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Reconstrução tridimensional por visão estereo e detecção de oclusões / Tridimensional reconstruction through stereo vision and occlusion detection

Nogueira, Fernando Marques de Almeida 19 December 2007 (has links)
Orientador: Clesio Luis Tozzi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_FernandoMarquesdeAlmeida_D.pdf: 5973806 bytes, checksum: ec2975af264084ab2665aa65eca49541 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova abordagem iterativa e hierárquica para a obtenção de mapas densos de disparidade, a partir de um par de imagens estereoscópicas retificadas, na qual oclusões são explicitamente identificadas. Esta abordagem se fundamenta num processo de busca hierárquica onde são determinados pares homólogos prioritários sobre os quais é aplicada a Injunção de Ordem. Pares homólogos prioritários consistem nos pontos que apresentam a propriedade de Correspondência Bidirecional para o maior número de janelas de busca organizadas em ordem crescente de tamanho. A aplicação da Injunção de Ordem aos pares homólogos prioritários elimina, já nas primeiras iterações, uma grande quantidade de correspondências ambíguas aumentando o índice de acertos e reduzindo o tempo de processamento. A abordagem proposta destaca-se pela utilização de apenas dois parâmetros que devem ser fornecidos a priori de maneira empírica: o tamanho inicial da janela e o número de níveis hierárquicos. A eficiência do algoritmo proposto foi avaliada a partir de imagens reais e simuladas e os resultados comparados com outras abordagens descritas na literatura / Abstract: This work presents a new hierarchical and iterative approach to obtain dense disparity maps from a pair of rectified stereoscopic images in which occlusions are explicitly identified. This approach is based on a process of hierarchical searching where priority matches are determined and upon which is applied the Order Constraint. Priority matches consist of points that present a property of Bidirectional Correspondence for the greatest number of searching windows, these ones organized in a size ascending order. The Order Constraint application on the priority matches eliminates, usually after the first iterations, a lot of ambiguous matches, increasing the rate of true matches and reducing the execution time. The proposed approach stands out by using only two parameters that must be provided a priori in an empirical way: the initial window size and the number of hierarquical levels. The efficiency of the proposed algorithm was evaluated using real and simulated images and the results were compared to other approaches described in the literature / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica
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A inclusão do robô humanóide NAO como recurso tecnológico no processo do ensino-aprendizado da Língua Portuguesa na Educação Especial

Assante, Lidiane de Souza 22 August 2016 (has links)
Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-01-25T13:11:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Parcial - Lidiane de Souza Assante.pdf: 1502522 bytes, checksum: 539c33aea656af53d0e41242e6feb497 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-01-25T13:12:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Parcial - Lidiane de Souza Assante.pdf: 1502522 bytes, checksum: 539c33aea656af53d0e41242e6feb497 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-01-25T13:12:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Parcial - Lidiane de Souza Assante.pdf: 1502522 bytes, checksum: 539c33aea656af53d0e41242e6feb497 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-25T13:12:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Parcial - Lidiane de Souza Assante.pdf: 1502522 bytes, checksum: 539c33aea656af53d0e41242e6feb497 (MD5) Previous issue date: 2016-08-22 / Robotics has emerged as a technology to improve services and increase productivity in large organizations, and today as attractive educational alternative to explore theoretical concepts covered in the classroom facilitating learning and charming student interest. The use of alternative methods for improving school education, it has become necessary. The new generation of learners living in panorama whose technology goes through constant changes inside and outside the academic atmosphere. Assistive technology today has expanded the functional abilities of people with disabilities and consequently promote independent living and social inclusion. Presupposed this research project aimed at analyzing the insertion of Humanoid Robot NAO as a communication tool and integration of the Portuguese language by the method developed ABCNAO with use of the computer system Choregraphe, in which the robot interacts in sequence learning activities. The project in question was justified for engineering production by including new teaching-learning process mediated by assistive technology and Humanoid Robot. As well as having Assistive Technology Center at UEA / AM that has the robot and is developing Educational Service Specialist (ESA). Research has shown scientifically that children with pervasive developmental disorders (PDD) and Disorder ASD (TA) communicate and interact more easily with a robot than with the human being, and it is desirable for language teaching and learning process Portuguese as another teaching / educational support tool for educational / technological purposes and relevant to scientific research in production engineering as a new and innovative process. As tools of analysis and discussion of the results will be given by survey information, tools and strategy for the collection, this research used focus groups, quantitative and qualitative data and application questionnaire on the robot so as to measure data that make relevant research. The result proved the potential of the humanoid robot in accordance with the Portuguese language in the teaching-learning process in special education, using the method developed during the study the ABCNAO as a pilot test, to make them (disabled children) more communicative and , socially interactive and playful learning tool and motivational. So is research is significant as new educational and technological tool in the process of teaching and learning the Portuguese language / A robótica surgiu como tecnologia para melhorar os serviços e aumentar a produtividade nas grandes organizações e, hoje, como alternativa educacional atraente para explorar conceitos teóricos abordados em sala de aula facilitando o aprendizado e encantando o interesse dos alunos. A utilização de métodos alternativos para melhorar o ensino escolar, tornou-se necessário. A nova geração de aprendizes vivem em panorama cuja tecnologia passa por constantes mudanças fora e dentro da atmosfera acadêmica. A tecnologia assistiva, hoje, vem ampliando as habilidades funcionais de pessoas com deficiência e consequentemente promover vida independente e inclusão social. Como pressuposto este projeto de pesquisa buscou analisar a inserção do Robô Humanoide NAO como ferramenta de comunicação e integração da Língua Portuguesa por meio do método desenvolvido ABCNAO com uso do sistema computacional Choregraphe, no qual o Robô interage em sequência de atividades didáticas. O projeto em questão justificou-se para a engenharia da produção pela inclusão de novo processo de ensino-aprendizagem mediados por tecnologia assistiva e Robô Humanoide. Bem como por ter Núcleo de Tecnologia Assistiva na UEA/AM que possui o robô e que vem desenvolvendo Atendimento Educacional Especializado (AEE). Pesquisas comprovaram cientificamente que crianças com transtornos globais do desenvolvimento (TGD) e Transtorno Espectro Autista (TA) se comunicam e interagem mais facilmente com um Robô do que com o próprio ser humano, além de se tornar oportuno para o processo de ensino aprendizagem da língua portuguesa como mais uma ferramenta de apoio didático/pedagógico com fins educacionais/tecnológicos e relevante para a pesquisa científica na engenharia de produção como um processo novo e inovador. Como instrumentos de análise e discussão dos resultados deu-se por levantamento de informações, instrumentos e estratégia para a coleta, nesta pesquisa utilizou-se grupo focal, dados quanti-qualitativo e aplicação de questionário sobre o robô para assim mensurar dados que tornem relevante à pesquisa. O resultado comprovou a potencialidade do robô humanoide em consonância com a língua portuguesa no processo do ensino-aprendizado na educação especial, utilizando o método desenvolvido durante o estudo, o ABCNAO, como teste piloto, para torná-los (as crianças deficientes) mais comunicativos e, interativos socialmente, bem como instrumento lúdico de aprendizagem e motivacional. Portanto esta pesquisa é significativa como nova ferramenta educacional e tecnológica no processo do ensino-aprendizado da língua portuguesa.
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Desenvolvimento de um sistema automatizado e dedicado à medição de diâmetros internos / Development of an automated and dedicated measuring system for internal diameter inspection

Rodrigo Juliano Silva 23 November 2011 (has links)
Determinadas peças cilíndricas internas exigem inspeção via súbito por dificuldades inerentes à peça ou de acesso a essas dimensões. O trabalho com esse tipo de instrumento exige operador especializado e em geral são medições demoradas e com alto nível de incerteza potencializada quando se trata de produção de médios e grandes lotes. Sabe-se que a medição acurada com baixos níveis de incerteza associada a tempos econômicos de inspeção são decisivos para o aumento da qualidade e produtividade da empresa, já que o conhecimento das dimensões é essencial para assegurar, que os componentes produzidos através dos diversos processos de manufatura estejam dentro das especificações. Este trabalho tem por objetivo apresentar o desenvolvimento de um sistema automatizado para a medição de diâmetros internos que simule a medição via comparador de diâmetros. Um robô industrial foi empregado como manipulador de transdutores de deslocamento do tipo LVDT e, substitui o operador humano. Para a realização das medidas, foi desenvolvido um programa computacional em linguagem Delphi, o que proporcionou a comunicação entre o microcomputador, LVDT e o sistema de controle do robô através de uma placa de aquisição do tipo AD/DA. Os valores medidos foram comparados com padrões metrológicos pertinentes. Os resultados foram efetivos e comprovaram a eficácia do sistema de medição proposto tanto técnica como economicamente. / Certain internal cylindrical surfaces require diameter inspection by means of bore gauges due to either shape-inherent difficulties or poor access to the measuring point. Measurements with such instruments, which call for skilled operator, are generally long and may present high uncertainty levels when inspecting mid-size or large part batches. Accurate measurements with low associated uncertainty and cost-effective inspection time are decisive to quality and productivity improvement, since dimensional information is essential to ensure that parts produced by several manufacturing processes lie within specifications. This work aims to present the development of an automated and dedicated diameter measuring system that simulates bore gauge inspection. An industrial robot, which was employed to manipulate inductive type displacement probes, replaces the human operator. In order to achieve measurements, a Delphi language object-oriented algorithm was developed to provide communication among displacement probes, a microcomputer and the robot control system, by means of an AD/DA acquisition board. Measured values were compared to pertinent metrological standards. The results were consistent and demonstrated the efficiency of the proposed measuring system, both technically and economically.
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Controle servo visual de veiculos roboticos aereos

Silveira Filho, Geraldo Figueiredo da 02 August 2018 (has links)
Orientadores : Marconi K. Madrid, J. Reginaldo H. Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T00:47:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilveiraFilho_GeraldoFigueiredoda_M.pdf: 8023500 bytes, checksum: 11850839474e305545cbb0b28afbce55 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado
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Controle por visão de veiculos roboticos

Shiroma, Pedro Mitsuo 22 June 2004 (has links)
Orientador: Jose Reginaldo Hughes Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:02:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Shiroma_PedroMitsuo_M.pdf: 3286889 bytes, checksum: 0b97977973f088e15fd80ae380f6881f (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta dissertação responde as questoes relativas ao controle servo visual baseado na imagem, aplicado a um robo movel Nomad 200, na realizacao de duas tarefas roboticas: Seguimento de trajetoria e posicionamento em relacao a um alvo, e da transicao entre ambas.Uma missao robotica e tipicamente composta por um conjunto de objetivos e restricoes a serem cumpridos. Um planejador determina, a partir dos objetivos, as trajetorias necessarias para atingir os alvos. O robo deve, entao, navegar pelo ambiente e posicionar-se frente aos alvos. Porem, alguma forma de manipulacao ou medida e realizado, conforme o objetivo a ser alcancado, passando-se para o proximo objetivo. Existe claramente,neste modelo, uma hierarquia entre as tarefas, partindo de um nvel de especicacao mais elevado, ate os detalhes basicos, como controle da trajetoria, deteccao de obstaculos, replanejamento, dentre outros. O controle relaciona em tempo real os dados capturados pelos sensores, com os sinais a serem transmitidos aos atuadores, respondendo pelas acoes do robo. Devido principalmente aos avan»cos tecnologicos, somente recentemente o sensor visual pode ser incluido nos algoritmos de controle, permitindo o desenvolvimento de uma nova area de pesquisa. Dentre as diversas abordagens que surgiram utilizando a visao, destaca-se o controle servo visual baseado na imagem (IBVS). Duas tarefas encontradas frequentemente em aplicacoes roboticas sao o seguimento de uma trajetoria e o posicionamento em relacao a um alvo conhecido. Este trabalho propoe uma solucao, baseada em IBVS, para ambas as tarefas e a realizacao da transicao da primeira para a segunda. Diversos aspectos estao envolvidos no desenvolvimento de solucoes para os problemas propostos e, deste conjunto, estuda-se neste trabalho, os criterios para a escolha das caractersticas visuais ecessarias para a realizacao da tarefa, os algoritmos de processamento de imagens e visao computacional utilizados para a extracao das caractersticas visuais, as tecnicas de rastreamento de caractersticas visuais, os aspectos de controle, o desenvolvimento da assim chamada Matriz de Interacao, do controle hbrido e funcao tarefa, das matrizes de transformacao de velocidades e dos aspectos de implementacao numa plataforma real, tais como a arquitetura de software, etapas do desenvolvimento e testes realizados e os modulos acrescentados para simular a plataforma experimental. A metodologia e validada experimentalmente atraves do robo movel Nomad 200, pre-sente na Divisao de Robotica e Visao Computacional do Centro de Pesquisas Renato Ar-cher (DRVC/CenPRA). Este trabalho encontra-se inserido no escopo do projeto AURORA, cujo objetivo e o desenvolvimento de uma plataforma robotica aerea semi-autonoma baseado em um dirigvel aero-estatico, e os resultados obtidos abrem caminho para a implementacao do controle visual, antevendo algumas das diculdades a serem vencidas / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação
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Geração de mapas de ambientes utilizando um sistema de percepção LIDAR - 3D / Environmental maps generation using LIDAR - 3D perception system

Alvarez-Jácobo, Justo Emilio, 1973- 12 June 2013 (has links)
Orientador: Pablo Siqueira Meirelles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:45:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvarez-Jacobo_JustoEmilio_D.pdf: 7664743 bytes, checksum: 72e7ab67912a544a9178da02711121d9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um Sistema de Percepção baseado na utilização de sensores telemétricos tipo LIDAR. Uma plataforma de escaneamento a laser em três dimensões LMS-3D é construída a fim da navegação autônoma de robôs. A área navegável é obtida a partir de mapas telemétricos, caracterizados com algoritmos de grades de ocupação (GO) (em duas dimensões com a terceira colorida e 3D) e com o cálculo de gradientes vetoriais. Dois tipos de áreas navegáveis são caracterizadas: (i) área de navegação primária representada por uma área livre dentro da GO; e (ii) área de navegação continua representada pela soma das áreas continuas e gradientes classificados com um determinado limiar. Este limiar indica se uma área é passível de navegação considerando as características do robô. A proposta foi avaliada experimentalmente em ambiente real, contemplou a detecção de obstáculos e a identificação de descontinuidades / Abstract: This thesis was proposed to demonstrate the study and development of a Perception System based on the utilization of a LIDAR telemetric sensors. It was proposed to create a LMS-3D three dimension laser scanning platform, in an attempt to promote the Autonomous Robot Navigation. The scanned area was obtained based on telemetric maps, which was characterized with Occupancy Grid algorithms (OG) (in two dimensions with the third colored and 3D) and Vector Gradients calculation. Two different navigation areas were characterized: (i) primary area of navigation, that represents the free area inside a OG, and (ii) continuous navigation area, that represents the navigated area composed by the sum of continuous areas and the gradients classified by a determined threshold, which indicates the possible navigated area, based on the robot characteristics. The proposition of this thesis was evaluated in a real environment and was able to identify the obstacles detection and also the discontinuance / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica
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Ambiente para interação baseada em reconhecimento de emoções por análise de expressões faciais / Environment based on emotion recognition for human-robot interaction

Caetano Mazzoni Ranieri 09 August 2016 (has links)
Nas ciências de computação, o estudo de emoções tem sido impulsionado pela construção de ambientes interativos, especialmente no contexto dos dispositivos móveis. Pesquisas envolvendo interação humano-robô têm explorado emoções para propiciar experiências naturais de interação com robôs sociais. Um dos aspectos a serem investigados é o das abordagens práticas que exploram mudanças na personalidade de um sistema artificial propiciadas por alterações em um estado emocional inferido do usuário. Neste trabalho, é proposto um ambiente para interação humano-robô baseado em emoções, reconhecidas por meio de análise de expressões faciais, para plataforma Android. Esse sistema consistiu em um agente virtual agregado a um aplicativo, o qual usou informação proveniente de um reconhecedor de emoções para adaptar sua estratégia de interação, alternando entre dois paradigmas discretos pré-definidos. Nos experimentos realizados, verificou-se que a abordagem proposta tende a produzir mais empatia do que uma condição controle, entretanto esse resultado foi observado somente em interações suficientemente longas. / In computer sciences, the development of interactive environments have motivated the study of emotions, especially on the context of mobile devices. Research in human-robot interaction have explored emotions to create natural experiences on interaction with social robots. A fertile aspect consist on practical approaches concerning changes on the personality of an artificial system caused by modifications on the users inferred emotional state. The present project proposes to develop, for Android platform, an environment for human-robot interaction based on emotions. A dedicated module will be responsible for recognizing emotions by analyzing facial expressions. This system consisted of a virtual agent aggregated to an application, which used information of the emotion recognizer to adapt its interaction strategy, alternating between two pre-defined discrete paradigms. In the experiments performed, it was found that the proposed approach tends to produce more empathy than a control condition, however this result was observed only in sufficiently long interactions.
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Integração de sistemas cognitivo e robótico por meio de uma ontologia para modelar a percepção do ambiente / Integration of cognitive and robotic systems through an ontology to model the perception of the environment

Azevedo, Helio 01 August 2018 (has links)
A disseminação do uso de robôs na sociedade moderna é uma realidade. Do começo restrito às operações fabris como pintura e soldagem, até o início de seu uso nas residências, apenas algumas décadas se passaram. A robótica social é uma área de pesquisa que visa desenvolver modelos para que a interação direta de robôs com seres humanos ocorra de forma natural. Um dos fatores que compromete a rápida evolução da robótica social é a dificuldade em integrar sistemas cognitivos e robóticos, principalmente devido ao volume e complexidade da informação produzida por um mundo caótico repleto de dados sensoriais. Além disso, a existência de múltiplas configurações de robôs, com arquiteturas e interfaces distintas, dificulta a verificação e repetibilidade dos experimentos realizados pelos diversos grupos de pesquisa. Esta tese contribui para a evolução da robótica social ao definir uma arquitetura, denominada Cognitive Model Development Environment (CMDE) que simplifica a conexão entre sistemas cognitivos e robóticos. Essa conexão é formalizada com uma ontologia, denominada OntPercept, que modela a percepção do ambiente a partir de informações sensoriais captadas pelos sensores presentes no agente robótico. Nos últimos anos, diversas ontologias foram propostas para aplicações robóticas, mas elas não são genéricas o suficiente para atender completamente às necessidades das áreas de robótica e automação. A formalização oferecida pela OntPercept facilita o desenvolvimento, a reprodução e a comparação de experimentos associados a robótica social. A validação do sistema proposto ocorre com suporte do simulador Robot House Simulator (RHS), que fornece um ambiente onde, o agente robótico e o personagem humano podem interagir socialmente com níveis crescentes de processamento cognitivo. A proposta da CMDE viabiliza a utilização de qualquer sistema cognitivo, em particular, o experimento elaborado para validação desta pesquisa utiliza Soar como arquitetura cognitiva. Em conjunto, os elementos: arquitetura CMDE, ontologia OntPercept e simulador RHS, todos disponibilizados livremente no GitHub, estabelecem um ambiente completo que propiciam o desenvolvimento de experimentos envolvendo sistemas cognitivos dirigidos para a área de robótica social. / The use of robots in modern society is a reality. From the beginning restricted to the manufacturing operations like painting and welding, until the beginning of its use in the residences, only a few decades have passed. Social robotics is an area that aims to develop models so that the direct interaction of robots with humans occurs naturally. One of the factors that compromises the rapid evolution of social robotics is the difficulty in integrating cognitive and robotic systems, mainly due to the volume and complexity of the information produced by a chaotic world full of sensory data. In addition, the existence of multiple configurations of robots, with different architectures and interfaces, makes it difficult to verify and repeat the experiments performed by the different research groups. This research contributes to the evolution of social robotics by defining an architecture, called Cognitive Model Development Environment (CMDE), which simplifies the connection between cognitive and robotic systems. This connection is formalized with an ontology, called OntPercept, which models the perception of the environment from the sensory information captured by the sensors present in the robotic agent. In recent years, several ontologies have been proposed for robotic applications, but they are not generic enough to fully address the needs of robotics and automation. The formalization offered by OntPercept facilitates the development, reproduction and comparison of experiments associated with social robotics. The validation of the proposed system occurs with support of the Robot House Simulator (RHS), which provides an environment where the robotic agent and the human character can interact socially with increasing levels of cognitive processing. All together, the elements: CMDE architecture, OntPercept ontology and RHS simulator, all freely available in GitHub, establish a complete environment that allows the dev
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Desenvolvimento de um sistema de análise de compostos voláteis ionizáveis por eletroforese capilar combinando técnicas de microfabricação / Development of an analysis system for ionizable gases using capillary electrophoresis combining conventional and microfabrication techniques

Costa, Eric Tavares da 13 November 2013 (has links)
O desenvolvimento de um equipamento de eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato e hifenizado a um sistema de amostragem de gases é apresentado. Ele foi construído a partir de chapas de poli(metacrilato de metila) por ablação a laser de CO2, mesclando métodos convencionais com os de microfabricação. Este protótipo traz como inovações: (1) a refrigeração em estado sólido da coluna capilar, (2) a inclusão de eletrólise separada em microdispositivos e (3) a montagem de uma válvula embutida no microchip, baseada em servomotor. O equipamento é portátil (31 × 29 × 25 cm) e projetado para ser utilizado em bancada ou embarcado num robô para análises remotas de agentes neurotóxicos e outros gases ionizáveis em contato com a fase aquosa. O sistema de termostatização permitiu o controle da temperatura interna do capilar de sílica fundida entre 12 e 50 °C utilizando uma elemento Peltier a a partir da temperatura ambiente de 21 °C. A amostragem de gases é feita utilizando-se uma membrana tubular porosa acoplada ao sistema microfluídico. Ela possui 10 cm de comprimento com 300 micrometros de diâmetro externo e 3,1 microlitros de volume interno. Como prova de conceito, foram feitas amostragens de ar contendo ácidos fórmico, acético e propiônico, separação por eletroforese capilar dos respectivos ânions e detecção com relação sinal-ruído de 414, 150 e 115, respectivamente. A amostragem foi realizada por 30 s e a injeção eletrocinética, por 2 s a 1 kV. A corrida eletroforética foi concluída em 4 min. / The development of a capillary electrophoresis equipment with contactless conductivity detection coupled to a gas sampling system is described. It was constructed from poly(methyl methacrylate) by carbon dioxide laser ablation, using conventional methods and microfabrication. The innovations are: (1) solid-state cooling system of the silica capillary, (2) the inclusion of separate electrolysis on a microdevices, and (3) a valve assembly embedded in the microchip based servomotor. It is portable (31 × 29 × 25 cm) and designed to be used on a workbench or embedded in a robot for remote analysis of nerve agents and other ionized gases. The thermostating system allowed the temperature control of the fused silica capillary between 12 and 50 °C using a Peltier chip from ambient temperature of 21°C. Gas sampling is performed using a tubular porous membrane coupled to the microfluidic system. It is 10 cm long with outer diameter of 300 micrometers and 3.1 microliters of internal volume. Air containing formic, acetic, and propionic acids were sampled, and the corresponding anions were separated and detected in the equipment as a proof of concept. The signal-to-noise ratio were, respectively, 414, 150, and 115, after sampling by 30 s and electrokinetic injection by 2 s at 1 kV. The electrophoretic run was accomplished in 4 min.
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Desenvolvimento de um sistema de análise de compostos voláteis ionizáveis por eletroforese capilar combinando técnicas de microfabricação / Development of an analysis system for ionizable gases using capillary electrophoresis combining conventional and microfabrication techniques

Eric Tavares da Costa 13 November 2013 (has links)
O desenvolvimento de um equipamento de eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato e hifenizado a um sistema de amostragem de gases é apresentado. Ele foi construído a partir de chapas de poli(metacrilato de metila) por ablação a laser de CO2, mesclando métodos convencionais com os de microfabricação. Este protótipo traz como inovações: (1) a refrigeração em estado sólido da coluna capilar, (2) a inclusão de eletrólise separada em microdispositivos e (3) a montagem de uma válvula embutida no microchip, baseada em servomotor. O equipamento é portátil (31 × 29 × 25 cm) e projetado para ser utilizado em bancada ou embarcado num robô para análises remotas de agentes neurotóxicos e outros gases ionizáveis em contato com a fase aquosa. O sistema de termostatização permitiu o controle da temperatura interna do capilar de sílica fundida entre 12 e 50 °C utilizando uma elemento Peltier a a partir da temperatura ambiente de 21 °C. A amostragem de gases é feita utilizando-se uma membrana tubular porosa acoplada ao sistema microfluídico. Ela possui 10 cm de comprimento com 300 micrometros de diâmetro externo e 3,1 microlitros de volume interno. Como prova de conceito, foram feitas amostragens de ar contendo ácidos fórmico, acético e propiônico, separação por eletroforese capilar dos respectivos ânions e detecção com relação sinal-ruído de 414, 150 e 115, respectivamente. A amostragem foi realizada por 30 s e a injeção eletrocinética, por 2 s a 1 kV. A corrida eletroforética foi concluída em 4 min. / The development of a capillary electrophoresis equipment with contactless conductivity detection coupled to a gas sampling system is described. It was constructed from poly(methyl methacrylate) by carbon dioxide laser ablation, using conventional methods and microfabrication. The innovations are: (1) solid-state cooling system of the silica capillary, (2) the inclusion of separate electrolysis on a microdevices, and (3) a valve assembly embedded in the microchip based servomotor. It is portable (31 × 29 × 25 cm) and designed to be used on a workbench or embedded in a robot for remote analysis of nerve agents and other ionized gases. The thermostating system allowed the temperature control of the fused silica capillary between 12 and 50 °C using a Peltier chip from ambient temperature of 21°C. Gas sampling is performed using a tubular porous membrane coupled to the microfluidic system. It is 10 cm long with outer diameter of 300 micrometers and 3.1 microliters of internal volume. Air containing formic, acetic, and propionic acids were sampled, and the corresponding anions were separated and detected in the equipment as a proof of concept. The signal-to-noise ratio were, respectively, 414, 150, and 115, after sampling by 30 s and electrokinetic injection by 2 s at 1 kV. The electrophoretic run was accomplished in 4 min.

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