[pt] Ao mesmo tempo em que a autonomia de robôs pessoais e domésticos aumenta, cresce a necessidade de interação dos mesmos com o ambiente. A interação mais básica de um robô com o ambiente é feita pela percepção deste e sua navegação. Para uma série de aplicações não é prático prover modelos geométricos válidos do ambiente a um robô antes de seu uso. O robô necessita, então, criar estes modelos enquanto se movimenta e percebe o meio em que está inserido através de sensores. Ao mesmo tempo é necessário minimizar a complexidade requerida quanto a hardware e sensores utilizados. No presente trabalho, um algoritmo iterativo baseado em entropia é proposto para planejar uma estratégia de exploração visual, permitindo a construção eficaz de um modelo em grafo do ambiente. O algoritmo se baseia na determinação da informação presente em sub-regiões de uma imagem panorâmica 2-D da localização atual do robô obtida com uma câmera fixa sobre o mesmo. Utilizando a métrica de entropia baseada na Teoria da Informação de Shannon, o algoritmo determina nós potenciais para os quais deve se prosseguir a exploração. Através de procedimento de Visual Tracking, em conjunto com a técnica SIFT (Scale Invariant Feature Transform), o algoritmo auxilia a navegação do robô para cada nó novo, onde o processo é repetido. Um procedimento baseado em transformações invariáveis a determinadas variações espaciais (desenvolvidas a partir de Fourier e Mellin) é utilizado para auxiliar o processo de guiar o robô para nós já conhecidos. Também é proposto um método baseado na técnica SIFT. Os processos relativos à obtenção de imagens, avaliação, criação do grafo, e prosseguimento dos passos citados continua até que o robô tenha mapeado o ambiente com nível pré-especificado de detalhes. O conjunto de nós e imagens obtidos são combinados de modo a se criar um modelo em grafo do ambiente. Seguindo os caminhos, nó a nó, um robô pode navegar pelo ambiente já explorado. O método é particularmente adequado para ambientes planos. As componentes do algoritmo proposto foram desenvolvidas e testadas no presente trabalho. Resultados experimentais mostrando a eficácia dos métodos propostos são apresentados. / [en] As the autonomy of personal service robotic systems increases so has their need to interact with their environment. The most basic interaction a robotic agent may have with its environment is to sense and navigate through it. For many applications it is not usually practical to provide robots in advance with valid geometric models of their environment. The robot will need to create these models by moving around and sensing the environment, while minimizing the complexity of the required sensing hardware. This work proposes an entropy-based iterative algorithm to plan the robot´s visual exploration strategy, enabling it to most efficiently build a graph model of its environment. The algorithm is based on determining the information present in sub-regions of a 2- D panoramic image of the environment from the robot´s current location using a single camera fixed on the mobile robot. Using a metric based on Shannon s information theory, the algorithm determines potential locations of nodes from which to further image the environment. Using a Visual Tracking process based on SIFT (Scale Invariant Feature Transform), the algorithm helps navigate the robot to each new node, where the imaging process is repeated. An invariant transform (based on Fourier and Mellin) and tracking process is used to guide the robot back to a previous node. Also, an SIFT based method is proposed to accomplish such task. This imaging, evaluation, branching and retracing its steps continues until the robot has mapped the environment to a pre-specified level of detail. The set of nodes and the images taken at each node are combined into a graph to model the environment. By tracing its path from node to node, a service robot can navigate around its environment. This method is particularly well suited for flat-floored environments. The components of the proposed algorithm were developed and tested. Experimental results show the effectiveness of the proposed methods.

[pt] Nas últimas décadas, tem-se observado um crescente interesse nas tecnologias relacionadas a ambientes de comunicação móvel sem fio. Em grande parte, esse interesse vem acompanhando o crescimento do mercado de telecomunicações, mais especificamente dos sistemas de telefonia móvel celular. Os usuários vêm absorvendo rapidamente essas tecnologias, originando novas necessidades, como a utilização de serviços de dados multimídia, que exige garantias de qualidade. Nesse contexto, um dos desafios encontrados é conseguir a utilização eficiente do limitado espectro de freqüências disponível, fornecendo serviços com qualidade para os usuários. Esta dissertação propõe uma arquitetura para provisão de qualidade de serviço -QoS- fim-a-fim em redes móveis sem fio, levando em consideração características inerentes a esses ambientes. Para alcançar esse objetivo, são propostas modificações aos frameworks para provisão de QoS em ambientes genéricos de processamento e comunicação, visando atender às necessidades trazidas pelas redes móveis, gerando uma arquitetura adaptável para fornecer QoS em ambientes que ofereçam suporte à mobilidade. Uma instanciação dos frameworks para provisão de QoS em redes móveis sem fio é descrita através de um cenário de mobilidade, no qual é simulada uma rede infraestruturada de serviços integrados funcionando sobre o IP Móvel, de modo a validar a peoposta. / [en] In the last decades, increasing interest has been observed in technologies related to wireless mobile communication environments. Great part of such interest follows the growth in the telecommunications industry, more specifically of cellular mobile telephony systems. Users are quickly absorbing these technologies and generating new necessities, such as the use of services of multimedia data, which demand quality assurance. In this context, one of the challenges is the efficient use of the limited frequency spectrum available, providing users quality services. This thesis proposes an architecture for the provision of end-to-end QoS in wireless mobile networks, taking into account inherent characteristics of these environments. To reach this purpose, modifications were proposed to the frameworks for QoS provisioning in generic processing and communication environments, aiming to fulfill the necessities brought by mobile networks, generating an adaptable architecture to offer QoS in environments that support mobile connections. In order to validate the proposal, an instantiation of frameworks for QoS provisioning in wireless mobile networks is described by means of a mobility scenario in which an infrastructure network of integrated services is simulated working over Mobile IP.

[pt] Este trabalho lida com o problema de radiolocalização de terminais em um ambiente de comunicações móveis celulares. Desenvolve-se novas alternativas para a estimação da posição, admitindo-se que as medidas de tempo de chegada (ToA) obtidas no enlace-rádio estão corrompidas por ruído aditivo e apresentam erro médio positivo durante períodos aleatórios, devido à ausência de linha de visada (NLOS) entre terminal e estações radio-bases. Em uma das alternativas desenvolve-se um estimador assintoticamente eficiente do erro de NLOS, sob o critério de mínimos quadrados ponderados (WLS). Para esta estimativa, admite- se o conhecimento a priori do espalhamento temporal do canal, e que o perfil de potência do sinal pode ser calculado por uma média temporal de medidas independentes em um receptor RAKE. O esquema de localização apresentado incorpora também um teste de hipóteses desenvolvido sob o critério de Neyman-Pearson, para detectar, a cada instante de tempo, a ocorrência de transições entre os estados LOS/NLOS do canal. Em outra contribuição do trabalho, as coordenadas do terminal são estimadas recursivamente utilizando-se algoritmos bayesianos, com a dimensão do espaço de estados aumentada para incluir o efeito do erro de NLOS sobre as medidas de ToA. Resultados de simulação obtidos sob diferentes cenários comprovam a eficiência dos esquemas de estimação aqui desenvolvidos, quando comparados à única solução de que se tem conhecimento na literatura. Apresenta-se ainda nesta tese uma análise para o problema de ambigüidade em métodos hiperbólicos de localização, cujo objetivo é identificar a região do plano em que este método fornece duas soluções fisicamente admissíveis. A área desta região é comparada com a área total de triangulação. / [en] This work addresses the radiolocation problem of a moving terminal in a cellular mobile communications environment. New alternatives are developed for position estimation, assuming that the Time of Arrival (ToA) measurements obtained from radio link are corrupted by additive noise and have positive mean error during random periods of time due to the non-line of sight (NLOS) propagation condition between the terminal and base stations. In one of the proposals, an asymptotically efficient WLS estimator of the NLOS error is developed under the Weighted Least Squares criterion. It is assumed that the channel temporal scattering model is known and the mean power delay profile can be evaluated by time averaging independent measurements from a RAKE receiver. The location estimation scheme also includes a hypothesis testing based on Neyman- Pearson approach to detect at each instant of time the LOS/NLOS states transitions. In another contribution, the terminal coordinates are recursively estimated using bayesian algorithms, with the state-space dimension augmented to include the NLOS error effect over ToA measurements. Simulation results obtained under different scenarios show the effectiveness of the estimation schemes developed here when compared to the only alternative known from the literature. An analysis concerning the ambiguity problem in hyperbolic location methods is also presented, aiming to determine the regions where this method gives two physically admissible solutions, and compare them to the total trilateration area.

[pt] A pesquisa parte do princípio de que as histórias em quadrinhos constituem um importante meio de entretenimento e comunicação. Em decorrência da característica de mesclar imagem e texto como nenhuma outra forma de arte, se desenvolveram em um nicho próprio. Considera-se que a linguagem das HQs evolui a partir da estrutura de códice com seu sistema de páginas. Detentora de uma linguagem visual própria percebe-se na contemporaneidade, transformações com o advento das tecnologias. Atualmente, podem ser lidas em dispositivos móveis agregando incrementos ao se aproximar de outras mídias. Diante deste novo paradigma digital atinge nível de mobilidade que o computador pessoal não permitia, propondo um novo nicho de expressão e produção artística. Com foco na fruição e leitura em plataformas digitais, a pesquisa traça um panorama dos principais aplicativos de distribuição e leitura enquanto analisa títulos e narrativas específicas. Também aborda a evolução da linguagem visual das histórias em quadrinhos, contemplando a transposição para o mundo digital na internet e aspectos relacionados com a adaptação para os dispositivos móveis. / [en] This research is based on the principle that comics represent an important form of entertainment and communication. Due to its capability to combine image and text like no other art form, it establishes itself as a unique means of expression. We could determine that its configuraton originates from pages of a códex structure. Since it holds its own specific visual language. Nowadays comics can be read on mobile devices more elements in connection with other media. On account of these new digital paradigms comics reach a mobility level that the personal computer alone coudn t offer, opening up new áreas of expression and artistic creativity. Considering its utilization in digital platforms, this study presents a outline of the main applications in its circulation and reading, trying at the same time to analyze titles and specific characteristics. It also covers the evolution of the visual language in comics, including its transposition to the digital world of the interner as well as other aspects related to the adaptation to the mobile devices.

[pt] Há alguns anos a Internet vem continuamente tomando uma importância cade vez maior na vida das pessoas, seja para trabalho, diversão, informação ou negócios. Essa disseminação está fazendo com que a necessidade de acesso vá além do escritório ou do lar e alcance o ar livre, ou seja as pessoas gostariam de acessar a Internet de seu notebook enquanto estão no caminho para o trabalho, casa ou escola. Para possibilitar isso o IETF fez estudos e definiu o padrão do IP Móvel. Porém o IP Móvel não resolve totalmente o problema de mobilidade na Internet, e para complementá-lo surgiram os protocolos de micromobilidade. Neste trabalho analisamos detalhadamente os dois principais protocolos de micromobilidade mais completos e sugerimos uma extensão para a melhoria do desempenho do acesso sem fio à Internet. / [en] Since some years ago the Internet is continually grwoing in importance in the peoples life, even for work, amusement, information or businesses. That spread is making the need for access goes outside the office or the home and reach the free air, the people would like to access Internet of his/her notebook while they are in their path for the work, home or school. To make it possible the IETF made studies and it defined a standard, The Mobile IP. However the Mobile IP doesn t totally solve the mobility problem in Internet, and to complement it, the micromobility protocols had appeared. In this work was analyzed the two main protocols of micromobility in detail and was suggested an extension for the improvement of the performance of the wireless access to the Internet.

[pt] Esta dissertação apresenta uma abordagem para a coordenação de enxames de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT), baseada na comunicação via Internet provida pelas redes de telefonia móvel. Um grande número de atividades pode ser coberto com uma missão conjunta de VANTs voando em formação, como a vigilância e monitoramento de grandes eventos, tarefas de busca e salvamento, controle de pestes agrárias, fiscalização e conservação florestal, inspeção de oleodutos e redes de distribuição elétrica ou mesmo em missões militares de ataque e reconhecimento. A coordenação de enxame de VANTs pode ser fatorada na comunicação entre os membros do enxame e o algoritmo de controle e interrelacionamento entre os membros. A solução proposta consiste no uso de smartphones acoplados a VANTs capazes de prover o nível necessário de comunicação confiável sobre a Internet móvel, e processar o algoritmo proposto para a coordenação dos enxames de VANTs. Experimentos foram feitos através da emulação de VANTs e redes de dados de telefonia que demostraram a eficácia do algoritmo proposto e analisam o impacto da latência de rede e da velocidade dos VANTs sobre a precisão da coordenação de movimento de enxames. / [en] This work presents an approach to coordinate swarms of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) based on Internet communication provided by mobile phone networks. Several activities can be done by several UAVs flying in formation, such as surveillance and monitoring of mass events, search and rescue tasks, control of agricultural pests, monitoring and forest conservation, inspection of pipelines and electricity distribution networks or even military attack and recognition missions. Coordination of UAVs swarm can be branch in two sub-problems: communication between members of the swarm and the algorithm that controls members behaviors regarding their movements. The proposed solution assumes the use of a smartphone coupled with each UAV of the swarm, in order to provide the required level of reliable communication on the mobile Internet and run the proposed algorithm for the coordination of swarms of UAVs. Experiments were performed with emulated UAVs and WAN mobile networks. The results have demonstrated the effectiveness of the proposed algorithm, and have shown the influence of the network latency and the UAV speeds on the accuracy of the movement coordination in the swarms.

[pt] Dirigir é uma tarefa diária que permite uma locomoção mais rápida e mais confortável, no entanto, mais da metade dos acidentes fatais estão relacionados à imprudência. Manobras imprudentes podem ser detectadas com boa precisão, analisando dados relativos à interação motorista-veículo, por exemplo, curvas, aceleração e desaceleração abruptas. Embora existam algoritmos para detecção online de anomalias, estes normalmente são projetados para serem executados em computadores com grande poder computacional. Além disso, geralmente visam escala através da computação paralela, computação em grid ou computação em nuvem. Esta tese apresenta uma abordagem baseada em complex event processing para a detecção online de anomalias e classificação do comportamento de condução. Além disso, objetivamos identificar se dispositivos móveis com poder computacional limitado, como os smartphones, podem ser usados para uma detecção online do comportamento de condução. Para isso, modelamos e avaliamos três algoritmos de detecção online de anomalia no paradigma de processamento de fluxos de dados, que recebem os dados dos sensores do smartphone e dos sensores à bordo do veículo como entrada. As vantagens que o processamento de fluxos de dados proporciona reside no fato de que este reduz a quantidade de dados transmitidos do dispositivo móvel para servidores/nuvem, bem como se reduz o consumo de energia/bateria devido à transmissão de dados dos sensores e possibilidade de operação mesmo se o dispositivo móvel estiver desconectado. Para classificar os motoristas, um mecanismo estatístico utilizado na mineração de documentos que avalia a importância de uma palavra em uma coleção de documentos, denominada frequência de documento inversa, foi adaptado para identificar a importância de uma anomalia em um fluxo de dados, e avaliar quantitativamente o grau de prudência ou imprudência das manobras dos motoristas. Finalmente, uma avaliação da abordagem (usando o algoritmo que obteve melhor resultado na primeira etapa) foi realizada através de um estudo de caso do comportamento de condução de 25 motoristas em cenário real. Os resultados mostram uma acurácia de classificação de 84 por cento e um tempo médio de processamento de 100 milissegundos. / [en] Driving is a daily task that allows individuals to travel faster and more comfortably, however, more than half of fatal crashes are related to recklessness driving behaviors. Reckless maneuvers can be detected with accuracy by analyzing data related to driver-vehicle interactions, abrupt turns, acceleration, and deceleration, for instance. Although there are algorithms for online anomaly detection, they are usually designed to run on computers with high computational power. In addition, they typically target scale through parallel computing, grid computing, or cloud computing. This thesis presents an online anomaly detection approach based on complex event processing to enable driving behavior classification. In addition, we investigate if mobile devices with limited computational power, such as smartphones, can be used for online detection of driving behavior. To do so, we first model and evaluate three online anomaly detection algorithms in the data stream processing paradigm, which receive data from the smartphone and the in-vehicle embedded sensors as input. The advantages that stream processing provides lies in the fact that reduce the amount of data transmitted from the mobile device to servers/the cloud, as well as reduce the energy/battery usage due to transmission of sensor data and possibility to operate even if the mobile device is disconnected. To classify the drivers, a statistical mechanism used in document mining that evaluates the importance of a word in a collection of documents, called inverse document frequency, has been adapted to identify the importance of an anomaly in a data stream, and then quantitatively evaluate how cautious or reckless drivers maneuvers are. Finally, an evaluation of the approach (using the algorithm that achieved better result in the first step) was carried out through a case study of the 25 drivers driving behavior. The results show an accuracy of 84 percent and an average processing time of 100 milliseconds.

[pt] O presente estudo tem o propósito de compreender os antecedentes da adoção de tecnologias de informação e comunicação (TIC), especificamente afetas a dispositivos móveis eletrônicos no contexto de sua aplicação na prestação de serviços públicos ao cidadão e o seu relacionamento com o Estado. Para tanto, a pesquisa buscou desenvolver um modelo inédito de adoção de inovações baseandose no Modelo de Difusão de Inovações (Rogers,2003), agregando a ele construtos adaptados ao contexto da relação do cidadão com governo brasileiro. A partir da teoria, são formuladas hipóteses que exploram quais fatores são capazes de impactar a atitude geral de adoção dos cidadãos em relação a tecnologias de governo móvel. O modelo proposto foi submetido a uma survey transversal, cuja amostra foi escolhida por conveniência, resultando em 666 registros válidos para análise. Os dados obtidos, analisados por meio da modelagem de equações estruturais, confirmam a maior parte das hipóteses formuladas e apresentam relações significativas entre os construtos vantagem relativa, compatibilidade, complexidade, conveniência, qualidade de serviço, confiança no governo e intenção de adoção na atitude geral de adoção sugerindo que o modelo proposto representa um avanço na compreensão dos fatores que influenciam a atitude geral de adoção do cidadão em relação a tecnologias de m-government. / [en] This study aims to understand the information and communication technologies (ICT) adoption background, specifically related to electronic mobile devices in the context of their application in the provision of public services to Brazilian citizens and their relationship with the State. To this end, the research sought to develop an unprecedented model of adopting innovations based on the Innovation Diffusion Model (Rogers, 2003), adding constructs adapted to the context of the citizen s relationship with the Brazilian government. Based on the theory, hypotheses that explore which factors are capable of impacting the general attitude of adoption were formulated. The proposed model, was subjected to a cross-sectional survey, resulting in 666 valid records from a convenience sample. The data obtained were analyzed using structural equation modeling (SEM). They confirm most of the hypotheses formulated and present significant relationships between the constructs relative advantage, compatibility, complexity, convenience, quality of service, trust in the government and intention to adopt in the general attitude of adoption, suggesting that the proposed model represents an advance in understanding the factors that influence the Brazilian citizen general attitude of adoption related to m-government.

[pt] Jogos pervasivos móveis são jogos que combinam os mundos real e virtual em um espaço híbrido, permitindo interações não apenas com o mundo do jogo virtualmente criado, mas também com o ambiente físico que envolve os jogadores. A Internet de Coisas Móveis (IoMT) especifica situações em que os dispositivos na Internet das Coisas (IoT) podem ser movidos ou se moverem de forma autônoma, mantendo conectividade remota e acessibilidade de qualquer lugar na Internet. Seguindo o enorme sucesso dos recentes jogos pervasivos móveis e a iminente expansão de IoT, nós fornecemos uma integração para toda a tecnologia envolvida no desenvolvimento de um jogo pervasivo móvel que incorpora dispositivos IoT. Também propomos um jogo móvel pervasivo que avalia os benefícios da união de ambos os campos. Este protótipo de jogo explora maneiras de aumentar a experiência dos jogadores através de mecânicas pervasivas, aproveitando a motivação dos jogadores para realizar tarefas de sensoriamento. O jogo também incorpora aplicações sérias na jogabilidade, tais como a localização de instalações e serviços. / [en] Mobile pervasive games are a game genre that combines the real and virtual worlds in a hybrid space, allowing interactions with not only the virtually created game world, but also with the physical environment that surrounds the players. The Internet of Mobile Things (IoMT) specifies situations in which devices on the Internet of Things (IoT) can be moved or move autonomously, while maintaining remote connectivity and accessibility from anywhere on the internet. Following the huge success of recent mobile pervasive games and the coming IoT boom, we provide an integration for all the technology involved in the development of a mobile pervasive game that incorporates IoT devices. We also propose a mobile pervasive game that evaluates the benefits of the union of both fields. This game prototype explores ways of increasing the experience of players through pervasive mechanics while taking advantage of the player s motivation to perform sensing tasks. It also incorporates serious applications into the gameplay, such as the localization of facilities and services.

[pt] Transformadores de subestações de distribuição requerem uma atenção especial pelos altos custos, longos tempos de reposição e por impactarem, quando falham, diretamente na confiabilidade da rede, provocando assim a interrupção de inúmeros usuários. Em geral, as subestações são projetadas com transformadores em paralelo, de forma que a carga pico possa ser atendida ainda que um transformador do grupo esteja avariado. No entanto, esta solução requer investimentos elevados. Uma alternativa consiste no compartilhamento de estoques de transformadores reservas e subestações móveis. O dimensionamento dos estoques deve ser feito com cautela, pois, um grande número de equipamentos pode aumentar desnecessariamente os custos de investimento, e um estoque insuficiente pode diminuir a confiabilidade do sistema e aumentar seus custos operacionais. Esta dissertação apresenta duas metodologias para o dimensionamento do estoque, o método de Markov e a simulação Monte Carlo, os quais são comparados quanto aos seus resultados e características quando aplicados a um mesmo sistema. Ambos os modelos foram utilizados para dimensionar o estoque para falhas do tipo catastróficas e reparáveis, separadamente. O método probabilístico baseado na simulação Monte Carlo foi aplicado a um grupo de transformadores da classe 115 kV e 15 MVA, visando demonstrar a capacidade da metodologia de encontrar soluções condizentes do ponto de vista técnico e econômico. / [en] Substation distribution transformers require special attention for their high costs, long replacement times and for impacting, when they fail, directly on the reliability of the electric network, thus causing the interruption of several costumers. In general, substations are designed with transformers in parallel, so that the peak load can be met even if a transformer in the group is damaged. However, this solution requires high investments. An alternative is to share stocks of spare transformers and mobile substations. Stock sizing should be done with caution, as a large number of equipment can unnecessarily increase investment costs, and insufficient stock can decrease system reliability and increase operating costs. This dissertation presents two methods for stock dimensioning based on Markov modeling and on Monte Carlo simulation, which are compared in terms of their results and characteristics when applied to the same system. Both models were used to scale the stock for catastrophic and repairable failures, separately. The probabilistic method based on the Monte Carlo simulation was applied to a group of 115 kV and 15 MVA class transformers, aiming to demonstrate the method s ability to find solutions that are technically and economically compatible.