This thesis covers an experiment which explores how effectively skills that are gained in a digital serious game can be transferred to a real situation. The context of the experiment is the casual restaurant industry, with focus on the task of a food runner. The results showed to be unreliable when ruling out the chance element with the use of t-tests, which points to that the data produced were coincidental, however the limited deviation in the groups’ performances indicate that there is potential in the addition of a digital game to the traditional training material. This is learned from the reports of the experiments and the analysis of the questionnaires filled out by all the participators.

Newly implemented technologies within the aviation lack, according to recent studies, built in security measures to protect them against outside interference. In this thesis we study the security and privacy status of the digital wireless Controller Pilot Data Link Communication (CPDLC) used in air traffic management alongside other systems to increase the safety and traffic capacity of controlled airspaces. The findings show that CPDCL is currently insecure and exposed to attacks. Any solutions to remedy this must adhere to its low levels of performance. Elliptical Curve Cryptography, Protected ACARS and Host Identity Protocol have been identified as valid solutions to the system’s security drawbacks and all three are possible to implement in the present state of CPDLC.

Thesis (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science; and, (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Aeronautics and Astronautics, 1982. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING / Includes bibliographical references. / by Marc Bodson. / M.S.

Massive MIMO communication systems have been highlighted as the main technology for physical layer of next generation communication standards, like 5G. While conventional communication between BS and its covered users is performed in orthogonal time-frequency resources, the improved interuser interference mitigation capability provided by the large number of BS antennas enables the BS to communicate with several users in the same time-frequency resource. This better usage of available but scarce spectrum elevates the spectral efficiency to very appreciable levels, and has a similar effect on energy efficiency, since the transmit power is not increased. On the other hand, if the objective is to provide a target performance for the users, the required transmit power in both direct and reverse links can be made inversely proportional to the number of BS antennas employed. In this Doctoral Thesis, several important aspects of massive MIMO systems are systematically investigated aiming to improve their energy and spectral efficiencies. We can enumerate our main contributions as follows. Considering a cellular massive MIMO network, we proposed an optimized assignment policy of training sequences to the users, which is then combined with suitable power control algorithms. We have also investigated the adoption of alternative waveforms in this scenario, such as single-carrier transmission, in order to overcome the issues of conventional OFDM. Our contributions in this topic are to derive analytical performance expressions for a time-domain single-carrier equalizer taking advantage of the large number of BS antennas, and to evaluate and compare the total energy efficiency of OFDM versus single-carrier massive MIMO systems. Finally, considering crowded massive MIMO networks, composed by both human users as well as machine-type communication devices, we proposed an improved random access protocol aiming to decrease the average number of access attempts for the users and decreasing the probability of failed access attempts. / Sistemas de comunicação de múltiplas antenas (multiple-input multiple-output - MIMO) têm se destacado como a principal tecnologia para a camada física dos padrões de comunicação da próxima geração, como o 5G. Enquanto a comunicação convencional entre a estação base (base station - BS) e seus usuários atendidos é realizada em recursos ortogonais de tempo-frequência, a grande capacidade de redução da interferência interusuários possibilitada pelo grande número de antenas da BS habilita a BS a se comunicar com diversos usuários no mesmo recurso tempo-frequência. Este melhor uso do escasso espectro disponível eleva a eficiência espectral a níveis muito apreciáveis, e tem um efeito similar na eficiência energética, pois a potência de transmissão não é aumentada. Por outro lado, se o objetivo é fornecer um desempenho desejado para os usuários, a potência de transmissão necessária em ambos os enlaces direto e reverso pode ser feita inversamente proporcional ao número de antenas na BS. Nesta Tese de Doutorado, diversos aspectos importantes de sistemas MIMO massivo são sistematicamente investigados com o objetivo de melhorar suas eficiências energética e espectral. Pode-se enumerar as principais contribuições alcançadas como se segue. Considerando uma rede celular MIMO massivo, propõe-se uma política de atribuição de sequências de treinamento aos usuários otimizada, a qual é depois combinada com apropriados algoritmos de controle de potência. Também investiga-se a adoção neste cenário de formas de onda alternativas, tal como a transmissão de portadora única, visando superar as deficiências da convencional multiplexagem por divisão de portadoras ortogonais (orthogonal frequency-division multiplexing - OFDM). As principais contribuições obtidas neste tema são derivar expressões de desempenho analíticas para um equalizador de portadora única no domínio do tempo que aproveita o grande número de antenas na BS, e avaliar e comparar a eficiência energética total de sistemas MIMO massivo OFDM versus portadora única. Finalmente, considerando redes MIMO massivo sobrecarregadas, compostas por usuários humanos bem como dispositivos de comunicação do tipo máquina, propõe-se um protocolo de acesso aleatório melhorado visando diminuir o número médio de tentativas de acesso para os usuários e diminuir a probabilidade de falhas de tentativa de acesso.

Este trabalho fundamentou-se na concepção, desenvolvimento tecnológico, ampliação de escala e avaliação do comportamento de sistema combinado anaeróbio-aeróbio de leito fixo e fluxo ascendente, com recirculação da fase líquida, para tratamento de esgoto sanitário. O reator, em escala piloto, foi construído em formato cilíndrico e confeccionado em fibra de vidro com volume total de aproximadamente 2,5 \'M POT.3\', com intuito de desenvolver um sistema capaz de operar como única unidade de tratamento para remoção de matéria orgânica e nitrogênio, reduzindo a geração de lodo e o consumo de energia pela combinação dos processos anaeróbio e aeróbio, possibilitando o aproveitamento das vantagens de cada um e minimizando seus aspectos negativos. Os melhores resultados operacionais foram encontrados para a etapa com tempo de detenção hidráulica total (TDH) de 12 horas e razão de recirculação (r) igual a 3,0, apresentando eficiências médias de remoção de DQO, \'N\'-NTK e SST de 92 ± 3%; 68 ± 11% e 75 ± 7%, respectivamente, com valores médios efluentes de 54 ± 22 mgDQO/L, 14 ± 10 mg \'N\'-NTK/L e 70 ± 42 mgSST/L. Os valores médios de carga orgânica volumétrica (COV) e carga volumétrica de nitrogênio (CVN) removidas foram de 1,08 ± 0,04 kgDQO/\'M POT.3\'.dia e 0,06 ± 0,02 kgNTK/\'M POT.3\'.dia para esta etapa. A estabilidade operacional durante a etapa com TDH de 12 h, a alta remoção de matéria orgânica e nitrogênio, sem a necessidade de adição de fonte exógena de carbono, para promover o processo de desnitrificação, e de suplementação de alcalinidade consumida durante a nitrificação, e a reduzida necessidade de manutenção devido à tecnologia de fabricação adotada, comprovam a viabilidade técnica de utilização do reator combinado de leito fixo como unidade compacta para pequenas comunidades ou vazões afluentes, para tratamento de esgoto sanitário. / This work was based on design, technology development, scale up and performance evaluation of an up-flow combined anaerobic-aerobic fixed bed system, with recycle of the liquid phase, for treatment of domestic sewage. The pilot scale reactor was built in a fiberglass cylindrical shape with a total volume of approximately 2.5 \'M POT.3\', aiming at the development of a system capable of operate as a single treatment unit for organic matter and nitrogen removal, with low sludge production and energy consumption by the advantages of combination of anaerobic and aerobic processes. The improved operating results were found for the condition with overall hydraulic retention time (HRT) of 12 hours and recycle ratio (r) equal to 3.0, with average removal efficiencies of COD, TKN and TSS of 92 ± 3%, 68 ± 11% and 75 ± 7%, respectively, with average effluent values of 54 ± 22 mgCOD/L, 14 ± 10 mgTKN/L and 70 ± 42 mgTSS/L. The average values of removed organic loading rate (OLR) and nitrogen volumetric loading (NVL) reached 1.06 ± 0.04 kgCOD/\'M POT.3.d and 0.06 ± 0.02 kgTKN/\'\'M POT.3\'.d for this phase. The operational stability during the stage with HRT of 12 h, the high organic matter and nitrogen removal, without addition of exogenous carbon source (electron donor) to promote the denitrification process, with no supplementation of alkalinity consumed during nitrification, and the reduced maintenance due to manufacturing technology adopted, proved the technical feasibility of the combined fixed-bed reactor as a compact unit for small communities or low inflow rates, for treatment of domestic sewage.

INTRODUÇÃO: O tratamento cirúrgico em pacientes com neoplasias de cabeça e pescoço envolve a abordagem de uma região de anatomia complexa. São procedimentos cirúrgicos prolongados e com grandes riscos de complicações pós-operatórias. Dentre os tipos de complicações, as de origem respiratória estão entre as mais descritas na literatura. A fisioterapia respiratória pré-operatória, além de identificar pacientes com função pulmonar comprometida, pode otimizar e tratar as disfunções respiratórias apresentadas. Este estudo teve por objetivo avaliar a viabilidade e os resultados da aplicação de duas abordagens de fisioterapia respiratória pré-operatória em pacientes candidatos à cirurgia de grande porte em pacientes com câncer de cabeça e pescoço, com presença de traqueostomia e esvaziamento cervical, bem como correlacionar aspectos nutricionais, cirúrgicos e do período pós-operatório com o desfecho das complicações respiratórias observadas no período pós-operatório. MÉTODOS: Os pacientes selecionados realizaram avaliação respiratória, por meio da espirometria e manuvacuometria, e avaliação nutricional. Os pacientes foram submetidos a fisioterapia pré-operatória, fases: 1) Estímulos para drive respiratório efetivo e umidificação das vias aéreas nos dois primeiros dias; 2) treinamento muscular respiratório com carga linear pressórica (Grupo A), ou casos em que foram realizados as fases 1 e 2 do Grupo (A); acrescido da fase 3) fortalecimento muscular de quadríceps (Grupo B). Um terceiro grupo, denominado observação, foi composto por pacientes que realizaram a cirurgia de grande porte, porém não preencheram os critérios de inclusão (Grupo C). Durante o período pós operatório, os pacientes receberam a terapia padrão da instituição. Dados como tempo cirúrgico, internamento em Unidade de Terapia Intensiva e enfermaria, e uso de ventilação mecânica no período pós-operatório foram coletados. Os pacientes foram monitorados por 30 dias quando ao surgimento de complicações respiratórias. RESULTADOS: Foram incluídos para análise 10 pacientes no Grupo (A), 10 no Grupo (B) e 12 no Grupo (C). Em relação a resposta à fisioterapia no Grupo (A), houve aumento de todas as médias dos valores de espirometria de CVF, VEF1, FEF25/75, VVM e PFE, e pequena queda dos valores de PImáx e PEmáx, mas os dados não foram considerados significativos (p > 0,05). Em relação à resposta a fisioterapia no Grupo (B), houve aumento das médias dos valores de CVF, VEF1 e VVM, e pequena queda dos valores de FEF25/75, PFE e dos valores de PImáx e PEmáx, mas os dados também não foram considerados significativos (p > 0,05). Dos 32 pacientes da amostra, somente 3 desenvolveram complicações respiratórias no período pós-operatório, totalizando uma taxa de complicação de 9,4%, sendo um paciente de cada um dos Grupos (A), (B) e (C). Todos os pacientes da amostra final (N=20) conseguiram realizar a série completa proposta neste trabalho. Em nenhum dos pacientes dos Grupos (A) e (B) foram observados efeitos adversos, como quadro álgico ou fadiga, ao término da realização da fisioterapia. CONCLUSÃO: As duas abordagens de fisioterapia pré-operatória utilizadas no estudo foram viáveis e seguras, no entanto o tamanho da amostra é pequeno. Conclusões definitivas podem ser obtidas em um estudo prospectivo randomizado / INTRODUCTION: Surgical treatment in patients with neoplasms of the head and neck involves an approach of a region of complex anatomy, the surgical procedures are lengthy and there is a great risk of postoperative complications. Among the types of complications, those of respiratory origin are among the most reported in the literature. Preoperative respiratory therapy can optimize and treat respiratory dysfunctions. This study aimed to evaluate the feasibility and results of the application of two approaches to preoperative respiratory physiotherapy for candidates to major surgery for head and neck cancer. The impact of presence tracheostomy and neck dissection, as well impact of nutritional aspects were analysed a risk for respiratory complications in the postoperative period. METHODS: Selected patients performed respiratory assessment, through the application of spirometry, manuvacuometry and nutrition. The patients were underwent preoperative physiotherapy phases: 1) Stimuli for effective respiratory drive and humidification airways in the first two days; 2) respiratory muscle training with linear load pressure, (Group A), patients were underwent phases 1 and 2 in Group (A) plus phase 3) strengthening of the quadriceps muscle (Group B), a third group was composed of patients who underwent major surgery, but did not fill the inclusion criteria (Group C). During the postoperative period, patients received the standard therapy of the institution. Data as surgical time, and hospitalization in the intensive care unit and ward, and mechanical ventilation in the postoperative period were collected. Patients were monitored for 30 days to detect respiratory complications. RESULTS: There were 10 patients for analysis Group (A), 10 Group (B) and 12 in Group (C). Regarding the response to physical therapy to Group A, an increase of all the mean values of spirometry for FVC, FEV1, FEF25 / 75, MVV e PEF, and small decreases in MIP and MEP but was not considered significant (p > 0.05). Regarding the response to physical therapy in Group (B), an increase of mean values of FVC, FEV1 and MVV, and small decreases in FEF25 / 75, PFE and MIP and MEP, but the data were not considered significant (p > 0,05). Of the 32 patients in the sample, only 3 developed respiratory complications in the postoperative period, a total complication rate of 9.4%, one patient of each Group (A), (B) and (C). All patients in the final sample (N = 20) were able to perform the full range proposed in this paper. In none of the patients in Groups (A) and (B) was observed adverse effects such as fatigue or pain status at the end of the preoperative physical therapy.CONCLUSION: The two approaches used in this study was safe and feasible. However, the sample size was small and definitive conclusions as only be taken by a randomized prospective study

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_WALLAS_Final.pdf: 2098098 bytes, checksum: fd85081c515eea7e1921beb926a980cc (MD5) Previous issue date: 2010-05-07 / O objetivo deste trabalho é mostrar o desenvolvimento do modelo de uma planta didática não linear e multivariável usando a resposta ao degrau. Esta planta didática é do curso técnico de automação industrial do IFES SERRA (ES). A partir das equações físicas do processo são desenvolvidas as relações entre as variáveis controladas e as variáveis manipuladas em regime permanente para qualquer ponto de operação. Utilizando a resposta ao degrau, de acordo com sua amplitude, são mapeadas as constantes de tempo do processo. O atraso do modelo é encontrado utilizando os mínimos quadrados. Por fim é desenvolvido um simulador a fim de comparar a resposta no tempo da planta real com a do modelo proposto. / The objective of this dissertation is to show the development of one nonlinear pilot plant model and multivariable using the step response. The pilot plant belongs to the course of industrial process control of IFES - SERRA (ES). From the physical equations of the process, are developed relationships of controlled variables in steady state at any point of operation. Using the step response, are mapped onto the time constants of the process according to the changes of the manipulated variables. The delay model is found using the least squares and step response. Finally we developed a simulator to compare the time response of the real plant with the proposed model.

PetrÃleo Brasileiro S/A / O objetivo principal à determinar a atividade catalÃtica residual e as causas da desativaÃÃo de amostras de catalisadores de uma unidade de HDT de lubrificantes. Foram realizadas corridas em unidade piloto, caracterizaÃÃo dos catalisadores e coletados dados do histÃrico operacional da unidade industrial. A atividade catalÃtica foi determinada atravÃs das conversÃes das reaÃÃes de HDA, HDS e HDN bem como pelos parÃmetros cinÃticos aparentes de um modelo de lei das potÃncias e lei de Arrhenius. Os catalisadores dos leitos principais de entrada e saÃda dos reatores industrial foram os mais desativados e o menos desativado o do leito intermediÃrio sendo estabelecida a seguinte ordem de atividade catalÃtica residual: R1L3 (meio) > R1L2 (topo)  R2L2 (fundo). Os resultados de teor e caracterÃsticas do coque, contaminantes e propriedades texturais sugerem que mecanismos distintos tenham causado a desativaÃÃo desses catalisadores: deposiÃÃo de metais e deposiÃÃo de coque. Os mecanismos de desativaÃÃo foram fortemente influenciados pelo posicionamento das amostras no interior do leito catalÃtico. No inÃcio do leito, a contaminaÃÃo por metais (notadamente Si e As) revelou-se o principal mecanismo de desativaÃÃo. Jà no final do leito, a deposiÃÃo de coque foi o mecanismo preponderante e a temperatura de reaÃÃo identificada como a principal causa para o maior envelhecimento do coque. / The main objective of this work is to study the residual catalyst activity and the mechanisms of deactivation of catalyst from a lube-oil hydroprocessing industrial unit. In order to accomplish this, pilot plant tests were carried out followed by spent catalysts characterization. The residual catalytic activity was determined by HDA, HDS and HDN conversions and adjusted by a power law apparent kinetic model. Pilot plant tests revealed different levels of residual activity for spent catalyst samples. Catalyst samples taken from the first and last of the five catalytic beds showed higher deactivation than others. Catalyst characterization results pointed out two mechanisms as the main reason for the catalytic deactivation through the industrial reactor: poisoning by metal deposition (mainly Si and As) and coke deposition. Poisoning was the main deactivation mechanism for the first bed spent catalyst sample, while coke deposition was predominant at the last catalytic bed sample. Reactor temperature was identified as the most important operational parameter considering coke aging.

Massive MIMO communication systems have been highlighted as the main technology for physical layer of next generation communication standards, like 5G. While conventional communication between BS and its covered users is performed in orthogonal time-frequency resources, the improved interuser interference mitigation capability provided by the large number of BS antennas enables the BS to communicate with several users in the same time-frequency resource. This better usage of available but scarce spectrum elevates the spectral efficiency to very appreciable levels, and has a similar effect on energy efficiency, since the transmit power is not increased. On the other hand, if the objective is to provide a target performance for the users, the required transmit power in both direct and reverse links can be made inversely proportional to the number of BS antennas employed. In this Doctoral Thesis, several important aspects of massive MIMO systems are systematically investigated aiming to improve their energy and spectral efficiencies. We can enumerate our main contributions as follows. Considering a cellular massive MIMO network, we proposed an optimized assignment policy of training sequences to the users, which is then combined with suitable power control algorithms. We have also investigated the adoption of alternative waveforms in this scenario, such as single-carrier transmission, in order to overcome the issues of conventional OFDM. Our contributions in this topic are to derive analytical performance expressions for a time-domain single-carrier equalizer taking advantage of the large number of BS antennas, and to evaluate and compare the total energy efficiency of OFDM versus single-carrier massive MIMO systems. Finally, considering crowded massive MIMO networks, composed by both human users as well as machine-type communication devices, we proposed an improved random access protocol aiming to decrease the average number of access attempts for the users and decreasing the probability of failed access attempts. / Sistemas de comunicação de múltiplas antenas (multiple-input multiple-output - MIMO) têm se destacado como a principal tecnologia para a camada física dos padrões de comunicação da próxima geração, como o 5G. Enquanto a comunicação convencional entre a estação base (base station - BS) e seus usuários atendidos é realizada em recursos ortogonais de tempo-frequência, a grande capacidade de redução da interferência interusuários possibilitada pelo grande número de antenas da BS habilita a BS a se comunicar com diversos usuários no mesmo recurso tempo-frequência. Este melhor uso do escasso espectro disponível eleva a eficiência espectral a níveis muito apreciáveis, e tem um efeito similar na eficiência energética, pois a potência de transmissão não é aumentada. Por outro lado, se o objetivo é fornecer um desempenho desejado para os usuários, a potência de transmissão necessária em ambos os enlaces direto e reverso pode ser feita inversamente proporcional ao número de antenas na BS. Nesta Tese de Doutorado, diversos aspectos importantes de sistemas MIMO massivo são sistematicamente investigados com o objetivo de melhorar suas eficiências energética e espectral. Pode-se enumerar as principais contribuições alcançadas como se segue. Considerando uma rede celular MIMO massivo, propõe-se uma política de atribuição de sequências de treinamento aos usuários otimizada, a qual é depois combinada com apropriados algoritmos de controle de potência. Também investiga-se a adoção neste cenário de formas de onda alternativas, tal como a transmissão de portadora única, visando superar as deficiências da convencional multiplexagem por divisão de portadoras ortogonais (orthogonal frequency-division multiplexing - OFDM). As principais contribuições obtidas neste tema são derivar expressões de desempenho analíticas para um equalizador de portadora única no domínio do tempo que aproveita o grande número de antenas na BS, e avaliar e comparar a eficiência energética total de sistemas MIMO massivo OFDM versus portadora única. Finalmente, considerando redes MIMO massivo sobrecarregadas, compostas por usuários humanos bem como dispositivos de comunicação do tipo máquina, propõe-se um protocolo de acesso aleatório melhorado visando diminuir o número médio de tentativas de acesso para os usuários e diminuir a probabilidade de falhas de tentativa de acesso.

Introduction: Chronic orofacial pain (COFP) is distressing and disabling to sufferers and can be costly to patients, health services and society. Frequently, no underlying medical pathology can be found to account for the condition. Despite this, patients are treated according to a biomedical model, often by mechanistic and invasive procedures, which tend to be unsuccessful and not evidence based. Evidence suggests that cognitive behavioural therapy (CBT) based management may produce improved outcomes for patients. However, published studies can tell us little about which intervention components are effective, or recommend an optimum way for these components to be applied. Aim: To develop an evidence based intervention for the management of COFP that is feasible and acceptable to patients and practitioners. Method: The Medical Research Council’s guidelines for developing complex interventions were used as a framework for the research. Evidence from multiple sources was synthesised to produce the draft components of an intervention to manage COFP. An exploratory trial investigated preliminary outcomes, acceptability, feasibility and explored parameters for a full scale randomised control trial. Results: The intervention was acceptable to participants and could be feasibly implemented. No conclusions could be drawn relating to the effectiveness of the intervention. Participants were not affected at baseline for a number of outcomes, which implies that cut off points should be introduced into the inclusion and exclusion criteria of any future studies. Conclusion: The study produced an intervention which is acceptable and feasible to participants, however it is not known if it is effective. A number of recommendations are made for progression to a larger, definitive trial.