Centro de Ciências Computacionais
Rio Grande, 25 de junho de 2017
Projetos

Ações para a Viabilização do Conceito de Atividades de Integração Curricular como Componente Didático no C3

O novo currículo da Engenharia de Computação, em prática desde 2009, prevê um componente didático, ora denominado Atividades de Integração Curricular (AIC), que visa estabelecer um espaço para que os alunos possam trabalhar a construção dos conhecimentos abordados na série, e mesmo no transcorrer do curso, de forma integrada. Este componente impõe uma série de mudanças de atitude: do ponto de vista do professor, que deve trabalhar juntamente com os demais professores da série, e mesmo do curso, de modo a estabelecer problematizações que orientem o alunono sentido da integração; e também por parte do aluno, que deve abondanar a visão em que o professor centraliza o conhecimento que deve ser adquirido e que todo o contexto necessário para o aprendizado está concentrado na sala de aula. Neste projeto, propõe-se algumas ações com o objetivo de agregar as AIC's elementos que favoreçam seu caráter interdisciplinar, aproximando o aluno de problematizações que estão além daquelas que podem ser contextualizadas dentro de suas séries, mas com um espaço de busca que o permitirá se apropriar de conhecimentos que só se demandam a partir de problemas que existem nas interfaces entre os conhecimentos trabalhados em sala de aula. A efetivação destes objetivos passa pela inclusão de agentes no processo que conheçam esta realidade, porém em um espaço intermediário entre as realidades do professor e do aluno.

Responsável: Eder Mateus Nunes Gonçalves

Agrupamento de Estruturas de Proteínas

Uma forma de tratar os dados biológicos que estão sendo produzidos de forma a gerar informação útil é a aplicação de mineração de dados. Uma das técnicas de mineração de dados mais empregadas é a de Agrupamento, que consiste no processo de agrupar objetos físicos ou abstratos em classes de objetos similares. As trajetórias de simulação por dinâmica molecular (DM) geram uma grande quantidade de estrutura de proteínas, muitas vezes similares, que precisam ser tratadas de forma a reduzir esse espaço conformacional. Sendo assim, este projeto tem por objetivo o estudo e implementação de diferentes algoritmos de agrupamento aplicados aos dados resultantes de uma trajetória de simulação por DM.

Responsável: Karina S. Machado

Análise e Integração de Dados Oriundos da Indústria Naval e Offshore - ADINO

Atualmente, o Brasil reforça expressivamente os investimentos na recuperação da Indústria Naval e Offshore. Soluções tecnológicas inovadoras são necessárias a fim de tornar este segmento industrial competitivo no cenário internacional. O projeto Análise e Integração de Dados Oriundos da Indústria Naval e Offshore tem como objetivos principais analisar e extrair padrões de relacionamentos implícitos entre os dados oriundos de fornecedores nacionais de bens e serviços para a Indústria Naval e Offshore e integrar esses dados em um portal único de informações na Web.

Responsável: Eduardo Nunes Borges

Site: www.adino.c3.furg.br

Aplicação de Mineração de Dados em Resultados de Dinâmica Molecular

O comportamento das macromoléculas biológicas pode ser modelado por programas de simulação por dinâmica molecular (DM) como o pacote GROMACS. Esse pacote de código e acesso livre, é utilizado para a execução de DM, gerando um conjunto de diferentes estruturas ao longo do tempo, chamada de trajetória dinâmica. Este projeto tem por objetivo a instalação e utilização do pacote GROMACS para a execução de simulações por DM em ambiente Linux e o desenvolvimento de um workflow científico para automatização desse processo, incluindo a etapa de aplicação de mineração de dados nessa grande quantidade de dados gerada. Esse estudo será realizado tendo como alvo uma importante proteína do Mycobacterium Tuberculosis.

Responsável: Karina S. Machado

Construindo Multi-Ambientes de Realidade Aumentada com Robôs, Humanos e AVATARES

Tem como objetivo na robótica mapear ambientes, isto significa conhecer o espaço livre do robô e estabelecer referências, ou marcos, para que o robô seja capaz de calcular sua posição no ambiente.

Responsável: Sílvia Silva da Costa Botelho

Estruturas Coerentes e Fluxos Turbulentos

Pretende-se determinar as características das estruturas coerentes do tipo rampas, observadas em medidas de alta frequência  realizadas na Camada Limite Superficial,  sob condições de estratificação térmica estáveis e convectivas. Um procedimento de controle de qualidade é aplicado aos dados e, para identificar as estruturas coerentes nas séries temporais de flutuação de temperatura e umidade específica, será utilizada a técnica de amostragem condicional denominada Função Intermitência. Pretende-se avaliar a duração média das estruturas, a frequência de ocorrência, fração de área coberta e a contribuição destas estruturas aos fluxos turbulentos de calor sensível e de calor latente, bem como suas variações sazonais, considerando as diferenças de terreno entre os locais de medida.

Responsável: Nisia Krusche

Estudo de Aplicações para Dispositivos Móveis

Devido à popularização e aumento na utilização de dispositivos móveis, surge também uma emergente demanda na construção de aplicativos para tais dispositivos. Apesar de estes dispositivos apresentarem limitações em sua capacidade de processamento, quantidade de memória e restringirem a autonomia de uso devido ao consumo de bateria, estes dispositivos apresentam diversas vantagens sobre qualquer dispositivo ou infraestrutura fixa. Além da mobilidade e dimensões compactas, tais dispositivos são normalmente equipados com câmeras, dispositivos de áudio, sensores e dispositivos de localização, como o GPS. O objetivo deste projeto é estudar a criação de novas aplicações voltadas para dispositivos móveis, aproveitando ao máximo seus recursos e se adaptando às suas limitações. Há um grande interesse em explorar mecanismos de comunicação oferecidos por tais dispositvos, no contexto de MANETS, além da utilização de outros recursos integrados, como câmera e dispositivos de localização (GPS).

Responsável: André Prisco Vargas e Odorico Machado Mendizabal

Estudo dos efeitos da variabilidade no projeto de circuitos integrados regulares

Pesquisar  soluções para a síntese física de circuitos integrados menos susceptíveis aos efeitos de variabilidade decorrentes do uso de tecnologias de fabricação com dimensões nanométricas. A regularidade de projeto é uma das alternativas para lidar com os atuais problemas de fabricação em tecnologias submicrônicas. Projetos regulares são menos suscetíveis aos problemas de litografia, aumentam o yield e diminuem o tempo gasto em re-projeto. Além disso, circuitos regulares apresentam maior previsibilidade de resultados de potência, atraso e yield, principalmente pelo fato das células estarem pré-caracterizadas.

Responsável: Cristina Meinhardt

Ferramenta Computacional para a Especificação de Conhecimento em Sistemas Multiagentes Cognitivos

Apesar de ser uma área de pesquisa consolidada e em amplo desenvolvimentono meio acadêmico, a tecnologia de agentes e a sua inserção em ambientes computacionaisdistribuídos, os Sistemas Multiagentes, ainda não apresentam a maturidadenecessária para a sua utilização e disseminação no meio industrial. A literatura listauma série de motivos para esta situação e entre eles está a falta de metodologias e ferramentasque auxiliem desde a etapa de análise de requisitos, passando pelo projeto,desenvolvimento e implementação de sistemas baseados neste tipo de abordagem.Nesse sentido, este projeto tem o objetivo de construir uma ferramenta computacional para a construção de bases de conhecimento dos agentes que compõem umsistema multiagente, considerando uma abordagem de desenvolvimento estabelecidano nível de conhecimento de um problema. Deste modo, é possível a definiçãodas metas globais do sistema multiagente e a devida instanciação automáticadestas em metas individuais dentro dos agentes, e a correspondente transformaçãodestas em ações no ambiente. Toda a especificação de conhecimento dar-se-á pormeio de Redes de Petri, de modo a utilizar as ferramentas de análise para esteformalismo instanciadas à análise do conhecimento codificado. A saída desta ferramentaserá uma base de conhecimento especificada segundo qualquer formalismode representação de conhecimento, seja em arquivos texto ou em base de dados SQL.

Responsável: Eder Mateus Nunes Gonçalves

Framework para Desenvolvimento de Jogos Inteligentes

Este projeto visa desenvolver um framework para implementação de jogos inteligentes, envolvendo diversas técnicas de IA, como agentes inteligentes, lógica fuzzy, redes neurais e algoritmos genéticos. O framework deverá fornecer aos desenvolvedores uma estrutura (esqueleto) dos jogos, utilizando técnicas de IA, tanto dos jogadores (avatares) quanto do ambiente. A idéia desse framework é similar das ferramentas CASE (Computer-Aided Software Engineering) na área da Engenharia de Software. O que se espera é que a inclusão de técnicas de IA em jogos computacionais seja realizada de forma facilitada.

Responsável: Diana Francisca Adamatti

FURGBOL

Desenvolvimento de uma arquitetura para multi-robôs autônomos em ambientes dinâmicos. Tal arquitetura deverá prever cooperação entre os agentes, podendo estar implementada em diferentes plataformas (embarcada nos robôs, centralizada, etc). A proposta será validada de times de robôs para jogar futebol em ambiente real e simulado.

Responsável: Eder Mateus Nunes Gonçalves

Gerência Dinâmica de Máquinas Virtuais para Computação em Nuvem

Este projeto visa uma melhor utilização de recursos computacionais em computação em nuvem. A utilização de máquinas virtuais já vem sendo implantada como uma técnica de melhor utilização das máquinas hospedeiras (físicas) desta infraestrutura. No entanto, a carga de trabalho em que estas máquinas virtuais estão submetidas podem levar o sistema como um todo a perceber degradação em seu desempenho. O objetivo deste projeto é desenvolver ferramentas de monitoramento de recursos e, baseado em métricas de utilização de recursos, adotar estratégias de prevenção, como por exemplo migrar máquinas virtuais para outras máquinas hospedeiras.

Responsáveis: Nelson Lopes Duarte Filho e Odorico Machado Mendizabal

Inferência de Estrutura de Redes Biológicas com a Combinação de Métricas de Redes Bayesianas

Nos últimos tempos, temos testemunhado o aparecimento de novas técnicas de medição que permitem investigar os sistemas biológicos com uma riqueza de detalhes nunca obtida antes. Dentre estas técnicas, a possibilidade de medição da expressão de milhares de genes ao mesmo tempo fez surgir, dentre muitas outras, a idéia de que poderíamos inferir a estrutura regulatória destes genes, ou seja, como estes genes regulam uns aos outros. De modos a possibilitar esta inferência, levando em consideração os dados obtidos, várias métricas diferentes para atribuir uma pontuação (score) a estas redes foram criadas. Dentre estas métricas duas muito importantes e vastamente exploradas são destacadas: Bayesian Dirichlet e Bayesian Gaussian. Em resumo, estas duas métricas são a solução analítica da integração sobre todo o espaço de parâmetros da equação que fornece a métrica, a qual indica o quanto um modelo é adequado frente aos dados observados. Devido a características intrínsecas de cada uma destas métricas, sabe-se antecipadamente que ambas apresentam vantagens e desvantagens na sua utilização. Até os dias de hoje, quando se infere uma rede regulatória genética escolhe-se somente um destes scores para a classificação dos modelos. Neste projeto apresentamos uma proposta de um novo método para a inferência da estrutura de redes regulatórias utilizando os dois scores de uma maneira combinada. O método proposto é baseado em um modelo probabilista hierárquico Bayesiano e possibilita a integração dos dois scores além de conhecimento a priori sobre a estrutura da rede regulatória em estudo.

Responsável: Adriano Werhli

Inferência de Redes Regulatórias Genéticas

A pesquisa sobre a inferência de redes regulatórias sempre despertou muito interesse e esta está renovada principalmente devido as possibilidades de aplicação na área de sistemas biológicos. O surgimento de novas técnicas de medição biológicas produzem dados com diversidade, qualidade e quantidade nunca observados antes. Atualmente a maior necessidade são métodos matemáticos, estatísticos e computacionais que permitam a elucidação dos mecanismos biológicos envolvidos na produção destes dados. Dentre as muitas possibilidades de investigação, a descoberta da estrutura de redes regulatórias genéticas é uma das mais importantes. Vários modelos foram propostos para a inferência destas redes biológicas, por exemplo redes de relevância, modelos gráficos Gaussianos, redes Bayesianas, sistemas de equações diferenciais, entre outros. Cada um destes modelos é apenas uma caricatura da realidade. Alguns destes modelos são mais refinados e necessitam de uma grande quantidade de parâmetros tornando sua aplicação inviável. Outros possuem poucos parâmetros e, portanto, perdem a capacidade de reproduzir detalhes importantes das redes regulatórias. Neste projeto propomos a comparação entre os diverstos métodos e também a viabilidade da inferência de redes Booleanas probabilísticas com o método Approximate Bayesian Computation.

Responsável: Adriano Werhli

Informática na Educação

Estudos que envolvem a cognição e aprendizagem em ambientes virtuais; desenvolvimento de sistemas e recursos computacionais e suas implicações IHC; e educação, tecnologia e sociedade no contexto da inclusão digital.

Responsável: Regina Barwaldt

Site: www.infoeduc.c3.furg.br

LMSub - Localização E Mapeamento Visual Em Robôs Subaquáticos

O presente projeto visa o desenvolvimento de tecnologias de forma a dotar veículos subaquáticos com capacidades para se localizar e mapear em ambientes subaquáticos. Nesse contexto, dotar tais veículos com essas capacidades viabiliza a automação do processo de navegação, bem como de tarefas secundárias como inspeção e manutenção. Novas técnicas visando a aplicação de ambos os objetivos paralelamente são abordadas, tais técnicas baseadas no conceito de SLAM. Assim, este projeto utilizará da plataforma experimental já desenvolvida na FURG, o veículo ROVFURG II, visando dar maiores capacidades ao mesmo. Resultados experimentais e contribuições tecnológicas são esperados visando contribuir para o desenvolvimento da robótica subaquática.

Responsável: Paulo Lilles Jorge Drews Junior

Modelagem Climática Regional Aplicada - PROCAD/CAPES

Reune um conjunto de pesquisa combinando recursos humanos e infra-estrutura de duas universidades brasileiras de regiões diferentes do Brasil, implementando diversas linhas de pesquisa de ponta relacionadas à modelagem climática regional aplicada, assim explorando o potencial investigativo e aplicado de uma metodologia que foi introduzida no Brasil recentemente.

Responsável: Nisia Krusche

Site: www.nfa.c3.furg.br

Modelagem e Simulação de Políticas Públicas

Este projeto visa  consolidar uma metodologia de aplicação de modelos e técnicas de simulação social baseada em agentes à simulação de políticas públicas. O projeto toma como estudo de caso a simulação de políticas públicas para a gestão social de ecossistemas urbanos.

Responsável: Antônio Carlos da Rocha Costa

3DCHANGE - Modelando e Analisando Mudanças em Formas Tridimensionais

O presente projeto visa à modelagem e análise de formas tridimensionais, inicialmente, considerando o problema relacionado com objetos rígidos, e posteriormente com objetos deformáveis. Com isso, pretende-se avançar o estado da arte que normalmente trata esse problema diretamente sobre dados bidimensionais. O uso de técnicas probabilísticas e de visão por computador visa dar uma maior flexibilidade aos métodos de modo a permitir que eles possam detectar mudanças em diversas situações, como em dados de câmeras de vigilância, de tomografias computadorizadas, de escâner laser. Pretende-se desenvolver metodologias que permitam a obtenção de métodos genéricos que lidem com situações, considerando entre outras coisas, a incerteza associada ao processo de mudanças.

Responsável: Paulo Lilles Jorge Drews Junior

Nevoeiro em Rio Grande

Reboita e Krusche (1999) constataram uma maior incidência de nevoeiros nos meses de outono, em Rio Grande, no período de 1990 a 1998. Com o objetivo de identificar as condições propícias para formação dos mesmos, determinou-se a variação sazonal das variáveis meteorológicas de superfície, através da evolução temporal média dos valores destas até 3 dias antes da ocorrência do evento.  As variações sazonais da pressão, temperatura e umidade independem, neste horário, da estação do ano, enquanto a intensidade do vento tende a diminuir no inverno e na primavera, enquanto no outono, quando as intensidades são muito baixas, ocorre um leve acréscimo. Já a direção do vento mantém-se praticamente constante, de S, no outono e inverno. Estes resultados permitirão, eventualmente, a elaboração de um modelo probabilístico de ocorrência de nevoeiros em Rio Grande e de um protocolo de alerta para a população em geral e transportadores do porto especificamente.

Responsável: Nisia Krusche


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