O problema de navegação de robôs móveis tem sido estudado ao longo de vários anos, com o objetivo de se construir um robô com elevado grau de autonomia. O aumento da autonomia de um robô móvel está relacionado com a capacidade de aquisição de informações e com a automatização de tarefas, tal como a construção de mapas de ambiente. Sistemas de visão são amplamente utilizados em tarefas de robôs autônomos devido a grande quantidade de informação contida em uma imagem. Além disso, sensores omnidirecionais catadióptricos permitem ainda a obtenção de informação visual em uma imagem de 360º, dispensando o movimento da câmera em direções de interesse para a tarefa do robô. Mapas de ambiente podem ser construídos para a implementação de estratégias de navegações mais autônomas. Nesse trabalho desenvolveu-se uma metodologia para a construção de mapas para navegação, os quais são a representação da geometria do ambiente. Contém a informação adquirida por um sensor catadióptrico omnidirecional estéreo, construído por uma câmera e um espelho hiperbólico. Para a construção de mapas, os processos de alinhamento, correspondência e integração, são efetuados utilizando-se métricas de diferença angular e de distância entre os pontos. A partir da fusão dos mapas locais cria-se um mapa global do ambiente. O processo aqui desenvolvido para a construção do mapa global permite a adequação de algoritmos de planejamento de trajetória, estimativa de espaço livre e auto-localização, de maneira a obter uma navegação autônoma. / The problem of mobile robot navigation has been studied for many years, aiming at build a robot with an high degree of autonomy. The increase in autonomy of a mobile robot is related to its capacity of acquisition of information and the “automation" of tasks, such as the environment map building. In this aspect vision has been widely used due to the great amount of information in an image. Besides that catadioptric omnidirectional sensors allow to get visual information in a 360o image, discharging the need of camera movement in directions of interest for the robot task. Environment maps may be built for an implementation of strategies of more autonomous navigations. In this work a methodology is developed for building maps for robot navigations, which are the representation of the environment geometry. The map contains the information received by a stereo omnidirectional catadioptric sensor built by a camera and a hyperbolic mirror. For the map building, the processes of alignment, registration and integration are performed using metric of angular difference and distance between the points. From the fusion of local maps a global map of the environment is created. The method developed in this work for global map building allows to be coupled with algorithms of path planning, self-location and free space estimation, so that autonomous robot navigation can be obtained.

São notórias e bem evidentes as dificuldades de aprendizagem no ensino de Cálculo. Algumas tentativas de resolver, ou pelo menos, amenizar, este problema têm sido realizadas tanto no campo pedagógico quanto no âmbito da pesquisa. Muitas dessas ações, inseridas no próprio contexto do ensino superior de Cálculo, partem do pressuposto que essas dificuldades de aprendizagem são de natureza psicológica, internas ao sujeito aprendiz. No entanto, contrariando esta tendência, esta pesquisa pretende mostrar que parte significativa dos problemas de aprendizagem do atual ensino de Cálculo é de natureza essencialmente epistemológica, está além dos métodos e das técnicas de ensino, sendo inclusive anterior ao seu próprio tempo de realização. Diante disto, foram imaginadas duas ações inter-relacionadas, dois mapeamentos que visam ao levantamento e entendimento dessas dificuldades de natureza epistemológica no ensino de Cálculo: um mapeamento conceitual do Cálculo e de suas idéias e procedimentos básicos; em seguida, munido desses elementos, realizou-se efetivamente o mapeamento das dificuldades supracitadas. Assim, a partir do entrelaçamento dos fatos históricos e pedagógicos, e tendo como pano de fundo as dualidades essenciais e os mapas conceituais do Cálculo, foram explicitados e consubstanciados cinco macro-espaços de dificuldades de aprendizagem de natureza epistemológica, cinco eixos que estruturam o ensino de Cálculo, a saber: o eixo discreto/contínuo; o eixo variabilidade/permanência; o eixo finito/infinito; o eixo local/global; e o eixo sistematização/construção. Nesse esforço filosófico, foram estabelecidas relações entre os macro-espaços determinados com os mapas históricos e conceituais do Cálculo, e destes com o ensino de matemática em todos os níveis. Então, pôde-se perceber, em essência, um único lugar-matriz das dificuldades de aprendizagem de natureza epistemológica do ensino de Cálculo: o da omissão/evitação das idéias básicas e dos problemas construtores do Cálculo no ensino de Matemática em sentido amplo. Isto posto, para romper com o isolamento semântico, a subestimação da relevância das idéias e dos instrumentos característicos do Cálculo, propõem-se algumas intervenções didáticas relativas ao ensino básico de Matemática e ao ensino do próprio Cálculo. O que se pretende com isso é possibilitar ao Cálculo exercer no campo pedagógico a mesma função integradora que ele realizou no âmbito científico, no processo de construção do conhecimento matemático. / The difficulties in learning Calculus are noticeable and quite evident. Some attempts to solve, or at least, soften, this problem have been made both in the pedagogical field and in the scope of the research. Many of these actions, within the context of a higher teaching of Calculus itself, assume that such difficulties in learning are of a psychological nature, internal to the learner. However, contrary to this tendency, this research intends to show that a significant part of the problems of learning the current teaching of Calculus is of a nature essentially epistemological, it is beyond the methods and the techniques of teaching, being also prior to its own time of realization. With that in mind, there were imagined two actions interrelated, two mappings which aim the rising and understanding of these difficulties of an epistemological nature in the teaching of Calculus: a conceptual mapping of Calculus and of its ideas and basic procedures; next, having these instruments, the mapping of the previously mentioned difficulties was effectively done. Thus, from the interlacement of the historical and pedagogical facts, and having as background the essential dualities and the conceptual maps of Calculus, there were clarified and consubstantiated five macro spaces of the difficulties in learning of an epistemological nature, five axes which structure the teaching of Calculus, namely: the axis discreet/continuous; the axis variability/permanence; the axis finite/infinite; the axis local/global; and the axis systematization/construction. In this philosophical endeavour there were established relations between the macro spaces determined by the historical and conceptual maps of Calculus, and from these with the teaching of mathematics in all levels. Therefore, one can notice, essentially, a single point of origin in the difficulties in the learning of an epistemological nature in the teaching of Calculus: the omission/avoidance of the basic ideas and the construction problems of Calculus in the teaching of mathematics in an ample sense. So, to break up with the semantic isolation, the underestimation of the relevance of the ideas and of the instruments characteristics of Calculus, some didactic interventions are proposed in the field of the basic teaching of Mathematics and in the teaching of Calculus itself. What is expected from this is to allow Calculus to have in the pedagogical field the same function of integration that it had in the scientific field, in the process of building the mathematical knowledge.

Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Civil - Especialização em Hidráulica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Orientador: Agda Eunice de Souza Albas / Resumo: A busca por novas metodologias e ferramentas didáticas, aplicada às aulas, têm sido discutidos em vários trabalhos na área de Ensino de Ciências, especificadamente, no Ensino de Física. Uma alternativa tem sido o uso da aprendizagem significativa de Ausubel, utilizando o processo de ancoragem na aprendizagem dos novos conceitos, proporcionando a verificação das relações entre os conceitos gerais e os específicos. Os Mapas Mentais é uma potencial ferramenta de pensamento para verificação das relações conceituais já que trata-se de um diagrama que busca relacionar os conceitos trabalhados através de palavras-chaves organizando-os através de tópicos e subtópicos relacionando conhecimentos específicos a um assunto geral proposto na construção do Mapa Mental. Isto permite ao aluno relacionar os conteúdos, através das regras de construção dos Mapas Mentais, utilizando cores, ilustrações e pequenas sínteses dos assuntos fazendo dessa ferramenta de pensamento, uma proposta potencialmente para o acompanhamento da Aprendizagem Significativa. Este trabalho descreve o uso de Mapas Mentais, como uma possível ferramenta associada ao processo de ensino-aprendizagem, aplicados aos conceitos da Física Contemporânea, em específico, ao estudo dos Espectros Atômicos utilizando a Teoria de Aprendizagem Significativa de David Ausubel. / Abstract: The search for new methodologies and teaching tools, applied to classes, have been discussed in several researches papers in the area of Science Teaching, specifically in Physics Teaching. An alternative has been the use of meaningful learning by Ausubel, utilizing the anchoring process in learning the new concepts of this, providing verification of the relationships between general and specific concepts. The Mind Maps is a potential thinking tool for checking conceptual relationships because it is a diagram that seeks to relate the concepts worked through keywords organizing them through topics and subtopics relating specific knowledge to a general subject proposed in construction of the Mind Map. This allows the student to relate the contents, through the rules of mind map construction, using colors, illustrations and short syntheses of the subjects, making this thinking tool a potential proposal for the accompaniment of meaningful learning. This paper describes the use of Mind Maps as a possible tool associated with the teaching-learning process, applied to the concepts of Contemporary Physics, specifically, the study of Atomic Spectrums using David Ausubel's Meaningful Learning Theory. / Mestre

Genetic maps are useful tools in breeding programs and evolutionary studies. Since the publication of the first map, several concepts have been proposed and implemented in various mapping software. Each software presents different characteristics for the construction of maps. For example, aspects such as availability of source code, licenses, tutorials, and operating system need to be considered. There are also important points related to the statistical methods employed. In this context, the users\' choice can often be a complicated task. The objectives here were: i) to present the main software with free licenses developed in recent years; ii) construct linkage maps using these software and, iii) evaluate them from the point of view of users. The software considered were: OneMap, Lep-MAP, HighMap, Lep-MAP2, Flipper, Lep-MAP3, ASMap, and GUSMap. This work can guide researchers about the free tools available to construct genetic maps. / Mapas genéticos são ferramentas úteis em programas de melhoramento e em estudos evolutivos. Desde a publicação do primeiro mapa, vários conceitos foram propostos e implementados em vários softwares de mapeamento. Cada software apresenta diferentes características para construção de mapas. Por exemplo, aspectos como disponibilidade do código fonte, licenças, tutoriais e sistema operacional precisam ser considerados. Há ainda pontos importantes relacionados aos métodos estatísticos empregados. Assim sendo, nem sempre a escolha pelos usuários é uma tarefa simples. Os objetivos aqui foram: i) apresentar os principais softwares com licenças gratuitas desenvolvidos nos últimos anos; ii) construir mapas de ligação utilizando esses programas e iii) avaliá-los do ponto de vista dos usuários. Os softwares considerados foram: OneMap, Lep-MAP, HighMap, Lep-MAP2, Flipper, Lep-MAP3, ASMap e GUSMap. Este trabalho poderá orientar os pesquisadores quanto às ferramentas gratuitas disponíveis para construção de mapas genéticos.

El uso de cámaras de video para obtener información de la zona costera se ha extendido en los últimos años, debido al alcance espacial y temporal y el bajo costo del equipo. Con esto se han desarrollado técnicas para realizar mediciones en las imágenes. Estas requieren supervisión, lo que limita el número de imágenes que pueden ser analizadas. En este trabajo se desarrolló una metodología para clasificar imágenes digitales según las características morfodinámicas observadas y reducir el conjunto de imágenes a unos prototipos representativos de todo el conjunto. Esta clasificación se realiza por medio de mapas auto-organizativos. Los mapas auto organizativos son redes neuronales competitivas no supervisadas diseñadas para trabajar en espacios multidimensionales. La metodología desarrollada se aplico en dos playas; la primera, macromareal, se estudio la evolución morfodinámica según el modelo de Wright y Short 1984. En la segunda, micromareal, se estudio, la evolución de la línea de costa. / The use of video cameras to study the coastal zone has been developed in the last years, due to the spatial and temporal possibilities. A large number of techniques to obtain measurements of images were developed too. Most of these techniques require the human supervision, this limit the number of images to be analyzed. In this Thesis, a methodology to classify digital images based on the morphodynamic and reduce the number of images to a few prototypes is proposed. The classification is done by means of Sel-Organizative Maps (SOMs). The SOMs are a competitive and unsupervised neural networks, specifically designed to deal with high dimensional data The methodology proposed was applied to two beaches. In the first one, macrotidal, the morphodynamic evolution was studied using the Wright and Short Model 1984. In the last one, a microtidal beach, the coastline evolution was studied.

Recentemente as tecnologias digitais de informação e comunicação vêm promovendo alterações na forma como os mapas são produzidos, o que pode ser uma fonte de renovação na educação geográfica em tempos de cibercultura. Nos últimos anos, aplicativos e sites voltados para o mapeamento on-line tornaram-se mais uma forma de expressão da cultura digital. Esta dissertação consiste em uma investigação acerca das possíveis mediações das cartografias multimídias e colaborativas, construídas através de interfaces da internet, em processos de ensino e aprendizagem de geografia. Os mapas colaborativos digitais são representações cartográficas produzidas de forma interativa, descentralizada e em rede. Eles permitem a inserção colaborativa de conteúdos hipermidiáticos (textos, fotos, vídeos) georreferenciados e constituem uma forma alternativa e potencialmente subversiva de produção cartográfica. A pesquisa realizada com alunos do nono ano de uma escola da Rede Municipal de Itaboraí se deu a partir do desenvolvimento de um projeto de mapeamento da região onde os alunos vivem. Os resultados revelaram que estas práticas cartográficas podem contribuir para a superação do atual mal-estar na relação entre jovens e a cultura escolar, bem como favorecer a construção de práticas pedagógicas comprometidas com a formação de cidadãos críticos e engajados. / Recently digital information and communication technologies have been promoting changes in the way maps are produced, which can be a source of renewal in geographic education in times of cyberculture. In recent years, applications and websites geared toward online mapping became more a form of expression of digital culture. This dissertation consists of an investigation into the possible mediation of multimedia and collaborative cartography, constructed through the internet interfaces in the teaching and learning of geography. The collaborative digital maps are cartographic representations produced interactive, decentralized and networked. They allow the insertion of georeferenced collaborative hypermedia contents (texts, photos, videos) and constitute an alternative and potentially subversive form of cartographic production. The survey - conducted with ninth graders in a school of Itaboraí - took from the development of a mapping project in the area where students live. The results revealed that these cartographic practices can help overcome the current "malaise" in the relationship between youth and school culture, and to promote the construction of pedagogical practices committed to the formation of critical and engaged citizens.

Agribusiness as a whole has evolved along with the global modernization. Precision Agriculture (PA) is a technology that has been adding in yield of major crops such as soybeans, corn, wheat and coffee. The generation of yield maps and maps of fertility are likely to generate information to make further interventions or remedial applications in crops. Aiming to investigate the relationship between yield maps of soybean with chemical indicators of soil fertility work was undertaken on the property of Seeds Bee the municipality of Coxilha - RS. The study began in 2005 until 2013 in the collection of data on productivity done through maps worked with the aid of Ag Leader SMS software, totaling 5 maps of soybean. The yield maps are generated from information collected in the harvest product. These figures are achieved with devices equipped with GPS, humidity sensor and productivity throughout the harvest generate localized information. From this, the maps was unified into one with three classifications of production zones: high, medium and low. With information from areas of high and low production soil samples were collected up to 1 m deep by 5 points geo-referenced each distinct zone (high and low). In the evaluations of the analysis it was realized that the pH and base saturation and sulfur were the attributes that have higher productivity in relation to depth. The match had a positive influence on productivity up to 0.20 m depth. Organic matter showed no similarities with productivity. In view of this correlation with the factors that influence the production allow the producer a decision which product to apply and how much more needs to be based on georeferenced data from your area. This achieves - rational use of natural resources and therefore the environment can still raise productive crops ceilings. / O Agronegócio como um todo vem evoluindo junto com a modernização global. A agricultura de Precisão (AP) é uma tecnologia que vem agregando na produção de grãos das grandes culturas como soja, milho, trigo e café. A geração de mapas de produtividade e de mapas de fertilidade são possibilidades de gerar informações para posteriormente fazer as intervenções ou aplicações de corretivos nas lavouras. Com o objetivo de Investigar a relação entre mapas de produtividade das culturas de soja com indicadores químicos da fertilidade do solo foi realizado um trabalho na propriedade da Sementes Bee no município de Coxilha RS. O estudo iniciou-se em 2005 até 2013 na coleta de informações de produtividade feito através de mapas trabalhados com auxílio do software SMS Ag Leader, totalizando 5 mapas da cultura da soja. Os mapas de produtividade são gerados a partir de informações coletadas na colheita do produto. Esses dados são conseguidos com equipamentos equipados com GPS, sensor de umidade e de produtividade que no decorrer da colheita geram informações localizadas. A partir disso, unificou-se os mapas em um só com 3 classificações de zonas de produção: alta, média e baixa. Com a informação das zonas de alta e baixa produção foram coletadas amostras de solo até 1 m de profundidade em 5 pontos georrefenciados de cada zona distinta (alta e baixa). Nas avaliações das análises percebeu-se que O pH e saturação de bases e enxofre foram os atributos que deram maior relação com a produtividade em profundidade. O fósforo teve influência positiva com a produtividade até os 0,20 m de profundidade. A matéria orgânica não apresentou semelhanças com a produtividade. Em vista disso a correlação com fatores que influenciam na produção possibilitam ao produtor uma decisão de qual produto aplicar e em que quantidade, mais precisa por estar baseada em dados georreferenciados de sua área. Com isso consegue-se racionalizar o uso de recursos naturais e conseqüentemente do meio ambiente podendo ainda elevar os tetos produtivos das lavouras.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3457.pdf: 9418556 bytes, checksum: f1f8eee0e6ab76b87435fc819a9bf0ba (MD5) Previous issue date: 2011-02-04 / As a consequence of student difficulties related to concepts of greater abstraction of Chemistry, the concept of Meaningful Learning according to the theory of Ausubel was used in this work. From it, the twodimensional diagrams Conceptual Maps intend to represent the relationships among concepts, through propositions, in a particular topic. They can be used as teaching, assessment, and study strategies among others. In order to minimize the mentioned difficulties, we organized a short course relating to Chemical Bonds that were applied in a class of high school first year in the State of Minas Gerais. In classes, students came into contact with diversified educational strategies: computer-related activities (virtual reality-3D, animation, video), modeling (plastic models, balloons) and instructional material (book) organized from the theory of Ausubel. As a way of learning assessment, we used the preparation of conceptual maps. Upon completion, students answered a Questionnaire evaluating the teaching methodology. The major difficulties were related to the absence of examples in the maps and the correct construction of propositions, supported by appropriated linking words. With this study, we found that the strategy of Conceptual Maps is a valuable resource to probe in depth the limitations and potential for students learning, even in very arid field, dominated by a lack of motivation for learning meaningful and the absence of material resources. On the other hand, there was a wide acceptance by students of information technology and models, but lower for the preparation of maps. It is possible that this resistance is a consequence of the good results in previous approaches to learning by memorization, because students become unsafe for the strategies for change in Meaningful Learning, when considering a challenge to take responsibility to build their own meanings, though rewarding for some apprentices. / Como consequência das dificuldades dos alunos relacionadas aos conceitos de maior abstração de Química, utilizou-se no presente trabalho, a concepção de Aprendizagem Significativa conforme a teoria de Ausubel. Daí, derivam-se os Mapas Conceituais que são diagramas bidimensionais, cujo objetivo é representar as relações entre os conceitos, por meio de proposições, em um determinado tópico. Podem ser utilizados como estratégia de ensino, avaliação, estudo, entre outros. Com a finalidade de minimizar as mencionadas dificuldades, organizou-se um minicurso referente às Ligações Químicas, que foi aplicado em uma turma de primeira série do Ensino Médio, no interior do Estado de Minas Gerais. Nas aulas, os estudantes entraram em contato com estratégias diversificadas de ensino: atividades de informática (realidade virtual-3D, animações, vídeos), modelagem (modelos plásticos, bexigas) e material instrucional (apostila) organizado a partir da Teoria de Ausubel. Como forma de avaliação da aprendizagem, recorreu-se à elaboração de mapas conceituais. Ao término, os alunos responderam a um Questionário de avaliação da metodologia de ensino. As maiores dificuldades estiveram relacionadas à ausência de exemplos nos mapas e à correta construção de proposições, apoiadas em palavras de ligação apropriadas. Com este trabalho, foi possível constatar que a estratégia dos Mapas Conceituais é um recurso válido para sondar em profundidade as limitações e potencialidades de aprendizagem dos alunos, mesmo em terrenos muito áridos, onde predomina a falta de motivação para a aprendizagem significativa e a ausência de recursos materiais. Por outro lado, houve uma grande aceitação dos alunos por atividades de informática e modelos, mas menor pela elaboração dos mapas. É possível que esta resistência seja uma consequência dos bons resultados anteriores em abordagens de aprendizagem por memorização, porque tornam os estudantes inseguros na mudança para estratégias de Aprendizagem Significativa, visto que consideram um desafio tomarem a responsabilidade pela construção dos seus próprios significados, embora compensadora para alguns aprendizes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:37:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5127.pdf: 6870884 bytes, checksum: e7c1fb5dc8b4cf8bf563a595abfc524f (MD5) Previous issue date: 2013-01-18 / The present work investigated high school students about the elaboration of conceptual maps and the resolution of their problems related to the topic intermolecular interactions. For that we based upon Ausubel's theory of meaningful learning, Concept Maps and troubleshooting. To carry out this research we use the elaboration of Concept Maps using a list of concepts extracted from their problems and that are relevant to their resolution, and the construction of the "Reference Map" according to the proposal of Joseph Novak. To make the maps the students organized hierarchically the listed contents and in accordance with the principle of progressive differentiation we determined the major conceptual deficiencies. The resolution of the problems constituted another tool for the cognitive mapping, as the students show how the concepts are organized in their minds through the application in solving the problem. The results obtained with the conceptual maps were used to trace the cognitive structuring and compared to analyzes of the resolutions of problems determining qualitative and quantitative aspects in relation to structuring and conceptual similarities in results between the two instruments. It was determined the Pearson s correlation between the results of the maps and the resolution of problems, resulting in a weak correlation between the two instruments. The reason for this is not conclusive in the extent of this research and relevant discussion originates later works. Qualitative analyzes show that the two instruments are able to determine cognitive structuring concepts and indicate their shortcomings. / O presente trabalho investigou a elaboração de mapas conceituais e resolução dos respectivos problemas relacionados ao tópico interações intermoleculares por alunos do primeiro ano do ensino médio da escola Colégio Cecília Meireles da rede particular de São Carlos. Para isso foram usados como fundamentação teórica a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, Mapas Conceituais e Resolução de Problemas. Para a realização dessa pesquisa se fez uso da elaboração de Mapas Conceituais utilizando uma lista de conceitos extraídos dos respectivos problemas e que são relevantes para a sua resolução, além da construção do Mapa de Referência de acordo com a proposta de Joseph Novak. Os alunos ao fazerem os mapas organizaram hierarquicamente os conteúdos listados, e, de acordo com o princípio da diferenciação progressiva determinou-se as principais deficiências conceituais. A resolução dos problemas constituiu-se em outro instrumento para o mapeamento cognitivo, pois os alunos revelam a forma como estão organizados os conceito em sua mente por meio da aplicação na resolução do problema. Os resultados obtidos com os mapas conceituais foram usados para traçar a estruturação cognitiva e confrontados às análises das resoluções dos problemas, determinando-se aspectos qualitativos e quantitativos em relação à estruturação conceitual e às semelhanças nos resultados entre os dois instrumentos. Determinou-se a correlação de Pearson entre os resultados dos mapas e da resolução dos problemas, obtendo-se uma fraca correlação entre os dois instrumentos. A razão para isso não é conclusivo no âmbito da presente pesquisa e a discussão pertinente origina trabalhos posteriores. As análises qualitativas mostraram que os dois instrumentos são capazes de determinar a estruturação cognitiva dos conceitos e indicar as suas deficiências.