletroestimulação Funcional desenvolvido pelo laboratório de Engenharia Biomédica da COPPE/UFRJ. Basicamente um Eletroestimulador Funcional (Functional Electrical Stimulation FES) se baseia na estimulação dos nervos motores via eletrodos cutâneos de modo a movimentar (contrair ou distender) os músculos, visando o fortalecimento muscular, a ativação de vias nervosas (reinervação), manutenção da amplitude de movimento, controle de espasticidade muscular, retardo de atrofias e manutenção de tonicidade muscular. O sistema utilizado tem por objetivo movimentar os membros superiores através do estímulo elétrico de modo a atingir ângulos-alvo pré-determinados para a articulação do cotovelo. Devido ao fato de não termos conhecimento pleno do funcionamento neuro-motor humano e do mesmo ser variante no tempo, não-linear, com parâmetros incertos, sujeito a perturbações e completamente diferente para cada indivíduo, se faz necessário o uso de técnicas de controle avançadas na tentativa de se estabilizar e controlar esse tipo de sistema. O objetivo principal é verificar experimentalmente a eficácia dessas técnicas de controle não-linear e adaptativo em comparação às técnicas clássicas, de modo a alcançar um controle mais rápido, robusto e que tenha um desempenho satisfatório. Em face disso, espera-se ampliar o campo de utilização de técnicas de controle adaptativo e robusto, além de outras técnicas de sistemas inteligentes, tais como os algoritmos genéticos, provando que sua aplicação pode ser efetiva no campo de sistemas biológicos e biomédicos, auxiliando assim na melhoria do tratamento de pacientes envolvidos nas pesquisas desenvolvidas no Laboratório de Engenharia Biomédica da COPPE/UFRJ. / This dissertation will present the use of nonlinear control techniques, such as adaptive and robust control in order to design a Functional Electrical Stimulation (FES) system developed by Biomedical Engineering Laboratory at COPPE/UFRJ. Basically, a FES on the stimulation of motor nerves via skin electrodes in order to contract or stretch the muscles such that the amplitude and quality of the limbs movement can be maintained, reducing muscular atrophy as well. Consequently, the muscle strength can be improved and new neural pathways may be activated. Here, the goals of the proposed control system is to move the arm of the patient via electrical stimulation to achieve some desired trajectory related to the elbow angles of reference. Since we have a priori no deep knowledge of human neuro-motor model, the use of advanced and robust control schemes seems to be useful to stabilize this kind of systems which may be completely different for each individual, being time-varying, nonlinear, uncertain and subject to disturbances. The main objective is to experimentally verify the effectiveness of the proposed nonlinear and adaptive controllers when compared to classical ones in order to achieve faster, robust and better control performance. It is expected to spread the application of adaptive and robust controllers and other intelligent system tools, such as genetic algorithms, to the field of biological and biomedical engineering. Thus, we believe that the developed control system may help the improvement of the patients treatment involved in the research carried out by Biomedical Engineering Laboratory at COPPE/UFRJ.

O ambiente de produção abordado neste trabalho é o Job Shop Flexível (JSF), uma generalização do Job Shop (JS). O problema de programação de tarefas, ou jobs, no ambiente JS é classificado por Garey; Johnson e Sethi (1976) como NP-Difícil e o JSF é, no mínimo, tão difícil quanto o JS. O JSF é composto por um conjunto de jobs, cada qual constituído por operações. Cada operação deve ser processada individualmente, sem interrupção, em uma única máquina de um subconjunto de máquinas habilitadas. O principal critério de desempenho considerado é a minimização dos atrasos dos jobs. São apresentados modelos de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) para minimizar o atraso total e o instante de término da última operação, o makespan. São propostas novas regras de prioridade dos jobs, além de adaptações de regras da literatura. Tais regras são utilizadas por heurísticas construtivas e são aliadas a estratégias cujo objetivo é explorar características específicas do JSF. Visando aprimorar as soluções inicialmente obtidas, são propostas buscas locais e outros mecanismos de melhoria utilizados no desenvolvimento de três meta-heurísticas de diferentes categorias. Essas meta-heurísticas são: Iterated Local Search (ILS), classificada como meta-heurística de trajetória; Greedy Randomized Adaptive Search (GRASP), meta-heurística construtiva; e Artificial Bee Colony (ABC), meta-heurística populacional recentemente proposta. Esses métodos foram selecionados por alcançarem bons resultados para diversos problemas de otimização da literatura. São realizados experimentos computacionais com 600 instâncias do JSF, permitindo comparações entre os métodos de resolução. Os resultados mostram que explorar as características do problema permite que uma das regras de prioridade propostas supere a melhor regra da literatura em 81% das instâncias. As meta-heurísticas ILS, GRASP e ABC chegam a conseguir mais de 31% de melhoria sobre as soluções iniciais e a obter atrasos, em média, somente 2,24% superiores aos das soluções ótimas. Também são propostas modificações nas meta-heurísticas que permitem obter melhorias ainda mais expressivas sem aumento do tempo de execução. Adicionalmente é estudada uma versão do JSF com operações de Montagem e Desmontagem (JSFMD) e os experimentos realizados com um conjunto de 150 instâncias também indicam o bom desempenho dos métodos desenvolvidos. / The production environment addressed herein is the Flexible Job Shop (FJS), a generalization of the Job Shop (JS). In the JS environment, the jobs scheduling problem is classified by Garey; Johnson and Sethi (1976) as NP-Hard and the FJS is at least as difficult as the JS. FJS is composed of a set of jobs, each consisting of operations. Each operation must be processed individually, without interruption, in a single machine of a subset of enabled machines. The main performance criterion is minimizing the jobs tardiness. Mixed Integer Linear Programming (MILP) models are presented. These models minimize the total tardiness and the completion time of the last operation, makespan. New priority rules of jobs are proposed, as well as adaptations of rules from the literature. These rules are used by constructive heuristics and are combined with strategies aimed at exploiting specific characteristics of FSJ. In order to improve the solutions initially obtained, local searches and other improvement mechanisms are proposed and used in the development of metaheuristics of three different categories. These metaheuristics are: Iterated Local Search (ILS), classified as trajectory metaheuristic; Greedy Randomized Adaptive Search (GRASP), constructive metaheuristic, and Artificial Bee Colony (ABC), recently proposed population metaheuristic. These methods were selected owing to their good results for various optimization problems in the literature. Computational experiments using 600 FJS instances are carried out to allow comparisons between the resolution methods. The results show that exploiting the characteristics of the problem allows one of the proposed priority rules to exceed the best literature rule in about 81% of instances. Metaheuristics ILS, GRASP and ABC achieve more than 31% improvement over the initial solutions and obtain an average tardiness only 2.24% higher than the optimal solutions. Modifications in metaheuristics are proposed to obtain even more significant improvements without increased execution time. Additionally, a version called Disassembly and Assembly FSJ (DAFJS) is studied and the experiments performed with a set of 150 instances also indicate good performance of the methods developed.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosangela Maria Pontili.pdf: 8362339 bytes, checksum: d83c1250e166acbe5bf73d73fa50e0f1 (MD5) Previous issue date: 2015-12-17 / Fundação Araucária / Achieving universal primary education in Brazil constitutes in one of the main goals in the education area, that facts and several studies prove the positive influence of educational level on the economic well-being of an individual. Therefore, this thesis was proposed to analyze the determinants of the school abandonment and also the educational backwardness, regarding to teenagers aged among 14 - 17, from south of Brazil. Specifically, the intention was to investigate the influence of individual and family characteristics as well as the socioeconomic conditions of the municipality, concerning the level of education, and the ideal age to attend high school. Thereby, It was applied the hierarchical logit model to the Census 2010 data, along with other social and economic information that has been obtained through the municipalities average. The econometric analysis was preceded by a Statistical Analysis of Spatial Data (ESDA), as well as a descriptive statistic about school abandonment and the educational backwardness. The main results showed the importance of individual characteristics on educational decision, it was concluded that the boys leave school and are late in one s studies, more often than the girls. The fact of being working increases the chances of abandoning school, however it has the effect of reducing the educational backwardness. Receiving social benefit from the Federal Government contributes to the reduction of abandoning studies, nevertheless influences the educational backwardness. Relating to family characteristics it was shown that the education level, skin color and race significantly influence the condition of the adolescents at school. It was also stated the negative and significant effect of family income in this two dependent variables. Concerning about the social and economic indicators level of the cities, it was found that these indicators affect the abandonment and educational backwardness, both in existing internal relations in a city, and from a significant neighborhood effect. In this case, adolescents are deciding to stay in school and dedicate oneself to studies through the observation to the reality in which one lives. Once the local reality suffers the effect of economic and social conditions, the final decision of adolescents and one s families is influenced by a set of economic and social factors related. The conclusion to these observations is that isolated policies are not successful through the adolescent s education level. Once there is the evidence of the individual and family characteristics importance, it is proposed the maintenance and improvement of social policies in the country that aims to improve the family income, as well as the educational conditions of mothers and heads of household. In addition to policies that improve economic and social conditions of the families it is of vital importance to create coordinated actions, which help to stimulate employment and economic activity, especially in the regions where the indicators were negative. / Para o Brasil atingir o ensino básico universal constitui-se em uma das principais metas para a área da educação, o que vem ao encontro de diversas pesquisas que comprovam a influência positiva do nível de escolaridade sobre o bem-estar econômico de um indivíduo. Diante disso, a presente tese propôs-se em analisar os determinantes do abandono e do atraso escolar, para os adolescentes com idade entre 14 e 17 anos, da região Sul do Brasil. Especificamente, buscou-se investigar a influência das características individuais e familiares, assim como das condições socioeconômicas do município, sobre a decisão em relação ao nível de escolaridade, das pessoas com idade ideal para cursar o ensino médio. Para tanto, aplicou-se um modelo logit hierárquico aos dados do Censo Demográfico 2010, em conjunto com outras informações sociais e econômicas que foram obtidas para a média dos municípios. A análise econométrica foi antecedida por uma Análise Estatística de Dados Espaciais (AEDE), como também por uma estatística descritiva para a evasão e o atraso escolar. Os principais resultados mostraram a importância das características individuais sobre a decisão educacional, sendo que: rapazes abandonam a escola e se atrasam nos estudos, mais que as garotas. O fato de estar trabalhando aumenta a probabilidade de abandono escolar, mas tem o efeito de reduzir o atraso escolar. O recebimento de benefício social do Governo Federal contribui com a redução do abandono escolar, mas influencia o atraso escolar no sentido de aumenta-lo. Sobre as características familiares demonstrou-se que, tanto a escolaridade, quanto a cor ou raça da mãe, influenciam significativamente na condição escolar dos adolescentes. Comprovou-se, também, o efeito negativo e significativo da renda familiar per capita sobre as duas variáveis dependentes. Sobre os indicadores sociais e econômicos em nível de município, comprovou-se que tais indicadores afetam o abandono e o atraso escolar, tanto nas relações internas existentes em um município, quanto a partir de um efeito vizinhança significativo. Neste caso, os adolescentes estão tomando a decisão de permanecer na escola e/ou dedicar-se nos estudos a partir da observação em relação à realidade na qual estão inseridos. Uma vez que a realidade local sofre o efeito das condições econômicas e sociais da região, a decisão final dos adolescentes e suas respectivas famílias sofre a influência de um conjunto de fatores econômicos e sociais encadeados entre si. A conclusão para este conjunto de constatações é de que políticas públicas isoladas não surtem o efeito desejado sobre o nível educacional dos adolescentes. Uma vez comprovada a importância das características individuais e familiares, propõe-se a manutenção e aprimoramento das políticas sociais já existentes no país, que tenham como objetivo a melhoria da renda familiar per capita, assim como das condições educacionais das mães e responsáveis pelas famílias. Além das políticas que melhoram as condições econômicas e sociais das famílias, é de fundamental importância um conjunto de ações coordenadas que contribuam para estimular o nível de emprego e a atividade econômica, de modo especial, nas regiões em que os indicadores se apresentaram negativos.