Brain-computer interfacing (BCI) is a new method of human-machine interaction. It involves the extraction of information from the electroencephalogram (EEG) through signal processing and pattern recognition. The technology has far reaching implications for those with severe physical disabilities and has the potential to enhance machine interaction for the rest of the population. In this work we investigate time-frequency analysis in motor-imagery BCI. We consider two methods for signal analysis: adaptive autoregressive models (AAR) and wavelet transform (WAV). There are three major contributions of this research to single-trial analysis in motor-imagery BCI. First, we improve classification of AAR features over a conventional method by applying a temporal evidence accumulation (TEA) framework. Second, we compare the performance of AAR and WAV under the TEA framework for three subjects and find that WAV outperforms AAR for two subjects. The subject for whom AAR outperforms WAV has the lowest overall signal-to-noise ratio in their BCI output, an indication that the AAR model is more robust than WAV for noisier signals. Lastly, we find empirical evidence of complimentary information between AAR and WAV and propose a fusion scheme that increases the mutual information between the BCI output and classes.

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-05-09T12:20:58Z No. of bitstreams: 2 Bonilla M H Parte 2.pdf: 1581166 bytes, checksum: 0c41fb5bca2db21810c61997a76fd6d0 (MD5) Bonilla M H Parte 1.pdf: 1195018 bytes, checksum: 7d7263416c752992dcf6148ac67178f6 (MD5) / Approved for entry into archive by NELIJANE MENEZES(rubi2276@gmail.com) on 2013-06-05T23:49:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Bonilla M H Parte 2.pdf: 1581166 bytes, checksum: 0c41fb5bca2db21810c61997a76fd6d0 (MD5) Bonilla M H Parte 1.pdf: 1195018 bytes, checksum: 7d7263416c752992dcf6148ac67178f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-05T23:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Bonilla M H Parte 2.pdf: 1581166 bytes, checksum: 0c41fb5bca2db21810c61997a76fd6d0 (MD5) Bonilla M H Parte 1.pdf: 1195018 bytes, checksum: 7d7263416c752992dcf6148ac67178f6 (MD5) Previous issue date: 2002 / Considerando que a escola atual está centrada na racionalidade própria da escrita, não tendo conseguido abranger a racionalidade da oralidade, nem a complexidade do mundo atual e incorporar as novas formas de organização, de pensamento e de construção do conhecimento que estão emergindo com as tecnologias da informação e comunicação, não consegue entrar em sintonia com os jovens-alunos que encontram-se imersos nessa nova forma de pensar, nessa nova ecologia. Frente a isso, esta pesquisa investigou a dinâmica de interfaceamento de linguagens, tecnologias e racionalidades mais em uso em escolas conectadas à rede Internet, trazendo os limites e possibilidades postos no contexto da sociedade contemporânea para a estruturação de novas territorialidades, de forma a diminuir a distância existente entre a vida de dentro e de fora da escola e a constituir uma escola aprendente. Para tanto, com base nos aportes da pesquisa etnográfica e da pesquisa-ação, procuro, por um lado, compreender os processos políticos e pedagógicos de inserção e uso da Internet na rede de escolas públicas portuguesas e, por outro, compreender as dinâmicas de uma turma de 6a série de uma escola privada do município de Ijuí ? RS, cujos professores e alunos têm acesso à rede, as relações que professores e alunos estabelecem com as diferentes linguagens, tecnologias e racionalidades que ali estão em uso, fazer o mapeamento das intensidades e sentidos dados às concepções que esses atores/autores têm sobre essas dinâmicas. A partir dessa cartografia procuro, em conjunto com os professores, questionar as concepções instituídas e construir oportunidades para a elaboração de ações e de sentidos outros a essas concepções. Analisando as ações propostas e executadas, tanto no Brasil quanto em Portugal, procuro explicitar o diferencial que as novas dinâmicas apresentam, em relação às anteriores e, em que medida elas sinalizam para a estruturação de novos territórios educativos. Os resultados do trabalho mostram que colocar as tecnologias nas escolas, conectando-as à rede Internet, não é suficiente para que transformações aconteçam nas práticas pedagógicas e a escola efetivamente se constitua num ponto produtor de conhecimentos, cultura e informações. A articulação complexa das tecnologias com outros fatores é que cria um caldo cultural onde as características dos jovens contemporâneos, as proposições dos professores, o interfaceamento das diferentes linguagens, tecnologias e racionalidades têm espaço para emergir, provocar a desterritorialização das práticas instituídas e estruturar outras territorialidades. Compõem esses fatores a forma como a escola se organiza, tanto para o desenvolvimento de projetos envolvendo as tecnologias, como para a gestão de tempos e espaços dos professores, e para a proposição de dinâmicas de formação permanente de todos os membros da comunidade; a interação e colaboração entre professores, articuladores e a equipe de gestão da escola, tanto no sentido de estudar, compreender o significado social dessas tecnologias, seus princípios, suas potencialidades, as racionalidades que as perpassam, quanto no de propor ações e dinâmicas pedagógicas que levem em consideração suas características; as políticas públicas de financiamento e implementação de programas e projetos para a área de educação e tecnologias e para a formação inicial e continuada dos professores. Portanto, na escola, conforme for a articulação das tecnologias com os demais fatores políticos que ali se fazem presentes, se constituirão ou em instrumentos que mantêm o mesmo modelo de educação já instituído, ou em elementos estruturantes de territórios educativos abertos, dinâmicos, característicos de uma escola aprendente. Isso significa que as tecnologias necessitam ser percebidas, não como um dado absoluto, como um fator técnico, e sim como um fator político, pela forma como são concebidas, produzidas e utilizadas. Tomá-las como fator político, como estratégia de conhecimento e ação, significa inseri-las no contexto escolar e também perceber as concepções e condições que levaram a essa inserção, bem como as escolhas e o conjunto de medidas que as acompanham. No caso das concepções, da vontade e da ação política adotadas encaminharem para a estruturação de outros territórios educativos, desenvolvem-se redes de colaboração, tanto dentro das escolas, quanto entre as escolas e o contexto externo. Redes que potencializam a troca, a problematização, o estabelecimento de relações, a ressignificação de conceitos e temáticas, desencadeiam processos de produção e socialização de conhecimentos, de aproximação entre alunos e professores, possibilitam outras formas de comunicação, rompem com os programas fechados e com as barreiras que separam a escola do contexto externo, geram um movimento onde os territórios educativos se reconfiguram e os processos de aprendizagem se alargam, envolvendo todos os espaços e sujeitos da instituição. / Salvador

Pas de résumé en français seulement en anglais / The emergence of organic electronics – a technology that relies on carbon-based semiconductors to deliver devices with unique properties – represents one of the most dramatic developments of the past two decades. A rapidly emerging new direction in the field involves the interface with biology. The “soft” nature of organics offers better mechanical compatibility with tissue than traditional electronic materials, while their natural compatibility with mechanically flexible substrates suits the non-planar form factors often required for implants. More importantly, their ability to conduct ions in addition to electrons and holes opens up a new communication channel with biology. The coupling of electronics with living tissue holds the key to a variety of important life-enhancing technologies. One example is bioelectronic implants that record neural signals and/or electrically stimulate neurons. These devices offer unique opportunities to understand and treat conditions such as hearing and vision loss, epilepsy, brain degenerative diseases, and spinal cord injury.The engineering aspect of the work includes the development of a photolithographic process to integrate the conducting polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene: poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) with parylene C supports to make an active device. The technology is used to fabricate electrocorticography (ECoG) probes, high-speed transistors and wearable biosensors. The experimental work explores the fundamentals of communication at the interface between conducting polymers and the brain. It is shown that conducting polymers outperform conventional metallic electrodes for brain signals recording.Organic electrochemical transistors (OECTs) represent a step beyond conducting polymer electrodes. They consist of a conducting polymer channel in contact with an electrolyte. When a gate electrode excites an ionic current in the electrolyte, ions enter the polymer film and change its conductivity. Since a small amount of ions can effectively “block” the transistor channel, these devices offer significant amplification in ion-to-electron transduction. Using the developed technology a high-speed and high-density OECTs array is presented. The dense architecture of the array improves the resolution of the recording from neural networks and the transistors temporal response are 100 μs, significantly faster than the action potential. The experimental transistor responses are fit and modeled in order to optimize the gain of the transistor. Using the model, an OECT with two orders of magnitude higher normalized transconductance per channel width is fabricated as compared to Silicon-based field effect transistors. Furthermore, the OECTs are integrated to a highly conformable ECoG probe. This is the first time that a transistor is used to record brain activities in vivo. It shows a far superior signal-to-noise-ratio (SNR) compare to electrodes. The high SNR of the OECT recordings enables the observation of activities from the surface of the brain that only a perpetrating probe can record. Finally, the application of OECTs for biosensing is explored. The bulk of the currently available biosensors often require complex liquid handling, and thus suffer from problems associated with leakage and contamination. The use of an organic electrochemical transistor for detection of lactate by integration of a room temperature ionic liquid in a gel-format, as a solid-state electrolyte is demonstrated.

There has been substantial market demand for a portable Gas Chromatography (GC) system. Throughout the years, much progress has been made on fabricating a micro system that works as well as a benchtop system. Unfortunately, even though many substrates, channel types, channel widths, temperature control systems, and interface solutions have been attempted, existing versions of the micro-GC still fall short of the ideal. This thesis presents the design, fabrication, and testing of a silicon based micro-GC column that presents a solution for interfacing and heating of the chip. A polyimide resin is used to create a durable high temperature low thermal mass interface with the chip, while a silk screen method is demonstrated for easy printing of heaters. Chromatogram results are shown in both Temperature Program and Thermal Gradient runs.

Com base na investigação prática \"INCUBADORA\", que ocorreu concomitantemente ao estudo teórico, esta dissertação tem o objetivo de confrontar teatro com games, usando como referência o jogo de simulação The Sims. O foco do experimento foi estudar a apropriação dos mecanismos de jogabilidade na dramaturgia, na encenação e na atuação. Esse procedimento se deu por meio de um software especialmente desenvolvido, que permitiu aos espectadores - usando seus próprios aparelhos celulares - interagir com o jogo cênico, o que foi denominado interfaceamento da cena. Esta proposta teve por objetivo perturbar o espaço do \"espectadorcontemplador\" e testar a possibilidade de um \"espectador-interator\". A fim de refletir a respeito do teatro no contexto cultural de mídias digitais, são propostos, então, os conceitos de \"drama gamificado\" e \"espetáculo-game\". / Based on the practice research \"INCUBADORA\", which occurred concomitantly with the theoretical study, this thesis aims to confront theater with games, using the simulation game The Sims as reference. The focus was to study the mechanisms of appropriation of gameplay by dramaturgy, staging and performance. This procedure was done through a specially developed software that allowed viewers to interact with the scenic game using their own mobile phones. This procedure was called interfacing scene. This proposal aimed to disrupt the space of \"spectator-beholder\" and test the possibility of a \"spectator-interactor\". In order to rethink the theater in the cultural context of digital media, it is proposed the concepts of \" gamificated drama\" and \"gamespetacle\".

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-01-14Bitstream added on 2014-06-13T18:42:30Z : No. of bitstreams: 1 rossi_sr_dr_ilha.pdf: 2325960 bytes, checksum: 7ef7ad22ede243a4f480a84cc0e63023 (MD5) / Universidad Nacional de Asuncion / Atualmente, as redes de transdutores inteligentes desempenham um papel de importância vital em sistemas de Medição e Controle Distribuído. Nesse contexto, o Padrão IEEE 1451 para interfaceamento de transdutores inteligentes tem como objetivo simplificar a conectividade de transdutores em ambientes de rede, fornecendo, para tal fim, um conjunto de interfaces padronizadas, aumentando a flexibilidade dos sistemas de instrumentação distribuída. Neste trabalho descreve-se a implementação de um nó de rede em conformidade com o padrão IEEE 1451. O nó foi completamente desenvolvido através do emprego de ferramentas padronizadas e sistemas abertos. O nó é composto por um Processador de Aplicação com Capacidade de Operar em Rede (NCAP), com base no padrão IEEE 1451.1 e um Módulo de Interface para Transdutores Inteligentes (STIM), em conformidade com o padrão IEEE 1451.2. A parte física do NCAP foi implementada através dos recursos de um Computador Pessoal (PC) e de um Dispositivo Lógico Programável (PLD) de uso geral. A parte lógica do NCAP foi desenvolvida através da tecnologia Java. O STIM foi implementado com dispositivos lógicos programáveis versáteis, de uso geral, e sua funcionalidade foi integralmente descrita em linguagem de descrição de hardware. O conjunto NCAP-STIM foi conectado a uma rede de área local, sob o modelo de comunicação cliente-servidor, sendo que várias aplicações clientes podem acessar as informações dos transdutores conectados ao STIM, através da rede, via intermediação do NCAP. O emprego de ferramentas padronizadas e abertas no desenvolvimento total do sistema IEEE 1451 é uma das contribuições mais importantes do presente trabalho. No entanto, há várias contribuições pontuais como: a maneira de descrever as Informações de Transdutores em Formato Eletrônico (TEDS), a implementação... . / Nowadays, smart transducer networks play an essential role in distributed measurement and control systems. In this context, the IEEE 1451 smart transducer interface standards aimed to simplify transducer connectivity, providing a set of common interfaces for connecting transducers in a networked fashion, increasing the flexibility of distributed instrumentation systems. In this work the implementation of a network node according to the IEEE 1451 standard is introduced. The node has been fully developed using open and standardized tools. A Network Capable Application Processor (NCAP) according to the IEEE 1451.1 Standard and a Smart Transducer Interface Module (STIM) comprises the node. The physical part of the NCAP has been implemented using the resources of a Personal Computer (PC) and a general-purpose Programmable Logic Device (PLD). The logical part of the NCAP has been developed using Java technology. The STIM module was implemented with versatile, general-purpose Programmable Logic Devices. STIM functionality has been fully developed in hardware description language. A network node (STIM-NCAP) was connected in a client-server modelbased local area network. Many client applications can access STIM transducers information, through the network with the NCAP as an intermediary. One of the most important contributions of this work is the employment of open and standardized tools for implementing the IEEE 1451 network node. However, there are many specific contributions such as: Transducer Electronic Data Sheet (TEDS’s) description method, programmable logic-based Protocol Manager implementation that allows the use of the parallel port without any modification, the employment of low-cost PLDs for implementing the STIM and the Protocol Manager, and Java-based NCAP software development. Through the implementation of the IEEE Standard, industries... (Complete abstract, click electronic address below).

Com base na investigação prática \"INCUBADORA\", que ocorreu concomitantemente ao estudo teórico, esta dissertação tem o objetivo de confrontar teatro com games, usando como referência o jogo de simulação The Sims. O foco do experimento foi estudar a apropriação dos mecanismos de jogabilidade na dramaturgia, na encenação e na atuação. Esse procedimento se deu por meio de um software especialmente desenvolvido, que permitiu aos espectadores - usando seus próprios aparelhos celulares - interagir com o jogo cênico, o que foi denominado interfaceamento da cena. Esta proposta teve por objetivo perturbar o espaço do \"espectadorcontemplador\" e testar a possibilidade de um \"espectador-interator\". A fim de refletir a respeito do teatro no contexto cultural de mídias digitais, são propostos, então, os conceitos de \"drama gamificado\" e \"espetáculo-game\". / Based on the practice research \"INCUBADORA\", which occurred concomitantly with the theoretical study, this thesis aims to confront theater with games, using the simulation game The Sims as reference. The focus was to study the mechanisms of appropriation of gameplay by dramaturgy, staging and performance. This procedure was done through a specially developed software that allowed viewers to interact with the scenic game using their own mobile phones. This procedure was called interfacing scene. This proposal aimed to disrupt the space of \"spectator-beholder\" and test the possibility of a \"spectator-interactor\". In order to rethink the theater in the cultural context of digital media, it is proposed the concepts of \" gamificated drama\" and \"gamespetacle\".

One of the major challenges in Big Data is the accurate and meaningful assessment of system performance. Unlike other systems, minor differences in efficiency can escalate to large differences in costs and power consumption. While there are several tools on the marketplace for measuring the performance of Big Data systems, few of them have been explored in-depth. This report investigated the interfacing, data generation and workload implementations of two Big Data benchmarking suites, BigDataBench and Hibench. The purpose of the study was to establish the capabilities of each tool with regards to interfacing, data generation and workload implementation. An exploratory and qualitative approach was used to gather information and analyze each benchmarking tool. Source code, documentation, and reports published by the developers were used as information sources. The results showed that BigDataBench and HiBench were designed similarly with regards to interfacing and data flow during the execution of a workload with the exception of streaming workloads. BigDataBench provided for more realistic data generation while the data generation for HiBench was easier to control. With regards to workload design, the workloads in BigDataBench were designed to be applicable to multiple frameworks while the workloads in HiBench were focused on the Hadoop family. In conclusion, neither of benchmarking suites was superior to the other. They were both designed for different purposes and should be applied on a case-by-case basis. / En av de stora utmaningarna i Big Data är den exakta och meningsfulla bedömningen av systemprestanda. Till skillnad från andra system kan mindre skillnader i effektivitet eskalera till stora skillnader i kostnader och strömförbrukning. Medan det finns flera verktyg på marknaden för att mäta prestanda för Big Data-system, har få av dem undersökts djupgående. I denna rapport undersöktes gränssnittet, datagenereringen och arbetsbelastningen av två Big Data benchmarking-sviter, BigDataBench och HiBench. Syftet med studien var att fastställa varje verktygs kapacitet med hänsyn till de givna kriterierna. Ett utforskande och kvalitativt tillvägagångssätt användes för att samla information och analysera varje benchmarking verktyg. Källkod, dokumentation och rapporter som hade skrivits och publicerats av utvecklarna användes som informationskällor. Resultaten visade att BigDataBench och HiBench utformades på samma sätt med avseende på gränssnitt och dataflöde under utförandet av en arbetsbelastning med undantag för strömmande arbetsbelastningar. BigDataBench tillhandahöll mer realistisk datagenerering medan datagenerering för HiBench var lättare att styra. När det gäller arbetsbelastningsdesign var arbetsbelastningen i BigDataBench utformad för att kunna tillämpas på flera ramar, medan arbetsbelastningen i HiBench var inriktad på Hadoop-familjen. Sammanfattningsvis var ingen av benchmarkingssuperna överlägsen den andra. De var båda utformade för olika ändamål och bör tillämpas från fall till fall.

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In response to high and rising amputation rates, significant advances have been made in the field of prosthetic limb design. Unfortunately, there exists a lag in the neural interfacing technology required to provide an adequate link between the nervous system and this emerging generation of advanced prosthetic devices. Novel approaches to peripheral nerve interfacing are required to establish the stable, high channel count connections necessary to provide natural, thought driven control of an external prosthesis. Here, a tissue engineering-based approach has been used to create a device capable of interfacing with a regenerated portion of amputated nerve. As part of this work, a nerve guidance channel design, in which small amounts of interior scaffolding material could be precisely positioned, was evaluated. Guidance channels containing a single thin-film sheet of aligned scaffolding were shown to support robust functional nerve regeneration across extended injury gaps by minimally supplementing natural repair mechanisms. Significantly, these "thin-film enhanced nerve guidance channels" also provided the capability to guide the course of axons regenerating from a cut nerve. This capability to control axonal growth was next leveraged to create "regenerative scaffold electrodes (RSEs)" able to interface with axons regenerating from an amputated nerve. In the RSE design, low-profile arrays of interfacing electrodes were embedded within layers of aligned scaffolding material, such that regenerating axons were topographically guided by the scaffolding through the device and directly across the embedded electrodes. Chronically implanted RSEs were successfully used to record evoked neural activity from amputated nerves in an animal model. These results demonstrate that the use of topographic cues within a nerve guidance channel might offer the potential to influence the course of nerve regeneration to the advantage of a peripheral nerve interface suitable for limb amputees.