Algoritmo genético para empacotamento de contentores

No âmbito da investigação operacional o problema de empacotamento de contentores é conhecido por procurar definir uma configuração de carga, de forma a otimizar a utilização de um espaço disponível para efetuar o empacotamento. Este problema pode ser apresentado em diversas formas, formas estas que variam em função das características de cada empacotamento. Estas características podem ser: o tipo de carga que se pretende carregar (homogénea ou heterogénea), a possibilidade de a carga poder sofrer rotações em todas as suas dimensões ou apenas em algumas, o lucro que está associado a cada caixa carregada ou restrições inerentes ao contentor como por exemplo dimensões. O interesse pelo estudo de problemas de empacotamento de contentores tem vindo a receber cada vez mais ênfase por várias razões, uma delas é o interesse financeiro dado que o transporte é uma prática que representa custos, sendo importante diminuir estes custos aproveitando o volume do contentor da melhor forma. Outra preocupação que motiva o estudo deste problema prende-se com fatores ambientes, onde se procura racionalizar os recursos naturais estando esta também ligada a questões financeiras. Na literatura podem ser encontradas varias propostas para solucionar este problema, cada uma destas dirigidas a uma variante do problema, estas propostas podem ser determinísticas ou não determinísticas onde utilizam heurísticas ou metaheurísticas. O estudo realizado nesta dissertação descreve algumas destas propostas, nomeadamente as metaheurísticas que são utilizadas na resolução deste problema. O trabalho aqui apresentado traz também uma nova metaheurísticas, mais precisamente um algoritmo genético que terá como objetivo, apresentar uma configuração de carga para um problema de empacotamento de um contentor. O algoritmo genético tem como objetivo a resolução do seguinte problema: empacotar várias caixas retangulares com diversos tamanhos num contentor. Este problema é conhecido como Bin-Packing. A novidade que este algoritmo genético vai introduzir nas diversas soluções apresentadas até à data, é uma nova forma de criar padrões iniciais, ou seja, é utilizada a heurística HSSI (Heurística de Suavização de Superfícies Irregulares) que tem como objetivo criar uma população inicial de forma a otimizar o algoritmo genético. A heurística HSSI tenta resolver problemas de empacotamento simulando, o comportamento da maioria das pessoas ao fazer este processo na vida real, contudo, tem um campo de busca reduzido entre as soluções possíveis e será então utilizado um algoritmo genético para ampliar este campo de busca e explorar novas soluções. No final pretende-se obter um software onde será possível configurar um dado problema de empacotamento de um contentor e obter, a solução do mesmo através do algoritmo genético. Assim sendo, o estudo realizado tem como principal objetivo contribuir com pesquisas e conclusões, sobre este problema e trazer uma nova proposta de solução para o problema de empacotamento de contentores.As part of the operational research the problem of load packing containers is known to try to define a configuration load, to optimize the use of available space to make the packaging. This problem can be presented in several forms, these forms could be according to the characteristics of each packaging. These characteristics may include: the type of load which is intended load (homogeneous or heterogeneous), the possibility of the load can undergo rotations in all its forms or in only some, the profit is associated with each box loaded or restrictions inherent such as container dimensions. Interest in the study of container packing problems has received increasing emphasis for several reasons, one of which is the financial interest given that transportation is a practice that represents costs being important to reduce these costs by taking advantage of the volume of container best. Another concern that motivates the study of this problem is related to environmental factors, which seeks to rationalize natural resources this also being linked to financial issues. Can be found in the literature several proposals to solve this problem, each of these led to a variant of the problem, these proposals can be deterministic or nondeterministic where use heuristics or metaheuristics. The study in this thesis describes some of these proposals, particularly the metaheuristics that are used to solving this problem. The work presented here also brings a new metaheuristics, specifically a genetic algorithm that will aim to present a load configuration for a problem of packing a container. The genetic algorithm aims at solving the following problem: packing rectangular boxes with several different sizes in a container. This problem is known as Bin-Packing. The novelty of this genetic algorithm will introduce the various solution presented to date, is a new way to create initial patterns, HSSI is used heuristics (Heuristics Smoothing Irregular surfaces) that aims to create an initial population of order to optimize the genetic algorithm. The HSSI heuristic tries to solve packing problems simulating the behavior of most people to do this process in real life, however, has a search field between small and possible solutions will be then used a genetic algorithm to extend the search field and explore new solutions. At the end it is intended to obtain software where it is possible to configure a given problem of a packaging container and obtain the solution of the same through the genetic algorithm. Thus, the study's main objective is to contribute to research and conclusions on this issue and bring a new proposal for a solution to the problem of packaging containers

Desenvolvimento de Aplicações Gráficas Interativas com a Unreal Engine 4

Neste trabalho, apresentamos os conceitos básicos para o desenvolvimento de aplicações gráficas interativas em tempo real usando a Unreal Engine 4, a qual teve recentemente o seu código-fonte disponibilizado pela Epic Games. Inicialmente, descrevemos a arquitetura da ferramenta e as principais classes que devem ser implementadas para o desenvolvimento de projetos usando a Unreal, tanto teoricamente, quanto através de exemplos práticos.Adicionalmente, detalhamos o Blueprint Visual Scripting System, um sistema de script visual, o qual funciona a partir de uma mecânica baseada em nós de controle para o desenvolvimentos de elementos interativos (regras de jogo, jogadores, câmeras, entrada de dados e assets). Primeiramente, mostramos todos os passos para o controle do comportamento de um personagem em terceira pessoa (TPS), assim como para a construção dos elementos e materiais do cenário. Em seguida, descrevemos o procedimento para a criação de mecânicas de interação entre o usuário e os diferentes objetos e elementos do cenário, incluindo o uso do editor de partículas, chamado Cascade Particle Editor. Finalmente, a partir da Unreal Motion Graphics (UMG), uma ferramenta disponível na engine, geramos uma interface gráfica para a apresentação de dados e informações básicas do jogo (vida, munição, etc.)

Estudo do efeito do shot peening antes da nitretação na vida útil de matrizes de H13 aplicadas no forjamento a quente

A tecnologia de forjamento a quente do aço tem evoluído constantemente devido aos estudos motivados pela melhoria da qualidade e pela eterna necessidade de redução dos custos de produção. A tendência dos maiores consumidores de produtos em aço forjado reside sistematicamente na exigência de elevados níveis de qualidade dimensional e acabamento superficial, em parte devido a necessidade da redução do sobremetal e outra pela busca em se obter superfícies brutas de forjamento, prontas para a aplicação final. Uma das características intrínsecas do forjamento a quente é o processo constante de degradação dos ferramentais. Em parte, isso se deve a exposição a temperaturas, pressões e velocidades de escoamento extremamente elevadas. Neste cenário, pesquisar técnicas para a elevação da vida útil das ferramentas torna-se fundamental para manutenção da competitividade, uma vez que o valor do ferramental tem um impacto muito relevante no custo final de fabricação do produto. Durante o forjamento os sucessivos ciclos de aquecimento e resfriamento geram tensões térmicas na superfície da ferramenta, e estas por sua vez dão origem a nucleação de trincas de fadiga térmica. Estas trincas, associadas ao escoamento severo do material aquecido, resultam na remoção progressiva e arrancamento parcial de material da superfície exposta. Buscando uma forma eficiente e economicamente viável de combater o desgaste em ferramentas de forjamento, o estudo realizado nesta dissertação verificou os efeitos no aumento da vida útil do aço para trabalho a quente AISI H13 quando submetido a técnica de shot peening antes da aplicação do processo de nitretação gasosa, combinação que será denominada de tratamento híbrido. A metodologia utilizada foi estruturada em dois testes, no primeiro, corpos padronizados, com e sem aplicação de shot peening foram submetidos a uma determinada ciclagem térmica seguido de carregamentos cíclicos por flexão rotativa. No segundo teste, em uma mesma matriz, foram aplicadas as mesmas receitas dos corpos de prova padronizados, a ferramenta foi então submetida a uma campanha real de forjamento. Durante o forjamento, através de uma técnica indireta de avaliação dimensional, foi possível avaliar o desgaste da região sem tratamento de shot peening em comparação com a região tratada. Para o primeiro teste, os resultados encontrados foram bastante satisfatórios, no teste de fadiga por flexão rotativa o processo de shot peening ampliou a vida média dos corpos de prova em 89%, mesmo não sendo validado estatisticamente, sugere uma possível melhora no comportamento quanto ao bloqueio dos danos acumulados pela fadiga térmica. Com relação ao teste prático de forjamento de 1600 peças, foi possível observar que o lado da ferramenta somente nitretado sofreu um desgate total de 0,802mm contra 0,473mm no lado com aplicação do shot peening mais nitretação, demonstrando que a aplicação do processo híbrido permitiu uma redução de 41,02% no desgaste total da ferramenta. Com relação ao desempenho do ferramental de forjamento, concluiu-se que o mesmo foi favoercido pela alteração da superfície provocada pelo processo de shot peening através da formação das pequenas depressões que atuaram como sítios para coleta das partículas endurecidas assim como reservatórios para manutenção do desmoldante. Outro efeito significativo gerado pela alteração da superfície foi a alteração do perfil de escoamento do material forjado através da alteração das velocidades junto a superfície. Desta forma concluí-se que a autilização do processo híbrido, apresenta-se como uma alternativa alternativa apropriada para suprir a necessidade das forjarias que buscam um processo técnico e economicamente viável para prolongar a vida útil de seus ferramentais de forja.The trend of most metallurgical products consumers is based on improving surface and dimensional quality levels. Therefore, the tooling maintenance reduction and its life cycle enhancement with no relevant additional costs are required to keep competitive in the market. Hot forging dies are usually exposed to high temperatures and thermal shock which matched to severe cycle loads are responsible for the tooling life cycle abbreviation. The association between thermal fatigue and surface wearing are the most common failure causes on degradation process on this kind of tool. On hot forging process, dies are submitted to heating and cooling cycles, resulting on severe thermal stress. Thus, stress will generate surface strains, gradually, leading thermal fatigue cracking which associated with severe flow of heated material results partial surface pullout. This study will show the effects of shot peening plus gas nitriding process on life cycle of hot forging AISI H13 tooling, which will be named as hybrid process. Shot peening is known as an affordable operation process, capable of modifying the surface topography, through hammering caused by usually spherical particles, with no sharp corners. This surface texturing promoted by the particle collision reduce the surface roughness, directly affecting the fatigue life feature, as wearing and friction properties as well. On the other hand the gas nitriding process is applied to increase wearing, thermal and mechanical fatigue resistance through the surface layer hardening. The methodology was structured in two different tests, in the first, standardized bodies, with and without shot peening application, were subjected to a certain thermal cycling followed by rotating bending cyclic loads. In the second test, a forging tool, with and without shot peening application, was submitted to a real forging campaign. During forging campaign, using an indirect dimensional assessment technique, it was possible to measure the total wear in the die. The final results were quite satisfactory, in the rotational fatigue test, the shot peening process extended the average life of the specimens by 89%, even though it was not statistically validated, it suggests a possible improvement in behavior regarding the blocking of the accumulated damages by thermal fatigue. Regarding the practical forging test of 1600 pieces, it was possible to observe that the side of the tool only nitrided suffered a total wear of 0.802mm against 0.473mm on the side with the application of shot peening plus nitriding, showing that the application of the hybrid process allowed a 41.02% reduction in total tool wear

Cirurgia guiada em implantodontia

Esta tese de Mestrado em Tecnologia Biomédica, de natureza essencialmente experimental, foi desenvolvida no Instituto Politécnico de Bragança (IPB), no Laboratório de Prótese Dentária LIBLAB e no Brigantia EcoPark, ambos em Bragança. O principal objetivo deste trabalho foi descrever os benefícios, as vantagens e desvantagens das guias fabricadas por fabrico aditivo do Brigantia EcoPark e a guia convencional, fabricado no Laboratório de Prótese Dentária LIBLAB, de forma a tornar menos traumáticos e mais previsíveis os procedimentos cirúrgicos para reabilitações protéticas. Entre as vantagens observadas, salienta-se a facilidade do planeamento, exatidão na colocação do implante e redução do tempo de trabalho. A cirurgia guiada tem sido uma técnica muito eficaz na reabilitação oral com implantes, trazendo grandes vantagens tanto para o médico dentista como para o paciente e, neste sentido, pretende-se, com a revisão da literatura, identificar os aspetos atuais da cirurgia guiada para implantodontia, sendo relatado um caso clínico de reabilitação de uma mandíbula parcialmente edêntula, comparando o método convencional e o método através de fabrico aditivo. A guia cirúrgica pode ser confecionada de duas maneiras: através do modelo de gesso (obtido através de moldagem com alginato, com reprodução dos dentes e dos tecidos moles) ou a partir de um modelo 3D. Para obtenção do modelo 3D inicialmente fez-se a aquisição de imagens médicas bidimensionais através da TC (Tomografia Computorizada), transformando essas projeções 2D em modelos 3D, sendo estes modelos tratados por dois software: software de reconstrução 3D (MIMICS®) e software de desenho de prótese (3-Matic®). O modelo 3D, chamado de biomodelo, foi obtido por fabrico aditivo – PolyJet. Não foi possível retirar uma comparação relativamente ao objetivo inicialmente proposto, na prática, uma vez que a impressão 3D do guia cirúrgico fabricado por fabrico aditivo não foi o previsto, porque existiram erros que danificaram o biomodelo e que podem ter ocorrido devido à má exportação do modelo para arquivo STL, sendo que a malha pode ter sido danificada, ou também pela má execução no software 3-Matic®, que pode provocar, por exemplo, malha com buracos, arestas soltas, falta de faces, entre outros danos. Porém, através da pesquisa bibliográfica, chegou-se à conclusão que o melhor método a implementar será através do fabrico aditivo pois permite transferir o planeamento virtual para o ato cirúrgico com excelência, reduzindo o tempo da cirurgia, proporcionando menor desconforto e dor e diminuindo o índice de insucesso.This project of master’s degree in Biomedical Technology, which is, essentially, experimental, was developed at the Polytechnic Institute of Bragança (IPB), the LIBLAB Dental Prosthesis Laboratory and the Brigantia EcoPark, all of them located in Bragança. The main objective of this study was to describe the benefits, advantages and disadvantages of biomodels utilization, manufactured in the Brigantia EcoPark and the conventional model, manufactured in the LIBLAB Dental Prosthesis Laboratory, in order to make surgical procedures less traumatic and more predictable in prosthetic rehabilitations. Among the advantages observed, it is worth noting the easiest way of planning, the implant placement accuracy and the working time reduction. The guided surgery has been a very effective technique in oral rehabilitation with implants, bringing great benefits to both the dentist and the patient. Along this thesis was perfomed a literature review, addressing the current aspects of guided surgery for implantology and reported a clinical case of rehabilitation on a partially edentulous mandible, using the traditional method versus the additive manufactured method. The surgical guide might be made in two ways: through the claymodel (obtained through impression with alginate, with reproduction of teeth and tissues) or from a 3D model. To obtain the 3D model, we initially acquired two-dimensional medical images through CT (Computerized Tomography), transforming these 2D projections into 3D models, who were treated by two software: 3D reconstruction software (MIMICS®) and prosthesis design software (3-Matic®). The 3D model, called the biomodel, was obtained by additive manufacturing PolyJet. It was not possible to withdraw a comparison for the purpose original objective, in practice, since the 3D printing of the additive manufactured surgical guide was not what was expected, once there were errors that have damaged the biomodel and that could have been due to poor export of the model to the STL file, a damaged mesh or, as well, to a poor implementation in software 3-Matic® mesh with holes, loose edges, lack of faces, among other damages. However, through the bibliographical research, it was concluded that the best method to implement is the additive manufacturing, since it is capable of transferring the virtual planning for the surgical procedures with excellence, reducing the time of the surgery, providing less discomfort, pain and decreasing the rate of failure

Exploração da Point Cloud Library aplicada à percepção em sistemas autónomos

A navegação e a interpretação do meio envolvente por veículos autónomos em ambientes não estruturados continua a ser um grande desafio na actualidade. Sebastian Thrun, descreve em [Thr02], que o problema do mapeamento em sistemas robóticos é o da aquisição de um modelo espacial do meio envolvente do robô. Neste contexto, a integração de sistemas sensoriais em plataformas robóticas, que permitam a construção de mapas do mundo que as rodeia é de extrema importância. A informação recolhida desses dados pode ser interpretada, tendo aplicabilidade em tarefas de localização, navegação e manipulação de objectos. Até à bem pouco tempo, a generalidade dos sistemas robóticos que realizavam tarefas de mapeamento ou Simultaneous Localization And Mapping (SLAM), utilizavam dispositivos do tipo laser rangefinders e câmaras stereo. Estes equipamentos, para além de serem dispendiosos, fornecem apenas informação bidimensional, recolhidas através de cortes transversais 2D, no caso dos rangefinders. O paradigma deste tipo de tecnologia mudou consideravelmente, com o lançamento no mercado de câmaras RGB-D, como a desenvolvida pela PrimeSense TM e o subsequente lançamento da Kinect, pela Microsoft R para a Xbox 360 no final de 2010. A qualidade do sensor de profundidade, dada a natureza de baixo custo e a sua capacidade de aquisição de dados em tempo real, é incontornável, fazendo com que o sensor se tornasse instantaneamente popular entre pesquisadores e entusiastas. Este avanço tecnológico deu origem a várias ferramentas de desenvolvimento e interacção humana com este tipo de sensor, como por exemplo a Point Cloud Library [RC11] (PCL). Esta ferramenta tem como objectivo fornecer suporte para todos os blocos de construção comuns que uma aplicação 3D necessita, dando especial ênfase ao processamento de nuvens de pontos de n dimensões adquiridas a partir de câmaras RGB-D, bem como scanners laser, câmaras Time-of-Flight ou câmaras stereo. Neste contexto, é realizada nesta dissertação, a avaliação e comparação de alguns dos módulos e métodos constituintes da biblioteca PCL, para a resolução de problemas inerentes à construção e interpretação de mapas, em ambientes indoor não estruturados, utilizando os dados provenientes da Kinect. A partir desta avaliação, é proposta uma arquitectura de sistema que sistematiza o registo de nuvens de pontos, correspondentes a vistas parciais do mundo, num modelo global consistente. Os resultados da avaliação realizada à biblioteca PCL atestam a sua viabilidade, para a resolução dos problemas propostos. Prova da sua viabilidade, são os resultados práticos obtidos, da implementação da arquitectura de sistema proposta, que apresenta resultados de desempenho interessantes, como também boas perspectivas de integração deste tipo de conceitos e tecnologia em plataformas robóticas desenvolvidas no âmbito de projectos do Laboratório de Sistemas Autónomos (LSA).The navigation and interpretation of the environment by autonomous vehicles in unstructured environments continues to be a major challenge nowadays. Sebastian Thrun, in [Thr02], states that the problem of robotic mapping is "acquiring a spatial model of a robot’s environment". In this context, the integration of sensory systems in robotic platforms enabling the construction of a world map of the environment is of utmost importance. The information collected from the data can be interpreted, having applicability in localization, navigation and manipulation of objects tasks. Up until very recently, most robotic systems that performed mapping or Simultaneous Localization And Mapping (SLAM) tasks, used devices like laser rangefinders and stereo cameras. These devices, in addition to being expensive, only provide, in the case of rangefinders, two-dimensional information collected through 2D cross-sections. The paradigm of this type of technology, shifted considerably, with the market launch of RGB-D cameras, developed by PrimeSenseTM and the subsequent launch of the Kinect, by Microsoft R for the XBox 360, in the late 2010. The depth sensor quality, given the low cost nature and its capability for real time data acquisition, is unavoidable, causing the sensor to become instantaneously popular among researchers and enthusiasts. This technological breakthrough has led to several development and human interaction tools with this sensor type, like the Point Cloud Library [RC11] (PCL). This framework aims to provide support for all the common building blocks that a 3D application needs, giving special emphasis to the processing of point clouds of n dimensions obtained from RGB-D cameras, laser scanners, as well as Time-of-Flight cameras or stereo cameras. In this context, is performed in this dissertation, the evaluation and comparison of some of the modules and methods that constitute the PCL library, for the resolution of inherent problems to the building and interpretation of maps, in unstructured indoor environments, using the Kinect data. From this assessment, it is proposed a system architecture that systematizes point clouds registration, corresponding to partial world viewpoints, in a consistent global model. The evaluation results, performed to the PCL library, attest its viability for the solving of the proposed problems. Proof of their viability, are the obtained practical results obtained, from the implementation of the proposed system architecture, which presents interesting performance results, as well as a good prospects of integrating this type of technology and concepts in robotic platforms developed in the Laboratório de Sistemas Autónomos (LSA) scope

Otimização topológica utilizando o método de material isotrópico com penalização (MISP) com suavização de geometria

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama (FGA), Curso de Engenharia Automotiva, 2019.O aprimoramento computacional e o uso de métodos numéricos permitiram um desenvolvimento significativo do campo de otimização estrutural. O primeiro algoritmo de otimização estrutural proposto considerou a otimização de tamanho/parâmetro seguida pela otimização de forma, Silva (2002). No entanto, o remalhamento e as alterações na geometria durante o processo de otimização não eram possíveis. Bendsøe e Kikuchi (1988) propuseram o método da homogeneização, que consiste em utilizar a teoria dos compósitos para transformar a otimização da forma em uma distribuição de material, permitindo assim a otimização da topologia. Sigmund (2001) implementou o método de homogeneização usando apenas o algoritmo de 99 linhas escrito em Matlab®. O contorno do domínio otimizado resulta com aspecto de dente de serra, não sendo adequado para um processo de fabricação simples. Neste estudo, a otimização da topologia é realizada usando a rotina de 99 linhas e os projetos otimizados são suavizados usando as curvas Spline, Bézier e Hermite. Uma pesquisa abrangente sobre essas curvas, bem como a aplicação, é discutida neste trabalho. No projeto final, os elementos com densidade maior que um valor específico (0,3 e 0,9) foram suavizados através das curvas paramétricas. A influência dessas opções no design suavizado foi investigada e discutida. Após o processo de suavidade o projeto ótimo gerado por cada uma das curvas é avaliado numericamente usando o método dos elementos finitos para recuperar os campos de tensão e deformação. As estruturas utilizando curvas de Bézier apresentaram menos irregularidades que as curvas de Spline e Hermite. Bem como o uso de densidades maiores que 0,3 apresentaram um acréscimo de 0,240 Kg a estrutura final. Além disso os campos de tensão e deformação demonstraram um aumento ao se utilizar densidades maiores que 0,9.The computational enhancement and the use of numerical methods allowed a significant development of the structural optimization field. The first purposed structural optimization algorithm considered the sizing optimization (also known as parameter optimization) followed by the shape optimization, Silva (2002). However, the remeshing and changes in the geometry during the optimization process were not possible. Bendsøe e Kikuchi (1988) proposed the homogenization method, which uses the composites theory to transform the shape optimization in material distribution, thus allowing the topology optimization. Sigmund (2001) implemented the homogenization method using only 99 lines algorithm written in Matlab®. The optimized design results as a sawtooth aspect being not suitable for a straightforward manufacturing process. In this study, the topology optimization is performed by using the 99 lines routine and the optimum designs are smoothed by using Spline, Bézier and Hermite curves. A comprehensive survey about these curves as well as the application is discussed herein. In the final design, those elements with a density higher than a specific value (0.3 and 0.9) were smoothed through the parametric curves. The influence of these choices on the smoothed design was investigated and discussed. After the smoothness process, the optimum design generated for each curve is numerically evaluated by using finite element method in order to recover the stress and strain fields. The smoothed structure using Bézier curves presented fewer irregularities than Spline and Hermite curves. Moreover, the structures using densities higher than 0.3 provided mass increase of 0.240 Kg. Besides that the stress and strain fields demonstrated increase in the structures using elements with densities higher than 0.9

Preservação e acessibilidade de edifícios históricos: uma abordagem integrada para a substituição sensorial

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáEste trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema de substituição sensorial para auxíliar deficientes visuais, utilizando a tecnologia de digitalização 3D, modelagem e impressão em 3D. O objetivo principal foi a criação de maquetes táteis de edifícios históricos, proporcionando uma experiência imersiva e inclusiva para a compreensão da arquitetura. Iniciando com a digitalização dos edifícios por meio do scanner 3D, foram geradas nuvens de pontos que serviram como base para a modelagem tridimensional e, posteriormente, foi realizada a impressão 3D utilizando o material PLA, garantindo a fidelidade e qualidade das maquetes táteis. Durante o desenvolvimento do projeto, foram avaliados critérios como qualidade, precisão e capacidade de transmitir informações e sensações táteis. Verificou-se que a maquete atingiu os objetivos propostos, permitindo aos utilizadores explorar os elementos arquitetônicos e compreender a forma e configuração dos edifícios. Destaca-se também a importância da inclusão da percepção tátil nas maquetes, beneficiando principalmente as pessoas com deficiência visual e proporcionando uma compreensão mais acessível da arquitetura. A preservação de um edifício histórico, o auditório Paulo Quintela e Centro de Fotografia Georgeos Dussoud, foi abordada ao longo do trabalho, ressaltando a relevância da valorização do patrimônio histórico-cultural. Como sugestões para trabalhos futuros, recomenda-se a ampliação do projeto para a digitalização e impressão de mais edifícios históricos e o uso de tecnologias complementares, como a realidade aumentada, para enriquecer a experiência dos usuários. A utilização de drones com tecnologia LiDAR para a captura de dados aéreos também é uma perspectiva interessante que pode ser explorada. Sendo assim, o presente trabalho demonstrou o impacto e a contribuição da tecnologia de scanner 3D e maquetes táteis na acessibilidade e compreensão da arquitetura. Os resultados alcançados evidenciam a viabilidade e eficiência da produção interna das maquetes, ressaltando uma abordagem integrada para a substituição sensorialsua importância na valorização do patrimônio histórico-cultural e sua capacidade de proporcionar uma experiência inclusiva e imersiva para os utilizadores.This work addresses the development of a sensory substitution system to assist visually impaired individuals using 3D scanning, modeling, and 3D printing technology. The main objective was to create tactile models of historical buildings, providing an immersive and inclusive experience for understanding architecture. Starting with the digitization of the buildings using a 3D scanner, point clouds were generated as a basis for three-dimensional modeling. Subsequently, 3D printing was performed using PLA material to ensure fidelity and quality of the tactile models. Throughout the project development, criteria such as quality, accuracy, and the ability to convey tactile information and sensations were evaluated. It was found that the tactile models achieved the proposed objectives, allowing users to explore the architectural elements and understand the shape and configuration of the buildings. The importance of including tactile perception in the models is also highlighted, benefiting especially people with visual impairments and providing a more accessible understanding of architecture. The preservation of a historical building, the Paulo Quintela Auditorium and Georges Dussaud Photography Center, was addressed throughout the work, emphasizing the relevance of valuing the historical and cultural heritage. As suggestions for future work, it is recommended to expand the project to digitize and print more historical buildings and to incorporate complementary technologies such as augmented reality to enhance the user experience. The use of drones with LiDAR technology for capturing aerial data is also an interesting perspective to be explored. Thus, this work demonstrated the impact and contribution of 3D scanning technology and tactile models in the accessibility and understanding of architecture. The achieved results highlight the feasibility and efficiency of in-house production of the models, emphasizing their importance in valuing the historical and cultural heritage and their ability to provide an inclusive and immersive experience for users

Sistema de Triangulação Laser para Medição de Estruturas Submersas com Alta Definição

Esta dissertação consiste na análise da arquitetura e implementação de um sistema de aquisição 3D com base na projeção de linhas laser que em conjunto com odometria proporciona a criação de mapas de profundidade. Recorrendo à linguagem de programação C/C++ e a bibliotecas de OpenCV, Robot Operating System (ROS) e Point Cloud Library (pcl) é desenvolvido um algoritmo capaz de reconstruir superfícies e estruturas submersas com alta definição

Influência da Topografia das Moedas na Colonização Bacteriana

As moedas são um dos objetos mais trocados diariamente em todo o mundo. Este facto torna-as um possível vetor de transmissão de micro-organismos, incluindo bactérias, fungos e vírus patogénicos. Apesar de existir um efeito de morte por contacto entre as bactérias e o cobre, um dos materiais usados na produção de moedas, alguns estudos indicam que estes micro-organismos conseguem sobreviver na sua superfície durante vários dias. Para além disso, o efeito da topografia das moedas na colonização bacteriana não foi ainda abordado pela comunidade científica. O objetivo desta dissertação é determinar qualitativamente a influência de parâmetros topográficos, geométricos e físicos, na presença bacteriana em moedas de Euro, portuguesas e estrangeiras. Para isso, caracterizou-se o perfil de superfície de várias moedas determinando valores para os diferentes parâmetros; melhorou-se e utilizou-se equipamento dedicado para mimetizar o uso quotidiano das moedas; e, recorrendo a um microscópio de fluorescência, verificou-se a disposição das células bacterianas nas moedas ensaiadas. A disposição das células na superfície das moedas permitiu identificar qualitativamente os parâmetros topográficos mais influentes na adesão bacteriana. Desta forma sugere-se a possibilidade de criar moedas com menor probabilidade de adesão alterando as especificações do processo de cunhagem.Coins are one of the most daily exchanged items in the entire world. This fact makes them a potential fomite for the transmission of pathogens, including bacteria, fungi and virus. Although there is an effect of death by contact between bacterial cells and copper, one of the most used materials in coin production, some studies indicate that these microorganisms can survive several days in its surface. Additionally, the effect of surface topography hasn’t yet been referred by the scientific community. This dissertation’s objective is to understand the influence that certain topographical parameters, geometric and physical, have on the bacterial presence in Euro coins, Portuguese and foreign. For that, the surface profile of coins was characterized determining the values for the different parameters; dedicated equipment for simulating the daily use of coins was improved and used; and, with a fluorescence microscope, bacterial cells disposition was assessed. The disposition of the cells on the surface of coins allowed the qualitative identification of the most influential topographical parameters for bacterial adhesion. Thus, this suggests that it is possible to create coins with less potential for adhesion altering the specifications of the mintage process

Design de louça utilitária em contexto industrial da Grestel

Mestrado em Engenharia e Design de ProdutoEste projeto, tem como principal objetivo a realização de propostas de louça utilitária em grés, para um mercado suscetível às influências nórdicas, em ambiente industrial da Grestel. No presente projeto, é apresentado todo o processo de desenvolvimento de um produto em grés, partindo de um briefing definido pela empresa. São apresentadas todas as fases de desenvolvimento dos produtos em grés desde a pesquisa de mercado, à definição de conceito até ao fabrico do produto final, fazendo uma alteração no processo produtivo implementado na empresa, através da adição do processo de prototipagem por fabrico aditivo de modelos de aferição de conceitos. A utilização deste processo, surge da necessidade de uma rápida comunicação com o mercado e potenciais clientes, sendo possível colocar produtos de uma forma mais rápida e eficaz no mercado, segundo os requisitos e pretensões específicas. Todo o processo é avaliado através da obtenção dos modelos por três tecnologias aditivas distintas e obtendo os produtos por o método tradicional da empresa. Com o recurso das ferramentas de reverse engineering, são comparados os resultados dos modelos físicos com os modelos digitais, sendo possível a comparação de desvios de forma a que as peças poderão estar sujeitas durante a fase de desenvolvimento de produto. Por fim, é proposta uma imagem para a caracterização das três linhas de produto desenvolvidas, bem como as propostas de comercialização, resumindo assim todo o ciclo de produção de um produto, desde a fase de idealização à fase de comercialização.This project has as main objective the achievement of proposed utilitarian stoneware dinnerware, for a market susceptible to Nordic influences, in industrial environment of Grestel. In this project, is the entire process of developing a stoneware product, starting with a briefing set by the company. Are displayed all phases of development of stoneware products from market research, the definition of the concept to the manufacture of the final product, making a change in the productive process implemented in the company, with the addition of the prototyping process for manufacture of additive models of measurement concepts. Using this process, arises from the need for a rapid communication with the market and potential customers, being possible to place products in a more rapid and effective way on the market, according to the specific wishes and requirements. The whole process is evaluated by obtaining the models for three distinct additive technologies and obtaining the products by the traditional method of the company. With the use of reverse engineering tools, are compared the results of physical models with digital models, being possible the comparison of variances so that the parts may be subject during the product development phase. Finally, the proposal is an image for the characterization of three product lines developed, as well as marketing proposals, summarizing all the production cycle of a product, from initial conception to the marketing stage