Orientador: Neri Alves / Banca: Rodrigo Lassarote Lavall / Banca: Clarissa de Almeida Olivati / Resumo: Realizou-se primeiramente neste trabalho o estudo de um supercapacitor padrão utilizando coletores de aço inox e eletrodos de grafite Aquadag®. Este dispositivo apresentou uma capacitância máxima de 22 F/g, e seu espectro de impedância foi modelado por um circuito do tipo R(C(RW))(RC)(RC). Com este dispositivo foi possível testar os métodos de produção dos supercapacitores, e identificar as características desejáveis no supercapacitor impresso. Foram testadas duas técnicas de impressão distintas visando o preparo de eletrodos e coletores de corrente impressos em papel para aplicação em supercapacitores. O material ativo utilizado nos eletrodos foi basicamente o PEDOT:PSS, com a adição de óxido de grafeno, grafite aquadag® e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWNT) para a formação compósitos condutores. Foram realizadas caracterizações morfológicas e elétricas nas superfícies dos eletrodos impressos em papel filtro, vegetal e sulfite. Os eletrodos produzidos por serigrafia utilizando o compósito de PEDOT:PSS com MWNT impressos em papel filtro apresentaram os menores resultados de resistência de folha (17 Ω/sqr), sendo assim utilizados na produção dos supercapacitores. O supercapacitor impresso em papel apresentou um bom comportamento capacitivo através de medidas de espectroscopia de impedância e voltametria cíclica. A curva de impedância foi modelada através de um circuito do tipo R(RC)(C(RQ))(RC), evidenciando uma alta capacitância de dupla camada. Foi encontrada uma... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this study, we first produced a standard supercapacitor using stainless steel collectors and Aquadag® graphite electrodes. The device exhibited a maximum capacitance of 22 F/g, and an R(C(RW))(RC)(RC) circuit modeled its impedance spectrum. With this device was possible to test the production methods of supercapacitors, and identify its desirable characteristics. Two different printing techniques were tested to produce electrodes/current collectors. The active material used in the electrodes was PEDOT: PSS, with addition of graphene oxide, Aquadag® graphite and multi-walled carbon nanotubes (MWNT), in order to obtain conductive composites. Morphological and electrical characterizations were performed over the surfaces of printed electrodes onto filter, vegetable and bond paper. The electrode produced by screen-printing using the PEDOT: PSS/MWNT composite printed onto filter paper exhibited low sheet resistance (17 Ω /sqr), being used in the production of supercapacitors. Printed supercapacitor showed good capacitive behavior through impedance spectroscopy and cyclic voltammetry measurements. An R(RC)(C(RQ)(RC) circuit modeled the impedance spectrum, evidencing a high double layer capacitance. A maximum specific capacitance of 20.3 F / g was found for a charge/discharge current of 1 mA, and an equivalent series resistance of 60 Ω. These values led to energy and power densities of 3.1 Wh / kg and 420 W / kg, respectively. Simulations and curve fitting were also performed fro... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Wilson Massashiro Yonezawa / Banca: Moacir Pereira de Souza Filho / Banca: Andry Feisser Miquelin / Resumo: Esta dissertação trata de uma pesquisa empírica sobre a utilização de tecnologia de impressão 3D na construção de instrumentos didáticos para o Ensino de Ciências. A crescente disponibilidade da tecnologia de impressão 3D abriu oportunidades de explorações em novas áreas, como a educação. Considerando as oportunidades de uso dessa tecnologia para a criação de materiais didáticos, este trabalho mostra com tal tecnologia pode ser utilizada por professores em serviço. Desta forma, um processo prático foi proposto e avaliado por meio de uma oficina. O processo consiste em 6 etapas distintas: identificação das necessidades de ensino por meio da seleção de conteúdos e conceitos científicos; desenvolvimento do plano de construção do instrumento didático desejado; elaboração de rascunhos considerando as dimensões físicas do objeto a ser construído; modelagem 3D do objeto utilizando softwares de desenho ou buscando por modelos prontos; preparação e impressão do modelo 3D na impressora 3D; utilização e avaliação do objeto real gerado. Esse processo foi apresentado e ensinado para alunos de licenciatura construírem instrumentos didáticos em uma oficina. A análise dos dados coletados nessa oficina por meio de observações, entrevistas e questionários mostram que: o processo pode guiar sobre quais são os passos a serem percorridos para construir instrumentos didáticos utilizando impressoras 3D; ocorrem situações estimuladoras ao aprendizado durante as construções; o uso desta tecnologia pode colaborar com o desenvolvimento da isntrumentação para o Ensino de Ciências. Conclui-se que, para se realizar o uso dessa tecnologia, é preciso que o professor desenvolva novas habilidades, como: planejar a construção de objetos levando em conta restrições técnicas das impressoras 3D, aprender a desenhar em softwares de modelagem 3D, preparar a modelo 3D para que a impressora 3D o construa (etapa denominada... / Abstract: This thesis is an empirical research on the use of 3D printing technology in the construction of didactic tools for science teaching. The growing availability of 3D printing technology has opened exploration opportunities in new areas such as education. Considering the opportunities of this technology for the creation of teaching materials, this study shows how such technology can be used in the teacher education and by teachers in service. So, a practical process was proposed and evaluated by its use in a workshop. The process consists in 6 distinct stages: identification of educational needs through the selection of scientific content and concepts; development of the construction plan of the desired teaching tool; preparation of drafts considering the physical dimensions of the object to the object to be built; 3D modeling of the object using drawing software or searching for 3D models created by others; preparation and printing of the 3D model in the 3D printer; use and evaluation of the real object generated. This process was presented and taught for undergraduate students for them build didactic tools during a practical workshop. The analysis of the collected data in this workshop through observations, interviews and questionnaires show that: the process can guide on which are the steps to be taken to build teaching tools using 3D printers; during the constructions occurs situations that stimulate the learning; the use of this technology can contribute to the development of instrumentation for Science Teaching. It was concluded that to do the use of this technology, it is required that the teacher develop new skills, such as planning the construction of objects taking into account technical constraints of 3D printers, learn to draw in 3D modeling software, prepare the 3D model to the 3D printer build it (step called slicing) and use IT resources to share and reuse 3D models of didactic tools created by others. This research... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-11Bitstream added on 2014-12-02T11:21:19Z : No. of bitstreams: 1 000799493.pdf: 2453611 bytes, checksum: 2739e341db21bb860ab116901d7a5ed1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O surgimento de uma nova tecnologia de produção, a impressão 3D, vem sendo considerada por entusiastas como uma “Nova Revolução Industrial” por confrontar paradigmas da indústria, como a produção em massa. Esta tecnologia consiste na transposição de modelos digitais tridimensionais em objetos físicos e se populariza graças a comunidades virtuais que compartilham informações ativamente. Para os artistas, a impressão 3D tornou-se um celeiro de experimentações, tanto para os que já trabalhavam com os meios digitais e desejavam materializar suas criações, quanto para aqueles que se lançaram a explorar novos caminhos através da possibilidade de diálogo entre o digital e físico. São diversos trabalhos de arte que podem demonstrar certo otimismo sobre o suposto poder revolucionário desta nova tecnologia ou discutir as implicações de possíveis usos dentro da sociedade. Neste contexto, a presente pesquisa discorre sobre as propostas de alguns destes trabalhos e apresenta o projeto de arte “Deliberator”, uma reflexão poética sobre o surgimento das wiki-weapons, um uso não esperado da impressão 3D. / The emergency of a new production technology, the 3D printing, has been considered by enthusiasts as a “New Industrial Revolution” for confronting the industry paradigms such as mass production. This technology consists in the transposition of three-dimensional digital models into physical objects and becomes popular thanks to virtual communities that actively share information. 3D printing has become a hotbed of experimentation for artists, both for those who were already working with digital media and wanted to materialize their creations, and for those who set out to explore new paths through the possibility of dialogue between digital and physical. Many works of art can demonstrate some optimism about the supposed revolutionary power of this new technology, or discuss the implications of its possible uses in society. In this context, this research considers the proposals of some of those works of art, and presents the art project “Deliberator”: a poetic reflection on the emergence of wiki-weapons, and unexpected use for 3D printing.

Orientador: Milton Terumitsu Sogabe / Banca: Agnaldo Valente Germano da Silva / Banca: Hermes Renato Hildebrand / Resumo: O surgimento de uma nova tecnologia de produção, a impressão 3D, vem sendo considerada por entusiastas como uma "Nova Revolução Industrial" por confrontar paradigmas da indústria, como a produção em massa. Esta tecnologia consiste na transposição de modelos digitais tridimensionais em objetos físicos e se populariza graças a comunidades virtuais que compartilham informações ativamente. Para os artistas, a impressão 3D tornou-se um celeiro de experimentações, tanto para os que já trabalhavam com os meios digitais e desejavam materializar suas criações, quanto para aqueles que se lançaram a explorar novos caminhos através da possibilidade de diálogo entre o digital e físico. São diversos trabalhos de arte que podem demonstrar certo otimismo sobre o suposto poder revolucionário desta nova tecnologia ou discutir as implicações de possíveis usos dentro da sociedade. Neste contexto, a presente pesquisa discorre sobre as propostas de alguns destes trabalhos e apresenta o projeto de arte "Deliberator", uma reflexão poética sobre o surgimento das wiki-weapons, um uso não esperado da impressão 3D. / Abstract: The emergency of a new production technology, the 3D printing, has been considered by enthusiasts as a "New Industrial Revolution" for confronting the industry paradigms such as mass production. This technology consists in the transposition of three-dimensional digital models into physical objects and becomes popular thanks to virtual communities that actively share information. 3D printing has become a hotbed of experimentation for artists, both for those who were already working with digital media and wanted to materialize their creations, and for those who set out to explore new paths through the possibility of dialogue between digital and physical. Many works of art can demonstrate some optimism about the supposed revolutionary power of this new technology, or discuss the implications of its possible uses in society. In this context, this research considers the proposals of some of those works of art, and presents the art project "Deliberator": a poetic reflection on the emergence of wiki-weapons, and unexpected use for 3D printing. / Mestre

Made available in DSpace on 2013-09-17T11:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000450550-Texto+Completo-0.pdf: 2287624 bytes, checksum: cc1df06b323f7d5b9aa4c2d98ee25544 (MD5) Previous issue date: 2011 / Digital presses have consistently improved their speed in the past ten years. Meanwhile, the need for document personalization and customization has increased. As a consequence of these two facts, the traditional RIP (Raster Image Processing) process has become a highly demanding computational step in the print workflow. Print Service Providers (PSPs) are now using multiple RIP engines and parallelization strategies to speed up the whole ripping process which is currently performed on a per-page basis. Nevertheless, these strategies are not optimized in terms of ensuring the best resorces utilization for the RIP engines. Depending on the input document jobs characteristics, the ripping step may not achieve the print-engine speed creating a unwanted bottleneck. In previous works, some strategies have been introduced to increase the performance of the ripping procedure by using techniques of parallel and distributed computing. Despite of the good results achieved, it was possible to identify that some optimizations could be proposed in order to improve the load balance between ripping units. In this scenario, to maximize the use of resources, new strategies have been proposed to distribute the workload balancing between ripping units considering new characteristics of documents such as transparency and reusability of objects. The obtained results confirm that it was indeed possible to improve the performance through the use of these new features. / Impressoras digitais têm melhorado constantemente a sua velocidade nos últimos dez anos. Enquanto isso, cresceu a necessidade de personalização e customização de documentos. Como consequência disto, o processo de rasterização tornou-se uma etapa que demanda um grande poder computacional. As empresas especializadas na publicação digital já estão utilizando múltiplos RIPs (responsáveis por realizar a rasterização dos documentos) e estratégias de paralelização para acelerar o processo de rasterização que é realizado sobre cada página do documento. No entanto, estas estratégias não são otimizadas para garantir a melhor utilização dos recursos dos RIPs. Dependendo das características dos documentos, o processo de rasterização pode ser mais demorado, criando assim um gargalo indesejado. Em trabalhos anteriores, algumas estratégias foram introduzidas para aumentar o desempenho deste procedimento através do uso de técnicas de processamento paralelo e distribuído. Apesar dos bons resultados obtidos, detectou-se que algumas otimizações poderiam ser propostas com o intuito de melhorar o balanceamento de carga entre as unidades de rasterização. Nesse cenário, para maximizar a utilização dos recursos, novas estratégias foram propostas com o intuito de distribuir de maneira balanceada a carga de trabalho entre as unidades de rasterização, levando em conta novas características dos documentos, como transparência e reusabilidade de objetos. Os resultados obtidos confirmam que era possível melhorar o desempenho através da exploração dessas novas características.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3598_DissertacaoMestradoAnibalCotrinaAtencio.pdf: 3198269 bytes, checksum: 0c472e0d8c2f878cfbb4b43559136e5c (MD5) Previous issue date: 2010-11-29 / Atualmente, os sistemas de reconhecimento biométrico tem alcançado grande desenvolvimento e vem sendo usados em diversas áreas como a comercial, a financeira e de segurança. No caso específico do reconhecimento de impressões digitais os sistemas automáticos de identificação (AFIS) são capazes de identificar indivíduos localizados em grandes bancos de dados, lidando com dezenas de milhões de amostras, as que originam um custo computacional bastante elevado. Assim, a classificação de impressões digitais é um problema importante de ser tratado uma vez que diminui o tempo de busca por um indivíduo, reduzindo o espaço de busca a um determinado subgrupo. No presente trabalho busca-se avaliar se, para a arquitetura de classificação de impressões digitais conhecida como PCASYS (Pattern-Level Classification Automation System), é possível assumir que as classes podem ser modeladas por funções de densidade de probabilidade gaussiana e que podem alcançar resultados de classificação comparáveis com os obtidos com técnicas mais amadurecidas, como as baseadas em redes neurais. Para isto, empregou-se os modelos de misturas gaussianas (GMM) com abordagens supervisionada e não-supervisionada na estimativa de parâmetros. Os resultados foram avaliados comparando as taxas de erro de classificação obtidos neste trabalho frente aos resultados alcançados com outras técnicas no estado da arte; assim mesmo, analisou-se estatisticamente os parâmetros dos modelos de misturas gaussianas estimados usando teste de hipótese e entropia mútua. Os testes foram feitas usando o banco de imagens de impressões digitais número 4 do National Institute of Standard and Technology (NIST) considerando os problemas de classificação de 4 e 5 classes e as distribuições natural e balanceada.

Orientador: Galdenoro Botura Junior / Coorientador: Osmar Vicente Rodrigues / Banca: Fausto Orsi Medola / Banca: Wagner Luis Ferreira / Resumo: Muitas das cadeiras de rodas utilizadas por animais domésticos com problemas locomotores são feitas a partir de materiais improvisados, como canos, rodinhas de brinquedos e diversos materiais reciclados, devido, sobretudo, aos seus baixos custos. Porém, esses aparelhos improvisados podem ter desempenho comprometido e não atenderem às necessidades do animal, até mesmo causarem lesões por não serem devidamente adaptados. Uma das finalidades do Design é solucionar problemas de projeto, como também otimizar o produto e o seu processo de produção, podendo, dessa forma, auxiliar no desenvolvimento de equipamentos para cães com problemas locomotores, cuja área ainda carece de estudos. O objetivo da presente pesquisa foi propor as diretrizes necessárias para a construção de cadeiras de rodas eficientes para cães com problemas de locomoção nos membros pélvicos a partir de tecnologias de Prototipagem Rápida, as quais proporcionam a obtenção de peças com exatidão geométrica ou discrepância desprezível, assegurando maior conforto e melhor funcionalidade, com menores tempo de produção e custos. Esta pesquisa foi dividida em duas fases: (i) pesquisa teórica bibliográfica e (ii) pesquisa prática experimental. Na teórica, foram feitas revisões bibliográficas a respeito dos problemas locomotores em cães e sobre as tecnologias de Prototipagem Rápida, suas aplicações e estado da arte. Já na fase experimental, uma metodologia projetual adaptada de Munari (1981) foi utilizada para confecção e aná... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Many wheelchairs used by domestic animals with locomotion problems are made from improvised materials such as pipes, toy wheels and many recycled materials, due to their low costs. However, these improvised devices can compromise performance and may not attend the needs of the animal, even causing injuries for not being properly adapted. One of Design's purposes is to solve problems within projects, as well as to optimize the product and its production process, and, in this way, to aid in the development of this kind of equipment for dogs with locomotive problems, whose area is still lacking in studies. The present research objective was to propose the necessary guidelines for the construction of efficient wheelchairs for dogs with locomotion problems in the pelvic area using Rapid Prototyping technologies, which provide pieces with geometric accuracy or negligible discrepancy, ensuring greater comfort and better functionality to the dog, with shorter production time and lower costs. This research was divided into two phases: (i) theoretical bibliographic research and (ii) experimental practical research. In the theoretical phase, bibliographical reviews were made regarding the locomotion problems in dogs and about Rapid Prototyping technologies, their applications, and state of the art. In the experimental phase, a design methodology adapted from Munari (1981) was used for the confection and analysis of existing devices, which contributed to the proposal of a model that woul... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000432504-Texto+Completo-0.pdf: 2564558 bytes, checksum: c7553b382904da1aa04f1fcf5a54e4f5 (MD5) Previous issue date: 2011 / In recent years, with the modernization and automation of print shops, digital documents as PDF have become the standard format for describing printing tasks in these environments. These digital documents are described in a high-level abstraction language and cannot be directly recognized by printers. Thus, digital documents need to go through conversion steps prior to printing. However, these steps require high computing power and became bottleneck processes to the print shops production. Parallel processing has then started to be employed in order to speed up this process. This work proposes strategies based on a resource discovery system and a dedicated forecasting mechanism in order to automate the scheduling of tasks in distributed printing environments. After suggesting a dedicated methodology for time executions forecasting mechanisms, new scheduling algorithms for dynamic non-preemptive heterogeneous systems are proposed and tested. / Nos últimos anos, com a modernização e informatização das casas de impressão, documentos digitais como o PDF tornaram-se formatos padrão para a descrição das tarefas a serem impressas nestes ambientes. Estes documentos, descritos em uma linguagem de alto nível de abstração, não são diretamente reconhecidos pelas impressoras e necessitam passar por etapas de conversão antecedentes à impressão, chamadas de pré-processamento de documentos. Estas etapas, no entanto, exigem demasiado poder computacional e tornaram-se processos limitantes da produção das casas de impressão. O processamento paralelo passou, então, a ser empregado a fim de aumentar a velocidade deste processo. Este trabalho propõe estratégias baseadas em busca de recursos e previsão de tempo dedicada com a finalidade de automatizar o escalonamento de tarefas neste ambiente de processamento distribuído, atribuindo tarefas de forma otimizada aos diferentes clusters de computadores responsáveis pelo processamento. Assim, um aumento do fluxo global de tarefas e do desempenho e confiabilidade no atendimento das tarefas de todo o processo de impressão pode ser atingido. Após sugerir uma metodologia para mecanismos dedicados de previsão de tempo de execução, são propostos e testados novos algoritmos de escalonamento dinâmico não-preemptivos para sistemas heterogêneos.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000417203-Texto+Completo-0.pdf: 18306105 bytes, checksum: 776d5de209e4c4e66b968b1ec586836f (MD5) Previous issue date: 2009 / Digital Printing has become more efficient over the past few years, what led to the creation of a new tendency: the documents personalization. In order to fullfil this need, languages to describe a set of personalized documents (jobs) were designed, along with processes to allow the correct printing of such jobs. One of these processes, which demands a high computational effort, is the documents RIPping phase performed over a queue of jobs. In traditional printing environments, some strategies are applied to increase the performance of that phase through the usage of parallel and distributed computing techniques. However, such strategies present several issues, in which the most severe one is the impossibility to guarantee a fair load balancing for any job sequence. In this scenario, this work proposes new strategies to increase the performance of the RIPping phase, through the profiling of jobs in order to enable a more efficient usage of the available resources. For this purpose, metrics that evaluate the computational cost of each job and tools to permit a better scheduling of such jobs are proposed, overcoming the performance gain of the existing strategies over the whole job queue. / A impressão digital de documentos vem se tornando cada vez mais eficiente ao passar dos anos, o que provocou a criação de uma nova tendência: a personalização de documentos. Com a finalidade de suprir esta necessidade foram criadas linguagens para a descrição de conjuntos de documentos personalizados (jobs) e processos para permitir a impressão correta de tais jobs. Um dos processos que se destaca em termos de custo computacional é a rasterização de documentos, realizado sobre uma fila de jobs. No ambiente de impressão tradicional, algumas estratégias foram introduzidas para aumentar o desempenho desta fase através do emprego do uso de técnicas relacionadas ao processamento paralelo e distribuído. Entretanto, tais estratégias apresentam diversos problemas, dos quais o mais grave é relativo à impossibilidade da garantia de um balanceamento de carga justo para quaisquer seqüências de jobs. Assim, este trabalho vem a propor novas estratégias para aumentar o desempenho da fase de rasterização, através da análise do perfil dos jobs, para que então seja possível utilizar os recursos disponíveis de uma maneira mais eficiente. Para tanto, são propostas métricas que avaliam o custo computacional de cada job e ferramentas para permitir o escalonamento destes, de forma a superar o ganho de desempenho das estratégias existentes no âmbito da fila como um todo.

Orientador: Edmur Azevedo Pugliesi / Banca: Claudia Robbi Sluter / Banca: Sergio Sheiji Fukusima / Resumo: A interpretação de um mapa é facilitada com a utilização de textos, os quais facilitam a comunicação do mapa. Os mapas de Sistema de Navegação e Guia de Rota em Automóvel (SINGRA) utilizam textos na área mapeada com a finalidade de auxiliar o motorista na tarefa de navegação. Os nomes de vias são um dos elementos mais importantes no uso como informação de guia de rota. A literatura na área da Cartografia apresenta recomendações para rotular feições cartográficas em mapas estáticos. Porém, os mapas exibidos em SINGRA são dinâmicos e apresentados em um esquema de referência egocêntrica. Então, é questionado se as indicações propostas pela literatura podem ser generalizadas para esse tipo de representação. Este trabalho avalia o tempo de leitura de nomes de vias em mapas de SINGRA, levando-se em consideração diferentes posicionamentos da toponímia de via em mapas com diferentes padrões de malha viária. Para esta avaliação foram projetados 16 mapas, oito com padrão de malha viária regular e oito com padrão de malha viária irregular. Um conjunto apresentou nomes de vias com posicionamento alinhado horizontalmente e outro com os nomes seguindo a via. A concepção dos mapas foi baseada em princípios de agrupamento perceptível, segregação de figura-fundo, bem como em técnicas de tipografia, uso de tipos na cartografia e, também, na análise de mapas de sistemas de navegação de ampla utilização no mercado. A avaliação foi realizada com 20 motoristas novos. O experimento ocorreu dentro d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Reading a map is facilitated by using texts, which facilitate the communication of the map. InCar Route Guidance and Navigation System maps (RGNS) use texts in the map to assist drivers in the navigation task. Road names are one of the most important elements in the use as route guidance information. The literature in the Cartography field presents recommendations for labeling cartographic features in static maps. However, maps showed in RGNS are dynamic and presented in an egocentric reference. Thus, it is questioned whether those results can be generalized to this kind of representation. This work evaluates the time in which drivers start reading road names in maps of RGNS, taking into account different positions for the road toponymy in maps with different road network patterns. For this evaluation, 16 maps were designed; eight with road pattern similar to a regular-grid network and eight with road pattern similar to an irregular-grid network. Half of the maps were designed with names aligned horizontally and the other half with names following the road. Creating maps was based on principles of perceptual grouping, figure-ground segregation, as well techniques of typography, use of types in Cartography and, also, in the analysis of some maps of navigation systems with high acceptance in the market. The evaluation was performed with 20 drivers aged between 20 and 30 years. The experiment took place inside a car parked. The task of the participant was looking for a street na... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre