Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Cirurgias minimamente invasivas requerem aprendizagem e treinamento de habilidades nÃo convencionais de cirurgiÃes (por exemplo, coordenaÃÃo mÃo-olho, destreza manual e precisÃo). Os processos de ensino e aprendizagem envolvem, em geral, o uso de caixas-pretas simuladoras para o treinamento dessas habilidades que podem ser praticadas com atividades de navegaÃÃo com as pinÃas laparoscÃpicas e de coordenaÃÃo de movimentos simples. Neste trabalho, propÃe-se estender caixas-pretas de treinamento laparoscÃpico com Realidade Aumentada (RA) e tÃcnicas de gamificaÃÃo. O ambiente proposto apresenta uma cÃmera adicional e utiliza algoritmos de rastreamento de objetos a fim de controlar os movimentos dos objetos manipulados. O ambiente proposto à uma caixa laparoscÃpica simuladora capaz de observar o desempenho do aprendiz durante a atividade de formaÃÃo (por exemplo, tempo para terminar a atividade, erros). O framework LARG à a parte de software principal do simulador. Ele foi desenvolvido para implementar as atividades e integrar as bibliotecas OpenCV e Ogre3D. O framework possui mecanismos que possibilitam renderizar imagens 3D nas atividades, rastrear objetos, detectar padrÃes e inserir componentes gamificados. Foram projetadas e desenvolvidas duas atividades para o treinamento de habilidades de navegaÃÃo. Uma avaliaÃÃo de usabilidade do simulador foi realizada com um grupo de dezoito mÃdicos que executou as duas atividades. Os resultados indicam uma boa aceitaÃÃo de usabilidade do ambiente proposto. Observou-se tambÃm uma diferenÃa significativa no desempenho entre os cirurgiÃes e os alunos do primeiro ano de residÃncia, um indicativo positivo para a utilizaÃÃo do simulador no processo de ensino e aprendizagem de habilidades em MIS. / Minimally Invasive Surgeries (MIS) require learning and training unconventional skills of surgeons (e.g., hand-eye coordination, manual dexterity). The teaching and learning processes usually involve the use of simulating box-trainers, which allow the training of such skills with navigation activities and simple coordination. In this paper, we propose to extend laparoscopic box-trainers with Augmented Reality (AR) and gamification techniques. The proposal uses an additional camera and object tracking to monitor the movement of handled objects. Our boxtrainer simulator is able to assess the performance of students during the training activity (e.g., time to complete the activity, errors). The main part of the simulator is the LARG framework, which is developed and used to implement the gamified activities. The framework integrates the OpenCV and Ogre3D libraries. It offers mechanisms that enable rendering of 3D images in activities, tracking of objects, detecting patterns and inserting gamified components. We designed and developed two activities for the training of navigation skills. A usability evaluation of the proposal was implemented with a group of eighteen members who performed two activities. Results indicate a good usability acceptance of the box-trainer. We also observed a significant difference in performance between surgeons and students of the first year of residency, thus indicating the simulator can be successfully used in learning MIS skills.

Problemas de otimização em caixas são de grande importância, não só por surgirem naturalmente na formulação de problemas da vida prática, mas também por aparecerem como subproblemas de métodos de penalização ou do tipo Lagrangiano Aumentado para resolução de problemas de programação não-linear. O objetivo do trabalho é estudar um algoritmo de restrições ativas para problemas de otimização em caixas recentemente apresentado chamado ASA e compará-lo à versão mais recente de GENCAN, que é também um método de restrições ativas. Para tanto, foi elaborada uma metodologia de testes robusta e minuciosa, que se propõe a remediar vários dos aspectos comumente criticados em trabalhos anteriores. Com isso, puderam ser extraídas conclusões que levaram à melhoria de GENCAN, conforme ficou posteriormente comprovado por meio da metodologia aqui introduzida. / Box-constrained optimization problems are of great importance not only for naturally arising in several real-life problems formulation, but also for their occurrence as sub-problems in both penalty and Augmented Lagrangian methods for solving nonlinear programming problems. This work aimed at studying a recently introduced active-set method for box-constrained optimization called ASA and comparing it to the latest version of GENCAN, which is also an active-set method. For that purpose, we designed a robust and thorough testing methodology intended to remedy many of the widely criticized aspects of prior works. Thereby, we could draw conclusions leading to GENCAN\'s further development, as it later became evident by means of the same methodology herein proposed.

Orientador: Aparecido Carlos Gonçalves / Resumo: A falha catastrófica de caixas de engrenagens acarreta em perdas de produção e custos de manutenção. O elemento mecânico que mais falha em uma caixa de engrenagens é o próprio par engrenado. Estas falhas geralmente ocorrem devido a defeitos pontuais nos dentes como desgaste severo e presença de trincas, contrariando os fatores de segurança previamente definidos por normas referentes aos critérios de falhas em engrenagens. O monitoramento da condição do par engrenado busca avaliar parâmetros representativos dos mecanismos de falha do par engrenado. As técnicas de monitoramento da condição mais utilizadas são a análise de vibrações e análise de lubrificantes. Este trabalho realiza uma revisão bibliográfica de técnicas de monitoramento da condição. A parte experimental consiste na avaliação de uma bancada sob três condições: desgaste severo ao longo da vida útil da engrenagem; engrenagem entalhada para simulação de trinca; engrenagem com variação do entalhe para simulação de uma propagação de trinca. A condição da bancada foi avaliada utilizando técnicas de tratamento de sinais de vibração como TSA, sinal residual, demodulação temporal e análise estatística via PDF beta e; técnicas de análise de lubrificantes como contagem de partículas e espectrometrias de raios-x e infravermelho. Todas as técnicas se mostraram adequadas na avaliação da evolução do desgaste excetuando a espectrometria de infravermelho. Apenas as técnicas de vibração se mostraram adequadas para identificar a pre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The catastrophic failure of gearboxes results in production losses and maintenance costs. The mechanical component that most fails in gearboxes are the gears. These failures usually occur before the end of useful life projected by criteria of failure standards due teeth defects as severe wear and cracking. The condition monitoring of gearboxes evaluates parameters which can indicate the mechanism of failure in process in the gear. The most commonly used monitoring techniques of gearboxes are vibration analysis and lubricant analysis. Firstly, this work performs a bibliographic review of condition monitoring techniques. The experimental analysis consists of the evaluation of an experimental workbench under three conditions: severe wear throughout the life of the gear; notched gear for crack simulation and; gear with variation of notch for simulation of a crack propagation. The workbench condition was evaluated using vibration signal treatment techniques such as TSA, Residual Signal, Demodulation, Statistical Moments, Crest Factor and Statistical Analysis using PDF beta and; techniques for analyzing lubricants such as particle counting and x-ray and infrared spectrometry. All the techniques were adequate to evaluate the evolution of wear except infrared spectrometry. Only the vibration techniques were adequate to identify the presence an evolution of the notch. Statistical analysis using PDF beta was useful to identify the degradation of a tooth as the notch size evolved. / Mestre

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2685.pdf: 1876781 bytes, checksum: d3c1e2f0274bc0264d006a778e4c3ccd (MD5) Previous issue date: 2009-09-25 / Financiadora de Estudos e Projetos / Intermodal transport, that is, the integration between different transport modes was facilitated by the use of containers. The stowage devices in the breakdown of the cargo is an important logistics activity, since the total volume actually used can affect significantly the cost of transporting the products. This approach addresses the Container Loading Problem, which more generally consists in arranging items (for example, products packaged in boxes) of various sizes within larger objects (for example, containers) with the maximum use of the available volume. In particular, it is considered the special case where the boxes to be arranged are rectangular and identical (single sized) and there is only a single container. In order to tackle these problems, the 2006´s Tabu Search heuristic by Pureza and Morabito, originally proposed for the Manufacturer s Pallet Loading Problem, was extended. From an initial solution generated by a block heuristic, moves are applied to selected blocks in order to change their box orientation and/or to expand them in one of the six directions, which result in the reduction, elimination and creation of other blocks. Criteria for stability of the load are also addressed in this work. Computational experiments using a set of instances in the literature demonstrate the performance of the proposed approach. / O transporte intermodal, ou seja, a integração entre diversos modos de transporte foi facilitada com o uso de contêineres. O acondicionamento da carga em dispositivos de unitização de cargas é uma importante atividade logística, uma vez que o volume total efetivamente utilizado pode afetar de maneira significativa o custo de transporte dos produtos. Este trabalho aborda o problema do carregamento de contêineres, cuja forma mais geral consiste em arranjar itens (por exemplo, produtos embalados em caixas) de vários tamanhos dentro de objetos maiores (por exemplo, contêineres) com máximo aproveitamento do volume disponível. Em particular, é considerado o caso especial em que as caixas a serem arranjadas são retangulares e idênticas e dispõe-se de apenas um único contêiner. Com vistas à resolução destes problemas, estendemos a heurística de busca tabu de Pureza e Morabito (2006), originalmente projetada para o problema de carregamento de paletes do produtor. Partindo-se de uma solução inicial gerada por uma heurística de blocos, são realizados movimentos de troca de orientação e/ou expansão de blocos selecionados, e que resultam na diminuição, eliminação e criação de outros blocos. Critérios de estabilidade da carga são também abordados neste trabalho. Experimentos computacionais utilizando um conjunto de instâncias da literatura demonstram o desempenho da abordagem proposta.

Submitted by CARLOS EDUARDO SGOTTI (carlos.sgotti@hotmail.com) on 2018-04-27T18:42:48Z No. of bitstreams: 1 2018_Sgotti_Dissertação_Mestrado.pdf: 10994360 bytes, checksum: 90aa52990d9db0b33dd9950ddfb58289 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-04-27T19:11:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sgotti_ce_me_ilha.pdf: 10994360 bytes, checksum: 90aa52990d9db0b33dd9950ddfb58289 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T19:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sgotti_ce_me_ilha.pdf: 10994360 bytes, checksum: 90aa52990d9db0b33dd9950ddfb58289 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A falha catastrófica de caixas de engrenagens acarreta em perdas de produção e custos de manutenção. O elemento mecânico que mais falha em uma caixa de engrenagens é o próprio par engrenado. Estas falhas geralmente ocorrem devido a defeitos pontuais nos dentes como desgaste severo e presença de trincas, contrariando os fatores de segurança previamente definidos por normas referentes aos critérios de falhas em engrenagens. O monitoramento da condição do par engrenado busca avaliar parâmetros representativos dos mecanismos de falha do par engrenado. As técnicas de monitoramento da condição mais utilizadas são a análise de vibrações e análise de lubrificantes. Este trabalho realiza uma revisão bibliográfica de técnicas de monitoramento da condição. A parte experimental consiste na avaliação de uma bancada sob três condições: desgaste severo ao longo da vida útil da engrenagem; engrenagem entalhada para simulação de trinca; engrenagem com variação do entalhe para simulação de uma propagação de trinca. A condição da bancada foi avaliada utilizando técnicas de tratamento de sinais de vibração como TSA, sinal residual, demodulação temporal e análise estatística via PDF beta e; técnicas de análise de lubrificantes como contagem de partículas e espectrometrias de raios-x e infravermelho. Todas as técnicas se mostraram adequadas na avaliação da evolução do desgaste excetuando a espectrometria de infravermelho. Apenas as técnicas de vibração se mostraram adequadas para identificar a presença do entalhe. A análise estatística via PDF beta se mostrou útil para identificar a degradação de um dente conforme evolui o tamanho do entalhe. / The catastrophic failure of gearboxes results in production losses and maintenance costs. The mechanical component that most fails in gearboxes are the gears. These failures usually occur before the end of useful life projected by criteria of failure standards due teeth defects as severe wear and cracking. The condition monitoring of gearboxes evaluates parameters which can indicate the mechanism of failure in process in the gear. The most commonly used monitoring techniques of gearboxes are vibration analysis and lubricant analysis. Firstly, this work performs a bibliographic review of condition monitoring techniques. The experimental analysis consists of the evaluation of an experimental workbench under three conditions: severe wear throughout the life of the gear; notched gear for crack simulation and; gear with variation of notch for simulation of a crack propagation. The workbench condition was evaluated using vibration signal treatment techniques such as TSA, Residual Signal, Demodulation, Statistical Moments, Crest Factor and Statistical Analysis using PDF beta and; techniques for analyzing lubricants such as particle counting and x-ray and infrared spectrometry. All the techniques were adequate to evaluate the evolution of wear except infrared spectrometry. Only the vibration techniques were adequate to identify the presence an evolution of the notch. Statistical analysis using PDF beta was useful to identify the degradation of a tooth as the notch size evolved.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jairo Pinto de Oliveira.pdf: 2727767 bytes, checksum: 3b1352014d87848112176e085bb84c8d (MD5) Previous issue date: 2012-12-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Effluents are released daily into water bodies without any treatment with high levels of oil and grease (OG) and are a huge environmental problem. These residues are potentially available may be used for energy recovery, such as oil usage for the production of biodiesel. As the biggest barrier to the production of biodiesel involves the cost of raw materials, grease traps of restaurants, industries and wastewater treatment plants can be used as feedstock for biofuel production, since they have large amounts of oil and grease without cost. However, residual oils and greases contain high levels of free fatty acids (FFA) and as the preferred route for the production of biodiesel transesterification is alkaline, may be formed soap as a final product, impairing the separation of glycerol and decreasing the reaction yield. Thus, the acidic and enzymatic transesterification can present as promising alternatives, since it can catalyze the modification of both triglycerides and free fatty acids. The objective of this study was to investigate the possibility of using four types of oily waste sanitation (skimmings of grease from a University Restaurant, a Food Industry, a Station Wastewater Treatment and Sludge pits and septic tanks); characterize the physicochemical properties of oils and greases extracted and evaluate processes involving generation of biodiesel acid catalyst (H2SO4) and enzyme (immobilized Candida antarctica). The residues studied showed high levels of oil and grease and physicochemical characterization showed high levels of acidity, saponification and humidity. Were detected and quantified the major saturated and unsaturated fatty acids by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The production of biodiesel from raw materials from grease traps showed high levels of conversion, greater than or equal 90%, which shows that both catalysts (H2SO4 and lipase Candida antarctica) are presented in the efficient esterification of raw waste acidic. The best conversion was found to be 96.5% using the lipid material from the grease trap the University Restaurant UFES catalyzed enzymatically at 50 ° C and molar ratio of 1:9 (oil: alcohol) / Efluentes são lançados diariamente em corpos d água sem nenhum tipo de tratamento com elevados teores de óleos e graxas (OG) e constituem um enorme problema ambiental. Estes resíduos potencialmente disponíveis podem ser utilizados para o aproveitamento energético, como o uso de óleo para a produção de biodiesel. Como a maior barreira para produção de biodiesel envolve o custo de matéria prima, caixas de gordura de restaurantes, indústrias e de estações de tratamento de efluentes podem ser utilizados como matéria prima para produção de biocombustível, pois apresentam grandes quantidades de óleos e graxas sem nenhum custo. No entanto, óleos e graxas residuais contêm altos teores de ácidos graxos livres (AGL), e como a via preferencial para a produção de biodiesel é a transesterificação alcalina, pode ocorrer a formação de sabão como produto final, prejudicando a separação do glicerol e diminuindo o rendimento da reação. Desta forma, a transesterificação enzimática e ácida podem se apresentar como alternativas promissoras, visto que podem catalisar a modificação tanto de triglicerídeos como de ácidos graxos livres. O objetivo deste trabalho foi verificar a possibilidade de utilização de quatro tipos de resíduos oleosos do saneamento (Escumas de caixas de gordura de um Restaurante Universitário, de uma Indústria de Alimentos, de uma Estação de Tratamento de Efluentes e de Lodos de Fossas e Tanques Sépticos), caracterizar as propriedades físico-químicas dos óleos e graxas extraídos, bem como avaliar processos de geração de biodiesel envolvendo catalisador ácido (H2SO4) e enzimático (Candida antarctica imobilizada). Os resíduos estudados apresentaram altos teores de óleos e graxas e a caracterização físico-química mostrou elevados índices de acidez, saponificação e umidade. Foram detectados e quantificados os principais ácidos graxos saturados e insaturados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). A produção do biodiesel a partir das matérias primas provenientes de caixas de gordura apresentaram altos níveis de conversões, maior ou igual 90%, o que demonstra que ambos os catalisadores (H2SO4 e a lipase Candida antarctica) apresentam-se eficientes na esterificação de matérias primas residuais ácidas. A melhor conversão encontrada foi de 96,5% utilizando o material lipídico proveniente da caixa de gordura do Restaurante Universitário da UFES catalisado enzimaticamente a 50ºC e razão molar 1:9 (óleo:álcool)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4746.pdf: 1426086 bytes, checksum: f41b8c37c91b06ab62579658c926ad62 (MD5) Previous issue date: 2012-11-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / With the rapid development of civil aviation in Brazil there was a large number of subjects involved in the aircraft maintenance work. Much of workers develop tasks involving manual material handling (MMH), which already have evidenced musculoskeletal risks. However, workers from the aircraft maintenance industry suffer huge pressure due the safety issues and the quality of the work that is performed. There were no studies in the literature that addressed the risk factors present in this sector. Thus, the aim of Study 1 was to evaluate the psychosocial indicators, as well as reports of musculoskeletal symptoms and disorders among workers iof the aircraft maintenance industry. One hundred and one employees were assessed using the Nordic Musculoskeletal Questionnaire, a standardized physical examination, the Job Content Questionnaire and the Utrecht Work Engagement Scale. The results indicate that the workers are exposed to good psychosocial conditions, which have neither prevented the emergence of musculoskeletal disorders, nor the self reported pain and functional disability, particularly associated with the lower back. As the MMH was the main activity performed by the aircraft maintenance workers assessed, musculoskeletal disorders seem to be associated with the biomechanical characteristics of this activity. Despite the risks already identified, the literature suggests some strategies for reducing the physical load imposed to the musculoskeletal system during MMH. These strategies such as the implementation of handles on boxes, ensuring better coupling object/hands during handling. However, the recommendations of adaptations in boxes are not conclusive regarding handle placement, and their impact on workers' musculoskeletal conditions. Thus, the Study 2 was conducted based on a systematic literature review. The aim was to synthesize evidence regarding the effect of adjustment on boxes, aiming at reduction of musculoskeletal load. A survey was conducted in the following databases: Embase, Pubmed / Medline, Web of Science, and Lilacs Bireme CINAHAL, Sportdiscuss, Cochrane. Two reviewers independently selected the relevant studies, and any disagreements were solved by consensus. Cross-sectional studies were included. The scale proposed by Ariens (2000) was used to assess the quality of the studies included in this review. The electronic search yielded a total of 1170 references published in English. At the end of the selection process, and after manual search of references, the selection included 15 cross-sectional studies. Due to do the great methodological variability, regarding both methods and the proposed adaptations (size and mass of boxes), associated with the low quality of the studies prevented the synthesis of evidence. There is a need of using objective and subjective methods to evaluate standardized boxes with handles, which can also be applied to the assessment of other ergonomic interventions. Furthermore, the handles should be investigated using various positions and inclinations, and the MMH has to be carried out to different heights, in order to provide more conclusive evidence to support the implementation of those adaptations in the occupational practice. Experienced subjects have also to be considered in future studies. / Com o desenvolvimento acelerado da aviação civil no Brasil observou-se um elevado número de sujeitos envolvidos com o trabalho de manutenção de aeronaves. Grande parte dos trabalhadores desenvolvem tarefas que envolvem a realização do manuseio de cargas, o qual já tem grandes evidências de riscos musculoesqueléticos. No entanto, o setor de manutenção de aeronaves sofre grandes pressões com a segurança e com a qualidade do trabalho realizado. Não foram encontrados na literatura estudos que abordassem os fatores de risco presentes neste setor. Dessa forma, o Estudo 1 teve como objetivo avaliar os indicadores psicossociais, assim como os relatos de sintomas musculoesqueléticos entre trabalhadores do setor de manutenção de aeronaves. Cento e um funcionários foram avaliados por meio do Questionário Nórdico de Sintomas Osteomusculares, por uma avaliação física padronizada e pelas Escala de Estresse e Trabalho e a Escala de Bem Estar e Trabalho. Os resultados indicam que trabalhadores da indústria de manutenção de aeronaves envolvidos com tarefas de manuseio de materiais são expostos a boas condições psicossociais, o que não impediu o surgimento de distúrbios musculoesqueléticos, nem o alto índice de relato de dor e incapacidade funcional, particularmente associado com a parte inferior da coluna. Como o manuseio de materiais foi a principal atividade realizada no setor de manutenção de aeronaves avaliado, os distúrbios musculoesqueléticos encontrados foram associados às características biomecânicas desta atividade. Apesar dos riscos já identificados, a literatura aponta algumas estratégias para redução da carga física imposta ao sistema musculoesquelético durante o manuseio de cargas. Tratam-se de estratégias nos instrumentos de trabalho, como a implementação de pegas em caixas, garantindo melhor acoplamento objeto/mãos durante o manuseio. No entanto, as adaptações em caixas não são conclusivas em relação às recomendações de posicionamento e sua repercussão nas condições musculoesqueléticas dos trabalhadores. Desta forma, foi realizado o Estudo 2 desta dissertação a partir de uma revisão sistemática da literatura. O objetivo foi sintetizar evidências em relação ao efeito da adaptação de caixas na redução da carga musculoesquelética. Foi realizada pesquisa nas seguintes bases de dados: dados Embase, Pubmed/Medline, Web of Science, Bireme e Lilacs CINAHAL, Sportdiscuss, Cochrane. Dois revisores independentes selecionaram os estudos pertinentes, e as eventuais discordâncias foram solucionadas por consenso. Foram incluídos estudos tranversais. A escala proposta por Ariens (2000) foi utilizada para avaliação da qualidade dos estudos incluídos nesta revisão. A busca eletrônica resultou em um total de 1170 referências publicadas em inglês. Ao final do processo de seleção e da busca manual das referências dos artigos inicialmente incluídos na revisão, totalizou-se a seleção de 15 estudos transversais. A grande variabilidade metodológica, tanto em termos de avaliação como em relação às formas de adaptação de pegas propostas, tamanho e massa das caixas, associadas à baixa qualidade dos estudos incluídos, inviabilizou o agrupamento dos estudos para síntese de evidência. Observa-se a necessidade da utilização conjunta de metodologias objetivas e subjetivas padronizadas na avaliação de caixas adaptadas com pegas, o que pode ser estendido para outros tipos de intervenções ergonômicas. Além disso, as caixas adaptadas precisam ser investigadas a partir de diferentes posicionamentos e inclinações das pegas, a serem manuseadas em diferentes alturas, para fornecer evidências mais definitivas para a implementação na prática ocupacional. A questão da experiência dos sujeitos avaliados também deve ser considerada em estudos futuros.