O Brasil é uma referência mundial na produção e exportação de citros, entretanto esse cultivo pode sofrer diversos problemas e perdas de produtividade por motivos diversos, como por exemplo, pragas. Para reduzir os riscos e perdas, torna-se interessante o uso de sistemas automatizados de monitoramento, justificando a necessidade de realizar a coleta de dados para determinar diversos fatores. Determinadas plantações, como a de citros, não podem ser monitoradas somente via solo ou somente via imagens aéreas, tornando necessário mesclar ambas as abordagens de acordo com o parâmetro a ser monitorado. Para a realização desse monitoramento devem ser utilizados robôs com habilidades distintas, robôs aéreos e robôs terrestres. Assim, é preciso designar as tarefas que cada robô realizará e também coordenar todos os robôs durante a execução do sistema como um todo, visando otimizar o processo de coleta de dados. Esse problema pode ser analisado e modelado como um problema de alocação de tarefas para robôs (Multi-Robot Task Allocation (MRTA)). Para resolver esse problema propõe-se um framework baseado em técnicas de cobertura de conjuntos e em mecanismo de mercado baseado em leilão. Teste simulados são realizados e demonstram que a presente proposta cumpre o papel na alocação das tarefas aos robôs. Além disso, visando a aplicação da solução proposta é projetado e desenvolvido uma plataforma robótica aérea (quadrirotor) de baixo custo utilizando peças prototipadas. Para o controle de estabilidade dessa plataforma, propõe-se um modelo matemático de acordo com os parâmetros inerciais do quadrirotor. Esse quadrirotor é utilizado em diversas aplicações reais, mostrando que o projeto desenvolvido pode ser reproduzido e destinado a execução de tarefas reais, como por exemplo a coleta de dados na agricultura de precisão. / Brazil is a world reference in the production and export of citrus, although this crop can suffer several problems and losses of productivity for diverse reasons, as for example, pests. In order to reduce risks and losses, it is interesting to use automated monitoring systems, justifying the need to perform data collection to determine several factors. Certain plantations, such as citrus plantations, can not be monitored only via soil or only via aerial images, making it necessary to merge both approaches according to the parameter to be monitored. To perform this monitoring, robots with different abilities, such asunmanned aerial vehicle (UAV) and unmanned ground vehicle (UCV) should be used. Therefore, it is necessary to assign the tasks that each robot will perform and also to coordinate all the robots during the execution of the system as a whole, in order to optimize the process of data collection. The problem can be studied and modeled as a task allocation problem for robots (MRTA). To solve this problem we propose a framework based set covering techniques and auction-based market mechanism. Simulated tests are performed and demonstrate that the present proposal fulfills the role in assigning tasks to robots. In addition, aiming at the application of the proposed solution is designed and developed a low cost aerial robotic platform (quadrirotor) which use prototyped parts. This quadrirotor is used in several real applications, showing that the developed project can be reproduced and destined to perform real tasks, such as data collection in precision agriculture.

Os objetivos deste trabalho foram desenvolver um dispositivo apontador, com as mesmas funções de um mouse, controlado pelo movimento da cabeça, e comparar a eficiência do dispositivo proposto, utilizando o controle do cursor do computador no modo absoluto e relativo (joystick), operado por dez indivíduos tetraplégicos e por dez indivíduos sem acometimento neuromuscular. A maioria dos parâmetros estudados apresentou diferença significativa, entre as situações de controle absoluto e relativo, para os indivíduos de ambos os grupos, evidenciando que os parâmetros medidos no modo absoluto foram melhores que os medidos no modo relativo. O dispositivo apontador emula adequadamente as funções de deslocamento do cursor, mostrando que o modo de controle absoluto é mais eficiente que o modo de controle relativo / The objectives of this study were to develop a head controlled pointer device with mouse functions and compare its performance when operated in absolute versus relative (joystick like) modes by ten quadriplegic subjects and ten people without neuromuscular impairment. The device was composed of a video camera, a computer program and a reflective paper target attached to a cap which was then placed on the user´s head. Most of the measured parameters revealed a significant difference between the control modes, favouring the absolute one, for both studied groups. The developed head pointer adequately emulates the computer cursor displacement, with the absolute control mode being functionally more efficient than the relative control mode in this study.

Um tema pouco estudado na literatura, mas frequentemente encontrado por empresas prestadoras de serviço, é o Problema de Escalonamento de Técnicos de Campos (Field Technician Scheduling Problem). O problema consiste em associar um número de tarefas - em diversos locais, com diferentes prioridades e com janelas de tempo - a uma quantidade de técnicos - com diferentes horários de expediente e com habilidades distintas - que saem no início do horário de trabalho da sede da empresa, para onde devem retornar antes do fim do expediente. Cada tarefa é atendida por um único técnico. Esse problema é estudado neste trabalho. A primeira parte do trabalho apresenta um modelo de programação linear inteira mista (PLIM) e, dada a complexidade do problema, heurísticas construtivas e meta-heurísticas foram desenvolvidas. Na função objetivo, procura-se principalmente maximizar o número ponderado de tarefas executadas em um dia de trabalho, de acordo com as suas prioridades. Em linhas gerais, as heurísticas construtivas ordenam as tarefas de acordo com um critério pré-estabelecido e, em seguida, designam cada uma a um dos técnicos capazes de realiza-la sem violar as restrições do problema. Tendo em conta o bom desempenho obtido em outros problemas semelhantes, foi adotado um Algoritmo Genético denominado Biased Random-Key Genetic Algorithms (BRKGA), que utiliza chaves aleatórias para codificar e decodificar as soluções. Codificadores e decodificadores adaptados ao problema foram desenvolvidos e testes computacionais são apresentados. As soluções obtidas em problemas de pequenas dimensões são comparadas com as soluções ótimas conhecidas e, para aprimorar a avaliação do desempenho nas instâncias médias e grandes, quatro procedimentos para obter limitantes superiores foram propostos. Testes computacionais foram realizados em 1040 instâncias. O BRKGA encontrou 99% das 238 soluções ótimas conhecidas e, nas 720 instâncias de dimensões médias e grandes, ficou em média a 3,8% dos limitantes superiores. As heurísticas construtivas superaram uma heurística construtiva da literatura em 90% das instâncias. A segunda parte do trabalho apresenta uma nova abordagem para o Problema de Escalonamento de Técnicos de Campo: um modelo biobjetivo, onde uma segunda função objetivo buscará que as tarefas prioritárias sejam realizadas o mais cedo possível. Uma versão multiobjectivo do BRKGA foi desenvolvida, considerando diversas estratégias para classificar a população do algoritmo e escolher as melhores soluções (estratégias de elitismo). Codificadores e decodificadores foram criados para o problema multiobjectivo. Os resultados computacionais obtidos são comparados com os resultados de um Algoritmo Genético conhecido na literatura, o Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA II). Para instâncias de pequenas dimensões, os resultados da meta-heurística proposta também são comparados com a fronteira ótima de Pareto de 234 instâncias, obtidas por enumeração completa. Em média, o BRKGA multiobjectivo encontrou 94% das soluções da fronteira ótima de Pareto e, nas instâncias médias e grandes, superou o desempenho do NSGA-II nas medidas de avaliação adotadas (porcentagem de soluções eficientes, hipervolume, indicador epsílon e cobertura). / An important topic in service companies, but little studied until now, is the field technician scheduling problem. In this problem, technicians have to execute a set of jobs or service tasks. Technicians have different skills and working hours. Tasks are in different locations within a city, with different time windows, priorities, and processing times. Each task is executed by only one technician. This problem is addressed in this thesis. The first part of the research presents the mixed integer linear programming model (MILP) and, due to the complexity of this problem, constructive heuristics and metaheuristics were proposed. The objective function is to maximize the sum of the weighted performed tasks in a day, based on the priority of tasks. In general terms, in the proposed constructive heuristics, jobs are ordered according to a criterion and, after that, tasks are assigned to technicians without violating constraints. A Genetic Algorithm (the Biases Randon Key Genetic Algorithm - -RKGA) is applied to the problem, based on its success in similar problems; the BRKGA uses random keys and a decoder transforms each chromosome of the Genetic Algorithm into a feasible solution of the problem. Decoders and encoders adapted to the problem were developed and computational tests are presented. A comparison between the solutions of the heuristic methods and optimal solutions values was also conducted for small instances and, to analyze medium and large instances, four upper bound models were proposed. Computational experiments with 1040 instances were carried out. The BRKGA reached 99% of the 238 optimal solutions and, for 720 medium and large instances, the average upper bound gap was 3,8%. Constructive heuristics overcame a heuristic of the literature in 90% of the instances. The second part of this research presents a new approach of the Field Technician Scheduling Problem: a multiobjective model, with a second objective function to execute the priority tasks as soon as possible. A multiobjective BRKGA was developed, with different strategies to classify the Genetic Algorithm population and to select the elite solutions (elite strategies). Decoders and encoders were developed for the multiobjective problem too. The results were compared with a known Genetic Algorithm, the Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA II). For 234 small instances, the results were compared with the Pareto optimal solutions, obtained by complete enumeration. On average, the BRKGA found 94% of the Pareto optimal solutions and, for 720 medium and large instances, outperformed the NSGA-II by means of the measures adopted (percentage of efficient solutions, hypervolume, epsilon and coverage).

O desenvolvimento de sistemas de controle em plataformas de tempo real é uma tarefa que envolve Engenharia de Controle e Ciência da Computação. Nas últimas décadas, estas áreas se desenvolveram como áreas independentes. Este trabalho busca diminuir distância entre as áreas propondo a utilização de métodos de Engenharia de Software em uma fase de modelagem do software de controle. Uma das propostas apresentadas no trabalho é a utilização de frameworks orientados a objetos no processo de Rapid Control Prototyping (RCP) para substituir a geração automática de código, eliminar os problemas de integração com código legado e tornar o processo RCP mais interativo. Outra proposta é a utilização de plataformas para RCP composta por uma camada de hardware real, uma camada SOTR e uma camada de aplicação formada pelo framework para análise e desenvolvimento de sistemas de controle centralizado ou distribuído. / The development of real-time platform control systems is a task that involves Control Engineering and Computer Science. In the last decade, these areas have developed independent from each other. This paper seeks to decrease the distance between this areas, by proposing the use of Software Engineering methods in a software control modeling phase. One of the propositions in this paper is the use of object orientated frameworks in the Rapid Control Prototyping (RCP) process to substitute the automatic code generation, thus eliminating the problems with the legacy code and making the RCP process more interactive. Another proposition is the use of RCP directed platforms composed by a real hardware layer, a RTOS layer and an application layer formed by the framework for the analysis and development of the centralized or distributed control systems.

[pt] O problema de escalonamento de tarefas divisíveis consiste em determinar como uma carga a ser processada deve ser dividida entre processadores e em que ordem cada fração de carga será enviada a cada processador. Considera-se o escalonamento em redes estrela com computadores e enlaces heterogêneos. Nesta dissertação são propostas formulações originais deste problema como modelos de programação linear inteira mista, assim como um novo algoritmo de complexidade O(n) para a solução ótima de um caso especial. Além disso, também são propostas duas novas heurísticas para o problema, que permitem a elaboração de bons escalonamentos para instâncias de grande porte em um reduzido tempo de processamento. / [en] The problem of divisible job scheduling consists of determining how to divide the data to be processed among processors and in which order each fraction should be sent to them. In this dissertation, we consider the divisible load scheduling problem in star networks with heterogeneous computers and links. Original mixed integer linear programming formulations of this problem are proposed, as well as a new algorithm with complexity O(n) to find the optimal solution for a special case. We also propose two fast heuristics that achieve good results for instances representing large scale computing systems.

Made available in DSpace on 2016-04-28T18:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Roberto Lourenco.pdf: 1704500 bytes, checksum: 030bd4dc3f12fa14571b8bd453eb0082 (MD5) Previous issue date: 2014-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work had as objective to find out the linguistic needs for the professional activities of a specific target group, namely bilingual secretaries, who have the English language as a work tool. The most important and frequent activities done by the professionals in their daily work routine were identified previously through interviews conducted with ten secretaries. The fifty most important and frequent activities listed were used to compose a questionnaire which was sent on the net to the Union (Sindicato das Secretárias do Estado de São Paulo) for a large scale survey. Based on the 195 valid answers, we identified the main needs in the area concerning language usage, with the purpose of creating an alternative model for the English teaching in the form of templates. The work found theoretical support in the Corpus Linguistics and the Task-based Approach. To run the analysis of the answers to the questionnaire, we used the program SPSS for statistical analysis and performed the chi-square test to know the level of significance of the answers. The corpora utilized in the research were the written Business English Corpus (BEC), the oral American National Corpus (ANC), a written corpus of Blogs (CBC/Corporati) and a reference corpus, the British National Corpus (BNC-W). For the lexico-grammatical study of the texts selected, we used the software WordSmith 6.0, which made it possible to select lexical combinations used to develop tasks with corpora. The results showed the bilingual secretary today is responsible for basic activities such as taking notes on the telephone and arranging schedules. However, she occupies the role of social supporter of expatriates and visitors to the country. It was observed frequent usage of written and oral registers through e-mail and telephone respectively. The study presented here may have made an original contribution to the existing body of corpus-based research in that it provides some new and useful information and data related to the secretarial activities and the use of English in the work environment. The study also presents and discusses possible limitations and further research, as well as suggestions for pedagogical applications of the findings / Este trabalho teve como objetivo efetuar um levantamento das necessidades linguísticas para atividades profissionais de secretariado bilíngues português/inglês. As atividades mais importantes e frequentes na rotina de trabalho foram identificadas previamente por meio de entrevistas realizadas com dez profissionais. As cinquenta atividades mais destacadas compuseram um questionário que foi enviado ao Sindicato das Secretárias do Estado de São Paulo, para coleta de dados em larga escala. Com base nas 195 respostas válidas obtidas, identificamos as principais necessidades da área no tocante à linguagem, no intuito de criar um modelo alternativo de ensino de inglês para aprendizes na forma de módulos (templates). O trabalho adotou como suporte teórico a Linguística de Corpus e o modelo de ensino baseado em tarefas. Para análise das respostas ao questionário, utilizamos o programa SPSS de análise estatística e aplicamos o teste de qui quadrado, para determinar o nível de significância das respostas. Os corpora empregados na pesquisa foram o Business English Corpus (BEC), escrito, o American National Corpus Charlotte (ANC), falado, e o corpus de blogs CBC/Corporati, escrito, além de um corpus de referência, o British National Corpus World (BNC-W). Para o levantamento de palavras-chave e padrões lexicogramaticais dos textos selecionados, utilizamos a ferramenta eletrônica WordSmith Tools 6.0, que permitiu a seleção das combinações lexicais utilizadas posteriormente na composição de tarefas para o ensino do idioma. Os resultados indicaram que as secretárias continuam desempenhando funções básicas, como anotar recados telefônicos e organizar agenda executiva, porém acumulam a importante função de suporte e acompanhamento da vida social e profissional de expatriados e visitantes. Foram observados o uso intensivo de dois registros, a linguagem escrita via e-mail e a linguagem telefônica. A pesquisa pretende ter contribuído para a Linguística de Corpus e para a área de ensino de língua, por ser o primeiro estudo dessas áreas dedicado à atividade secretarial e ao uso profissional do idioma. Novas incursões e estudos futuros são propostos e discutidos na conclusão, bem como sugestões de aplicações pedagógicas dos resultados e planos de trabalho adicionais

Made available in DSpace on 2016-03-22T17:27:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 camila santos.pdf: 5757223 bytes, checksum: 5751db54cee5418f1946a79e6ff6feaa (MD5) Previous issue date: 2014-07-01 / This doctoral dissertation presents a qualitative investigation, the purpose of which is to propose a new type of Webquest, that will be related to language teaching, through an interactive authoring system ELO Cloud tool. The research proposes the development of an Interactive and Adaptive Webquest focused on the practice of english teaching and its implementation in a class with students from the sixth semester of a Language Course, for evaluation, both held under the perspective of the Activity Theory, Distributed Cognition and Task Based Teaching. Created in 1995 by a professor at San Diego State University, Bernie Dodge, the methodology Webquest is gaining its place in the educational field because its potential concerning to the use of information from the Web which makes the learning more significant and effective. The data were collected through interviews, observation, photography, documental analysis and questionnaire. The initial discussion of the data on the development of an Interactive and Adaptive Webquest indicated that the pre-task moment and the extension of the Webquest via modules can come to enhance language learning since these elements seem to expand the possibility of exposure to and use of the target language. Besides, the data showed that the Interactive and Adaptive Webquest raised the level of satisfaction of the students in performing the activity, providing more favorable conditions for learning from interactive activities. Furthermore, the results point to the expansion of a learning cycle during implementation in which students build knowledge through interactions with human and non-human resources / O presente estudo, de cunho qualitativo, tem como objetivo propor um novo modelo de Webquest voltada ao ensino de línguas por meio de um sistema interativo de autoria a ferramenta ELO Cloud. A pesquisa propõe o desenvolvimento de uma Webquest Interativa e Adaptativa voltada ao ensino de línguas e sua implementação em uma turma de Inglês do sexto semestre do Curso de Letras de uma universidade da cidade de Pelotas, para avaliação, sob a perspectiva da Teoria da Atividade, da Teoria da Cognição Distribuída e do Ensino Baseado em Tarefas. Criada em 1995 pelo professor da San Diego State University, Bernie Dodge, a metodologia Webquest vem ganhando seu espaço no âmbito educacional por aproveitar o conteúdo existente na Web de maneira significativa em prol de uma aprendizagem efetiva. Os dados para a pesquisa foram coletados mediante entrevista, observação participante, fotografia, análise documental e questionário. A discussão inicial dos dados referente ao desenvolvimento de uma Webquest Interativa e Adaptativa indicou que o momento Pré-tarefa, a importância de input e a ampliação da Webquest por meio de módulos podem vir a potencializar a aprendizagem de línguas, uma vez que esses elementos parecem ampliar as possibilidades de exposição e uso da língua-alvo. A triangulação de dados, a partir das análises realizadas, demonstrou que o modelo de Webquest Interativa e Adaptativa elevou o índice de satisfação dos alunos na execução da atividade, proporcionando condições mais favoráveis de aprendizagem a partir de atividades interativas. Além disso, os resultados apontam para a expansão de um ciclo de aprendizagem onde os alunos constroem conhecimento por meio das interações com recursos humanos e não humanos

A automação de cirurgias é uma realidade que tem contribuído para a melhoria de qualidade e eficiência tão necessárias na área de saúde. O projeto de uma serra ortopédica conduzida por um sistema robótico foi idealizado com base em uma necessidade de se desenvolver um sistema que permite um médico automatizar processos cirúrgicos envolvendo manipulação de membros. Neste contexto, o trabalho proposto apresenta o desenvolvimento de uma estratégia de controle para o movimento translacional desta serra mecatrônica, uma vez que este é o movimento mais complexo da serra. Para o desenvolvimento desta estratégia de controle, o índice de desempenho - sobresinal - é o parâmetro que deve ser controlado para se evitar um avanço brusco do suporte das lâminas da serra. O monitoramento do comportamento desse parâmetro é feito através de um sensor de força que será inserido na serra mecatrônica, já que a força de corte também fornece a condição de parada da serra. Os resultados obtidos em laboratório e via simulação mostraram que a estratégia de controle adotada foi satisfatória, pois se verificou que a resposta do sistema eliminou o índice de sobresinal, o que equivale dizer que a força de corte foi devidamente monitorada pelo sensor e assim, o programa de controle consegue indicar o momento exato de parada da serra.

Este trabalho aborda o problema da concepção de sistemas supervisórios para células robóticas colaborativas flexíveis na indústria aeronáutica. Para esta finalidade, é proposta uma abordagem mista para modelagem e verificação de células robóticas baseada em simulação gráfica de robôs e rede de Petri colorida. Rede de Petri é utilizada para modelar o sistema supervisório que gerencia as atividades dos robôs, a interação com outros elementos e para representar a lógica de programação. Simulação gráfica de robôs é aplicada para ilustrar o comportamento dos robôs em um ambiente 3D indicando, por exemplo, a ocorrência de colisões. A flexibilidade da aplicação requer que os robôs trabalhem subordinados ao sistema supervisório, tendo suas trajetórias definidas durante a execução das tarefas e não previamente programadas em seus controladores. Como conseqüência, com o propósito de verificar a célula robótica colaborativa, ambas as ferramentas de simulação devem ser integradas. A motivação deste trabalho é a concepção de uma célula de trabalho para a indústria aeronáutica, automatizando os processos de furação e inserção de prendedores em partes da fuselagem. A célula é composta de dois robôs que devem trabalhar em cooperação e em colaboração na montagem estrutural de aeronaves.

Este trabalho aborda o tema de alocação de tarefas através de um estudo de caso na Petrobras, onde os recursos são navios, e as tarefas são serviços submarinos. O menor tempo de atendimento aos serviços é o fator determinante para a alocação dos serviços aos navios. O problema de alocação de tarefas apesar de ser um problema clássico da Pesquisa Operacional pode, em alguns casos, não se apresentar totalmente estruturado para os tomadores de decisão. Nestes casos é recomendável a estruturação do problema antes da aplicação de um modelo matemático. Este trabalho tem como objetivo propor uma metodologia que possibilite a escolha de um navio para executar cada serviço no menor tempo possível, considerando os requisitos dos serviços e situação dos navios. A metodologia proposta é realizada em três fases. Na primeira fase é realizada a estruturação do problema através de mapas cognitivos. A segunda fase corresponde ao tratamento dos dados adquiridos na primeira fase. A última fase consiste na proposta de solução para o problema. Foi desenvolvido um programa computacional para auxiliar na escolha dos navios que executarão cada serviço. A estruturação do problema, através do mapa cognitivo, tornou possível o levantamento das informações relevantes consideradas na fase de solução do problema. Os resultados obtidos com o programa computacional permitem observar uma melhora na alocação dos navios, ao conseguir um tempo menor do que o tempo que é atualmente obtido com o processo utilizado na empresa. O programa traz mais eficiência de tempo em que os serviços são executados, e consequentemente, redução no custo da logística dos navios.