Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:14:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279111.pdf: 2948409 bytes, checksum: bb07054a86f75f3e7f8950302584ea8f (MD5) / A utilização da tecnologia da informação e comunicação, tendo por foco os ambientes virtuais de aprendizagem colaborativos tem levado a encurtar distâncias no desenvolvimento de atividades que necessitam do contato síncrono com outras pessoas para a sua realização. Diante disso, mecanismos passaram a ser utilizados para interagir entre as diversas mídias a fim de proporcionar a integração com o ensino e aprendizagem através destes ambientes. Esta pesquisa tem o objetivo de identificar formas de colaboração, elaboração e edição em Ambientes Virtuais de Aprendizagem para Arquitetura e Design (AVA-AD). Foram analisados referenciais teóricos sobre o processo de ensino de projeto arquitetônico, tecnologias da informação e comunicação na aprendizagem, ferramentas de colaboração e ambientes virtuais colaborativos 3D que possam ser integrados ao processo de ensino e aprendizagem. Esta pesquisa caracteriza-se como exploratória e para se alcançar os objetivos são realizados levantamentos bibliográficos e a aplicação de um questionário específico para trabalhar o processo de arquitetura e design no AVA-AD. Ao fim é efetuada uma síntese das características desejáveis a um ambiente para aprendizagem colaborativa de arquitetura e design, onde são apontados aspectos que podem ser adicionados neste tipo de ambiente para auxiliar no ensino de disciplinas de projeto arquitetônico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:42:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266092.pdf: 3865061 bytes, checksum: 679583902f2b55cdd46fe794777d68a9 (MD5) / O uso de computadores que, através da multimídia, podem permitir uma vivência de situações práticas, pode ser útil para dar suporte à aprendizagem da Engenharia Biomédica. Entre as opções de multimídia está o uso de vídeos e Realidade Virtual (RV). Este trabalho tem por objetivo demonstrar a estruturação de um ambiente virtual que utiliza recurso de streaming, o qual é utilizado para a realização de aulas ao vivo e disponibilização de aulas gravadas, ou vídeos instrucionais. O ambiente virtual também compreende a possibilidade de uso de RV, através de salas de aula em 3D, utilização de objetos e outros ambientes 3D e animações no formato Flash. O desenvolvimento deste trabalho integra ferramentas e tecnologias para atingir três objetivos principais: disponibilizar um ambiente web para gerenciamento de conteúdo e comunicação não-instantânea; prover recurso multimídia de áudio e vídeo por streaming através do uso do protocolo Real-Time Messaging Protocol (RTMP); e disponibilizar um ambiente 3D utilizando o aplicativo Mediaplataform. Como resultado desse trabalho foi obtido o protótipo de um Ambiente de Aprendizagem para auxílio às aulas de Engenharia Biomédica que permite a incorporação de outros ambientes 3D, animações e a gravação e disponibilização de vídeos instrucionais. Por fim, através do protótipo, foi possível extrair algumas conclusões quanto ao uso dessa alternativa de ambiente e propor sugestões de uso.

Esta pesquisa tem por objetivo investigar a concepção do aluno sobre a própria aprendizagem ao utilizar ambientes virtuais. A Rede Cooperativa de Aprendizagem (ROODA) foi o ambiente virtual que sustentou todo o movimento de busca dos dados escritos pelos sujeitos da pesquisa. Os mesmos são estudantes de graduação e pós-graduação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A Epistemologia Genética de Jean Piaget foi a teoria eleita para servir como referencial durante todo o processo de desenvolvimento desta pesquisa. Para tanto, a coleta de dados foi realizada através de entrevista semi-estruturada, além de intervenções no ambiente virtual ao longo do processo de trabalho. Os resultados de tais intervenções foram capturados nos logs do ambiente. As conclusões apontam para uma concepção de aprendizagem que ultrapassa a simples utilização do virtual e indica como significativo o trabalho que atinge diretamente as estruturas cognitivas. Além disso, trata o virtual como elemento propulsor de interações entre sujeitos onde o conflito sócio-cognitivo contribui para a construção do conhecimento. Tempo e espaço transcendem as condições dadas pelo presencial e proporcionam um novo tempo e espaço de reflexão. Novas relações, professor-aluno, mobilizadas pelo interesse, são criadas. Novas possibilidades são descortinadas pelo ambiente virtual na medida que este é visto como superação das fronteiras do presencial.

O número de aplicações industriais para ambientes de “Realidade Aumentada” (AR) e “Realidade Virtual” (VR) tem crescido de forma significativa nos últimos anos. Sistemas óticos de rastreamento (optical tracking systems) constituem um importante componente dos ambientes de AR/VR. Este trabalho propõe um sistema ótico de rastreamento de baixo custo e com características adequadas para uso profissional. O sistema opera na região espectral do infravermelho para trabalhar com ruído ótico reduzido. Uma câmera de alta velocidade, equipada com filtro para bloqueio da luz visível e com flash infravermelho, transfere imagens de escala de cinza não comprimidas para um PC usual, onde um software de pré-processamento de imagens e o algoritmo PTrack de rastreamento reconhecem um conjunto de marcadores retrorefletivos e extraem a sua posição e orientação em 3D. É feita neste trabalho uma pesquisa abrangente sobre algoritmos de pré-processamento de imagens e de rastreamento. Uma bancada de testes foi construída para a realização de testes de acurácia e precisão. Os resultados mostram que o sistema atinge níveis de exatidão levemente piores, mas ainda comparáveis aos de sistemas profissionais. Devido à sua modularidade, o sistema pode ser expandido através do uso de vários módulos monoculares de rastreamento interligados por um algoritmo de fusão de sensores, de modo a atingir um maior alcance operacional. Uma configuração com dois módulos foi montada e testada, tendo alcançado um desempenho semelhante à configuração de um só módulo. / In the last years the number of industrial applications for Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) environments has significantly increased. Optical tracking systems are an important component of AR/VR environments. In this work, a low cost optical tracking system with adequate attributes for professional use is proposed. The system works in infrared spectral region to reduce optical noise. A highspeed camera, equipped with daylight blocking filter and infrared flash strobes, transfers uncompressed grayscale images to a regular PC, where image pre-processing software and the PTrack tracking algorithm recognize a set of retro-reflective markers and extract its 3D position and orientation. Included in this work is a comprehensive research on image pre-processing and tracking algorithms. A testbed was built to perform accuracy and precision tests. Results show that the system reaches accuracy and precision levels slightly worse than but still comparable to professional systems. Due to its modularity, the system can be expanded by using several one-camera tracking modules linked by a sensor fusion algorithm, in order to obtain a larger working range. A setup with two modules was built and tested, resulting in performance similar to the stand-alone configuration.

O presente trabalho aborda a questão da criação do conhecimento em equipes virtuais, através de um estudo de caso de caráter descritivo-exploratório realizado em uma empresa do setor de alta tecnologia. Os dados foram coletados por meio de entrevistas presenciais e por e-mail, de mensagens trocadas por e-mail entre os participantes e de observação direta. A análise dos dados remete a duas etapas. A primeira compara a teoria acessada a respeito de equipes virtuais com a prática observada na empresa pesquisada. Além disso, analisa a percepção dos funcionários dessa equipe em relação ao compartilhamento de conhecimento entre eles. A segunda verifica as relações que se estabelecem entre o processo de criação de conhecimento na equipe virtual e o modelo teórico de Nonaka e Takeuchi (1997) adotado neste trabalho. Os resultados apontam para um processo de criação de conhecimento que se dá através de características semelhantes às verificadas em equipes tradicionais de trabalho, porém diversas das do modelo teórico de Nonaka e Takeuchi (1997). Orientam também para uma adequação entre a teoria e a prática quanto à questão de equipes virtuais e para o compartilhamento do conhecimento entre os participantes da equipe.

Métodos eficientes para planejamento de caminhos têm sido explorados ao longo dos anos para permitir movimento de robôs autônomos ou agentes virtuais. Basicamente, estes algoritmos buscam pelo ambiente por um caminho com pouca probabilidade de colisão com obstáculos, e que conduza o agente de uma posição inicial para uma posição objetivo. Apesar de os primeiros algoritmos para planejamento de caminhos para calcular rotas em grafos foram apresentados a mais de 50 anos atrás, ainda existe muito trabalho sendo realizado para melhorar as técnicas existentes hoje em dia. Os algoritmos de planejamento de caminhos atuais normalmente assumem que o ambiente pode ser facilmente projetado em um plano. Também existem diversos algoritmos que podem trabalhar facilmente com mais dimensões. Porém, uma classe de ambientes que não podem ser facilmente tratadas pelos algoritmos atuais é composta por superfícies arbitrárias. Estas superfícies, com buracos e torções, por exemplo, não podem ser facilmente projetadas em um plano. O fato de o caminho ser restrito à superfície faz com que, em um dado ponto o algoritmo precise calcular um caminho 2D em uma superfície 3D, o que não é trivial de mapear em um algoritmo de planejamento de caminhos para várias dimensões. Este trabalho apresenta uma nova técnica de planejamento de caminhos em superfícies 3D, chamada 3DS-BVP. Este novo planejador de caminhos é baseado em um algoritmo de planejamento de caminhos para ambientes 2D. O algoritmo anterior, chamado BVPPath- Planner, utiliza problemas de valor de contorno (Boundary Value Problems, BVP) e funções harmônicas para gerar campos potenciais. Ao seguir o gradiente descente destes campos potenciais, é possível produzir caminhos suaves livres de mínimos locais, partindo de qualquer posição do ambiente para um dado objetivo. Nosso algoritmo gera um campo potencial diretamente na superfície 3D utilizando um método numérico que foi inspirado por aquele utilizado no BVP-Path-Planner. O 3DS-BVP trabalha sobre superfícies complexas com buracos ou curvaturas, representadas por malhas de triângulos, sem a necessidade de parametrizar a superfície em uma representação 2D. Nossos resultados demonstram que a técnica pode gerar caminhos com qualidade similar àqueles gerados pelo BVP-Path-Planner em ambientes planos. O mesmo algoritmo é capaz de gerar caminhos em superfícies arbitrárias a taxas de atualização interativas. / Efficient path planning methods are being explored along the years to allow the movement of autonomous robots or virtual agents. Basically these algorithms search the environment for a path with low probability of collision with obstacles that conduces the agent from an initial to a goal position. Although the first path planning algorithms to compute routes in graphs were presented more than 50 years ago, there is still a lot of effort into improving the current approaches. The current path planning algorithms usually assume that the environment can be easily projected on a plane. There are also other algorithms that can easily deal with higher dimensional spaces. But a class of environments that cannot be easily treated by current algorithms is the one composed by arbitrary surfaces. These surfaces, with holes and bends for instance, cannot be directly projected on a plane. Because the path must be on the surface, it has only 2 degrees of freedom in any point of the surface, which is not trivial to map for a higher dimensional path planning algorithm. This work presents a new technique for path planning on 3D surfaces called 3DS-BVP. This new path planner is based on a previous path planning algorithm for 2D environments. The former algorithm, called BVP-Path-Planner, uses Boundary Value Problems (BVP) and harmonic functions to generate potential fields. By following the gradient descent of these potential fields, it is possible to produce smooth paths free from local minima from any point of the environment to a given goal position. Our algorithm generates a potential field directly on the 3D surface using a numerical method inspired on the one used by the BVP-Path-Planner. The 3DS-BVP works over complex surfaces of arbitrary genus or curvature, represented by a triangle mesh, without the need of 2D parametrizations. Our results demonstrate that our technique can generate paths with similar quality as those generated by the BVP-Path-Planner in planar environments. The same algorithm is also able to generate paths in arbitrary surfaces at interactive frame rates.

Este trabalho apresenta uma técnica para deformação interativa de objetos 3D não estruturados que combina o uso de sketches em 2D e manipulação interativa de curvas. Através de sketches no plano de imagem, o usuário cria curvas paramétricas a serem usadas como manipulares para modificar a malha do objeto. Um conjunto de linhas desenhadas sobre a projeção do modelo pode ser combinado para criar um esqueleto composto de curvas paramétricas, as quais podem ser interativamente manipuladas, deformando assim a superfície associada a elas. Deformações livres são feitas movendo-se interativamente os pontos de controle das curvas. Alguns outros efeitos interessantes, como torção e escalamento, são obtidos operando-se diretamente sobre o campo de sistemas de coordenadas criado ao longo da curva. Um algoritmo para evitar inter-penetrações na malha durante uma sessão de modelagem com a técnica proposta também é apresentado. Esse algoritmo é executado a taxas interativas assim como toda a técnica apresentada neste trabalho. A técnica proposta lida naturalmente com translações e grandes rotações, assim como superfícies não orientáveis, não variedades e malhas compostas de múltiplos componentes. Em todos os casos, a deformação preserva os detalhes locais consistentemente. O uso de curvas esqueleto permite implementar a técnica utilizando uma interface bem intuitiva, e provê ao usuário um controle preciso sobre a deformação. Restrições sobre o esqueleto e deformações sem inter-penetrações são facilmente conseguidos. É demonstrada grande qualidade em torções e dobras nas malhas e os resultados mostram que a técnica apresentada é consideravelmente mais rápida que as abordagens anteriores, obtendo resultados similares. Dado seu relativo baixo custo computacional, esta abordagem pode lidar com malhas compostas por centenas de milhares de vértices a taxas interativas. / This work presents a technique for interactive shape deformation of unstructured 3D models, based on 2D sketches and interactive curve manipulation in 3D. A set of lines sketched on the image plane over the projection of the model can be combined to create a skeleton composed by parametric curves, which can be interactively manipulated, thus deforming the associated surfaces. Free-form deformations are performed by interactively moving around the curves’ control points. Some other interesting effects, such as twisting and scaling, are obtained by operating directly over a frame field defined on the curve. An algorithm for mesh local self-intersection avoidance during model deformation is also presented. This algorithm is executed at interactive rates as is the whole technique presented in this work. The presented technique naturally handles both translations and large rotations, as well as non-orientable and non-manifold surfaces, and meshes comprised of multiple components. In all cases, the deformation preserves local features. The use of skeleton curves allows the technique to be implemented using a very intuitive interface, and giving the user fine control over the deformation. Skeleton constraints and local self-intersection avoidance are easily achieved. High-quality results on twisting and bending meshes are also demonstrated, and the results show that the presented technique is considerably faster than previous approaches for achieving similar results. Given its relatively low computational cost, this approach can handle meshes composed by hundreds of thousand vertices at interactive rates.

Esta tese é o resultado de um estudo embasado principalmente na Teoria da Biologia do Conhecer, do biólogo Humberto Maturana, em uma reflexão sobre uma história de entrelaçamentos de vivências no âmbito de uma experiência pedagógica diferente da tradicionalmente desenvolvida em um curso de graduação, e de como esta maneira de ver e viver a educação pode produzir outras relações nos domínios do ensino. O principal foco de investigação foi: estudar como as ações docentes e discentes estabelecidas no operar de um curso de graduação, a partir de uma proposta pedagógica por Programas de Aprendizagem e o uso do AVA, podem produzir outras relações nos domínios do ensino, da pesquisa e da extensão. Adotando uma metodologia de estudo de caso, o componente empírico deste trabalho apresenta e analisa o Curso de Administração: Gestão, Inovação e Liderança, uma iniciativa que implementa um modelo de curso com um currículo organizado por Programas de Aprendizagem, com o uso de um Ambiente Virtual de Aprendizagem. Uma diversidade de fontes de informações subsidiou a análise deste estudo: entrevistas, anotações de campo e extratos eletrônicos, que foram cruzados e complementados entre si. As evidências resultantes desta investigação mostram que as mudanças instituídas nos modos de operar neste curso – que refletem nas relações entre pesquisa, ensino e extensão, estão relacionadas às maneiras como os sujeitos conversaram entre si, formando novas redes de ação e de convivência. / This thesis is the result of a theorical study based mainly on the Theory of Knowing Biology, of the biologist Humberto Maturana, and on a thinking about a history of interlacements of experiences of life in the scope of a pedagogical experiment which is different from the one that is traditionally developed throughout an undergraduate course, and how this way of seeing and living education may create other relations in teaching areas. The main focus of research was to study how the actions of professors and students established in the functioning of an undergraduate course, from a pedagogical proposal of Learning Programs and the AVA (Virtual Environment of Learning), may create other relations in teaching, researching, and extension areas. Using a study-case methodology, the empiric component of this work presents and analyzes the Business Administration Course: Management, Innovation and Leadership, an initiative that implements a model of a course of which curriculum is organized by Learning Programs, with the use of a Virtual Environment of Learning. Several sources of information subsidized the analysis of this study: interviews, field notes, and electronic extracts that were crossed between each other and complemented with each other. The resulting evidences of this research show that the changes established in the ways of working in this course – that reflect in the relations between research, teaching and extension -, are related to the ways the subjects have talked to each other, building new networks of action and sociability.

Este trabalho tem por objetivo propor uma metodologia de desenvolvimento virtual de produtos por meio da criação de um aplicativo de banco de dados com componentes individuais e utilizando a tecnologia da realidade virtual (VRML) para a visualização do produto final. Para o desenvolvimento do trabalho foram investigados: a influência da difusão das tecnologias de informação e comunicação (TICs) no setor industrial; o processo de desenvolvimento de produtos e suas etapas; o design virtual e os recursos computacionais utilizados atualmente tanto na concepção quanto na prototipagem de produtos; a tecnologia da realidade virtual e sua aplicação nas diversas áreas, em especial, na indústria; e a utilização de padrões de metadados para a modelagem de banco de dados. O processo de intervenção ocorre por meio das seguintes etapas: análise e seleção de produtos para a montagem; projeto dos componentes individuais dos produtos; estruturação dos metadados; desenvolvimento do banco de dados e da metodologia de montagem. A metodologia de montagem é constituída de duas fases: na primeira, são definidos os pontos de inserção dos componentes (onde ocorre a conexão) e obtidas as suas coordenadas em um software CAD, a partir do seu modelo tridimensional, e também os demais metadados que caracterizam cada componente a ser cadastrado no banco de dados; criam-se arquivos em realidade virtual VRML de cada componente. Na segunda fase, modela-se o banco de dados, registrando todas as informações necessárias dos componentes e realizando a montagem dos produtos, através da conexão de dois componentes individuais em cada etapa de montagem. A metodologia de montagem de produtos virtuais está implementada no aplicativo de banco de dados chamado "dvPro", desenvolvido na plataforma do banco de dados Microsoft Access. O aplicativo possui interface amigável, possibilitando o cadastro de componentes, a montagem de produtos e a reutilização de componentes e produtos para a montagem de novos produtos, não exigindo do usuário grande conhecimento em banco de dados e realidade virtual. Apresentam-se dois exemplos de montagem de produtos, nos quais é possível verificar a viabilidade e a eficiência da metodologia proposta. / The objective of this work is to propose a methodology for virtual product development through the creation of a database with individual components and the use of virtual reality technology (VRML) to visualize the final product. For work development, the following subjects were investigated: the influence of information dissemination and communication technologies (ICTs) in the industrial sector; the process of product development, its stages; the virtual design and the computing resources currently used in design and product prototyping; the virtual reality technology and its application in various areas, especially in industry; and the use of metadata standards for database modeling. The intervention process occurs through the following phases: analysis and selection of products for assembly; design of individual product components; metadata structuring; development of database and assembly methodology. The assembly methodology has two steps: in the first, insertion points of components (where connections take place) are defined and its coordinates are obtained using a CAD software, based on the 3D model. Also, other metadata that characterize each component to be registered in the database are obtained and virtual reality VRML file for each component is created. In the second step, the database is modeled, recording all the information from the components and performing the product assembly, through the connection of two individual components in each assembly. The methodology for virtual assembly of products is implemented in a database application named "dvPro", developed on Microsoft Access database system. The application has a friendly interface, allowing component registration, product assembly and reusability of components and products to assembly new products. Only basic knowledge of database systems and virtual reality is needed to use the application. Two examples of assembly methodology are presented, where the feasibility and efficiency of the proposed methodology can be verified.

152 f.: il. / Submitted by Maria Auxiliadora Lopes (silopes@ufba.br) on 2013-03-26T15:51:56Z No. of bitstreams: 1 Marise Oliveira Sanches.pdf: 962096 bytes, checksum: 4ca71be13c30f9de3e556e61b71038db (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Auxiliadora Lopes(silopes@ufba.br) on 2013-03-26T15:52:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Marise Oliveira Sanches.pdf: 962096 bytes, checksum: 4ca71be13c30f9de3e556e61b71038db (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-26T15:52:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marise Oliveira Sanches.pdf: 962096 bytes, checksum: 4ca71be13c30f9de3e556e61b71038db (MD5) Previous issue date: 2011 / O objeto deste trabalho de pesquisa é a análise do processo de construção coletiva colaborativa do conhecimento no desenvolvimento de um Curso de Formação de Gestores do Conhecimento (CFGC), que se realiza no interior de duas disciplinas que visam à formação de formadores em educação à distância (EaD), oferecidas pelo Programa de Pós-graduação em Educação da Universidade Federal da Bahia, durante os semestres 2006.2 e 2007.1. Esta análise concretiza-se mediante a prospecção de discursos de sujeitos alunos dessas disciplinas, durante sessões de chat registradas no acervo disponibilizado no AVA que dá suporte às interações entre os participantes. O objetivo geral do estudo foi detectar, no processo de preparação do CFGC, se foi possível a construção colaborativa do conhecimento, através do intercâmbio de “saberes” e “práticas” entre os participantes. A abordagem metodológica escolhida para o trabalho é a pesquisa qualitativa de inspiração fenomenológica, numa perspectiva multirreferencial, tendo o Método de Análise Contrastiva como “caminho”. De acordo com este método, realiza-se também uma prospecção da literatura pertinente ao campo da EaD, ao longo de todo o percurso do estudo, buscando elementos de semelhança e diferença entre informações já publicadas e os resultados da análise no campo empírico. Verifica-se que, embora alguns estudos venham sendo publicados sobre o tema, ainda se carece de mais investigação e de métodos mais robustos para a compreensão da complexidade dos processos de construção colaborativa do conhecimento mediada por AVA e, em particular, com o uso do recurso/atividade chat. As fontes consultadas apresentam poucas referências específicas sobre este objeto, pelo menos no viés que pressupõe a interação intersubjetiva para a instituição de uma cultura de construção colaborativa do conhecimento em situações de formação de formadores de EaD visando à gestão do conhecimento. A análise realizada evidencia não apenas a ocorrência dessa construção colaborativa / cooperativa, mas também que a sua dinâmica configurou-se como uma forma diferenciada de gerir as informações trocadas e o conhecimento produzido nesse processo. Além disso, o estudo mostra claramente: os intercâmbios que tiveram lugar nas sessões investigadas, demonstrando a partilha de diversos referenciais – teóricos e/ou de entendimento pessoal – sobre "conhecimento" e "experiências”, no modo como os alunos trabalham para a modelagem dos módulos; a negociação de significados no fluxo da comunicação intersubjetiva focada em um conteúdo específico; o chat como um recurso pedagógico que amplia as possibilidades de aprendizagem/construção do conhecimento, a partir do compartilhamento de pressupostos, idéias, conceitos, dúvidas e que, neste contexto, ofereceu suporte para que a aprendizagem fosse condição fundamental para a difusão do conhecimento construído. / Salvador.