Aprendizagem automática aplicada à deteção de pessoas baseada em radar

The present dissertation describes the development and implementation of a radar-based system with the purpose of being able to detect people amidst other objects that are moving in an indoor scenario. The detection methods implemented exploit radar data that is processed by a system that includes the data acquisition, the pre-processing of the data, the feature extraction, and the application of these data to machine learning models specifically designed to attain the objective of target classification. Beyond the basic theoretical research necessary for its sucessful development, the work contamplates an important component of software development and experimental tests. Among others, the following topics were covered in this dissertation: the study of radar working principles and hardware; radar signal processing; techniques of clutter removal, feature exctraction, and data clustering applied to radar signals; implementation and hyperparameter tuning of machine learning classification systems; study of multi-target detection and tracking methods. The people detection application was tested in different indoor scenarios that include a static radar and a radar dynamically deployed by a mobile robot. This application can be executed in real time and perform multiple target detection and classification using basic clustering and tracking algorithms. A study of the effects of the detection of multiple targets in the performance of the application, as well as an assessment of the efficiency of the different classification methods is presented. The envisaged applications of the proposed detection system include intrusion detection in indoor environments and acquisition of anonymized data for people tracking and counting in public spaces such as hospitals and schools.A presente dissertação descreve o desenvolvimento e implementação de um sistema baseado em radar que tem como objetivo detetar e distinguir pessoas de outros objetos que se movem num ambiente interior. Os métodos de deteção e distinção exploram os dados de radar que são processados por um sistema que abrange a aquisição e pré-processamento dos dados, a extração de características, e a aplicação desses dados a modelos de aprendizagem automática especificamente desenhados para atingir o objetivo de classificação de alvos. Além do estudo da teoria básica de radar para o desenvolvimento bem sucedido desta dissertação, este trabalho contempla uma componente importante de desenvolvimento de software e testes experimentais. Entre outros, os seguintes tópicos foram abordados nesta dissertação: o estudo dos princípios básicos do funcionamento do radar e do seu equipamento; processamento de sinal do radar; técnicas de remoção de ruído, extração de características, e segmentação de dados aplicada ao sinal de radar; implementação e calibração de hiper-parâmetros dos modelos de aprendizagem automática para sistemas de classificação; estudo de métodos de deteção e seguimento de múltiplos alvos. A aplicação para deteção de pessoas foi testada em diferentes cenários interiores que incluem o radar estático ou transportado por um robot móvel. Esta aplicação pode ser executada em tempo real e realizar deteção e classificação de múltiplos alvos usando algoritmos básicos de segmentação e seguimento. O estudo do impacto da deteção de múltiplos alvos no funcionamento da aplicação é apresentado, bem como a avaliação da eficiência dos diferentes métodos de classificação usados. As possíveis aplicações do sistema de deteção proposto incluem a deteção de intrusão em ambientes interiores e aquisição de dados anónimos para seguimento e contagem de pessoas em espaços públicos tais como hospitais ou escolas.Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemátic

Inter- turbine Reheat in a Civilian High Bypass Ratio Turbofan Engine

For the past 75 years, technological developments in the fields of materials, aerodynamics, propulsion, computers, electronics and manufacturing, amongst others, as well as the tight control and of government agencies (FAA, EASA) turned the airplane in the most secure and reliable transport in the world, making travel possible to nearly every person and a allowing a fast contact with distant countries. Amongst the innumerous technological developments that allowed the development of the airplane as an indispensable machine for mankind, is the field of propulsion. Changes to the Brayton cycle, the thermic cycle used for gas turbines, allowed lower fuel consumption, less noise and pollution, wider range and increases in thrust, associated to the other fields already mentioned. One of the most important was the concept of Bypass, air that surrounds the core, avoiding the fuel combustion; others already in use were the concept of intercoolers and heat regenerators. Still, as the airplanes grow in size, so do the engines that propel them. One change that has been studied for some years is the concept of sequential combustion: instead of one burner, between the compressors and the turbines, two or more are placed between the different expansion phases of the combustion products, increasing the energy extracted and allowing bigger dimensions for the engine’s components, at the same time reducing the peak combustion temperature. The objective of this study is to apply that change to the Brayton cycle of an existing aero-engine currently used in the civilian market and verify the viability of the concept, in the terms of fuel consumption and thrust.Ao longo dos últimos 75 anos, avanços tecnológicos nas áreas dos materiais, aerodinâmica, propulsão, computadores, eletrónica e produção industrial, entre várias outras, assim como o apertado controlo de agências governamentais (FAA, EASA) tornaram o avião o meio de transporte mais seguro e fiável do mundo, tornando possível viagens a praticamente qualquer pessoa e possibilitando um rápido contacto com países distantes. Entre os inúmeros desenvolvimentos tecnológicos que permitiram o desenvolvimento do avião como máquina indispensável da humanidade, está a área da propulsão. Alterações ao ciclo de Brayton, o ciclo térmico utilizado para turbinas de gás, permitiram poupanças de combustível (ciclos mais eficientes), redução de ruido e poluição, maximização do alcance e aumento da tração produzida, associadas às outras áreas já mencionadas. Uma das alterações mais importantes foi o conceito de Bypass, ar que circula o núcleo do motor, evitando a queima do combustível; outras já utilizadas, foram o conceito de intercooler e recuperação de calor. Contudo, á medida que os aviões crescem em tamanho, também crescem os motores que os permitem voar. Uma alteração que tem sido estudada há alguns anos é o conceito de combustão sequencial: em vez de apenas uma câmara de combustão, entre os compressores e as turbinas, ter duas ou mais entre as várias fases de expansão dos produtos da combustão, levando a um aumento da energia extraída e possibilitando um aumento das dimensões dos componentes do motor, ao mesmo tempo reduzindo a temperatura de pico da combustão nas câmaras. O objetivo deste estudo é aplicar essa alteração ao ciclo de Brayton de um motor a jato atualmente usado no mercado civil e verificar a viabilidade do conceito, em relação ao consumo de combustível vs tração produzida

Nanostructuring silicon probes via electrodeposition: characterization of electrode coatings for acute in vivo neural recordings

Understanding how the brain works will require tools capable of measuring neuron elec-trical activity at a network scale. However, considerable progress is still necessary to reliably increase the number of neurons that are recorded and identified simultaneously with existing mi-croelectrode arrays. This project aims to evaluate how different materials can modify the effi-ciency of signal transfer from the neural tissue to the electrode. Therefore, various coating materials (gold, PEDOT, tungsten oxide and carbon nano-tubes) are characterized in terms of their underlying electrochemical processes and recording ef-ficacy. Iridium electrodes (177-706 μm2) are coated using galvanostatic deposition under different charge densities. By performing electrochemical impedance spectroscopy in phosphate buffered saline it is determined that the impedance modulus at 1 kHz depends on the coating material and decreased up to a maximum of two orders of magnitude for PEDOT (from 1 MΩ to 25 kΩ). The electrodes are furthermore characterized by cyclic voltammetry showing that charge storage capacity is im-proved by one order of magnitude reaching a maximum of 84.1 mC/cm2 for the PEDOT: gold nanoparticles composite (38 times the capacity of the pristine). Neural recording of spontaneous activity within the cortex was performed in anesthetized rodents to evaluate electrode coating performance

GMPLS-controlled OBS Network Simulator: Implementation of the signaling protocol

Projecte final de carrera fet en col.laboració amb ISCTE-IUL LisboaThe Optical Burst Switching (OBS) paradigm is regaining greater attention by the professionals and researchers of the optical networking field, as it offers a number of advantages when compared with other optical switching paradigms. This type of technology was developed with the objective to carry information all-optically without using any kind of buffering device. However, due to its one-way signaling process, the presence of a control plane is extremely useful to manage complementary signaling and routing features, providing flexibility, reliability and taking more benefits of the OBS networks. The goal of this project is to extend Generalized Multiprotocol Label Switching (GMPLS) control plane architecture to properly handle OBS networks. In spite of GMPLS is not prepared to lead with these type of networks, this flexible architecture has been seen as a potential candidate to be used as the control plane of other kinds of optical networks (e.g., IP, Ethernet, Optical Circuit networks) and therefore to manage control OBS networks. In this project, the existent event-driven JAVA simulator for OBS networks – JAVOBS – is extended to simulate a possible interoperability model between GMPLS and OBS technologies. The first objective is to implement a new control layer (GMPLS) separated from the data layer of the OBS network. The second and main objective fits on the basic signaling procedures implementation of the GMPLS Reservation Protocol-Traffic Engineering (RSVP-TE) protocol, in order to analyze the performance of the OBS network’s behavior when it is controlled by such interoperable control plane (GMPLS/OBS)

O CREDO LIBERAL E OS SEUS CRÍTICOS: PAUPERISMO E REDE DE SEGURANÇA

In 1944, two remarkable books on theories of political economy, The Great Transformation and The Road to Serfdom, present opposite visions of the relationship between the birth of the “market” and the origin of fascisms: according to the former, the market generates fascism as society's (unplanned and unforeseeable) self-defense response to increasing pauperism and against the liberal creed; the latter holds that the market is the best or even the necessary means to protect liberty against the return of totalitarianisms, now in the guise of “planning”. This paper examines the arguments of both authors, seeking to elucidate and debate Hayek's (supposed) concessions to state intervention. It also throws light on the question of why, later on, he felt inclined to abandon entirely the proposal of a safety net to defend the victims of market failures.Em 1944, duas obras marcantes da teoria política, A Grande Em 1944, duas obras marcantes da teoria política, A Grande Transformação e O Caminho da Servidão, apresentam visões quase opostas da relação entre o nascimento do “mercado” e os fascismos: no primeiro caso, o mercado provoca o fascismo como reacção de defesa da sociedade, condenada ao pauperismo, contra o credo liberal; no outro, o mercado é a melhor, senão única defesa da liberdade contra o regresso das tendências totalitárias que asfixiam a liberdade, agora sob a forma da planificação. O texto examina os argumentos dos dois autores, procurando elucidar e discutir as concessões de Hayek à intervenção do estado e explicar porque, posteriormente, ele se inclina a abandonar a proposta de uma rede de segurança que defenderia as vítimas das falhas do mercado

Operação de AUV a partir dos submarinos da classe Tridente: Em missões ISR e Mine Countermeasures.

Através da eclusa, os submarinos da classe Tridente têm a capacidade de planear, lançar, operar e recolher Autonomous Underwater Vehicles (AUV) do seu interior. Teses anteriores, estudaram e melhoram esta vantagem, dando espaço para pensar nas utilidades destes veículos uma vez no exterior do submarino. Pretende-se projetar um possível método de utilização para dois tipos de operações, Mine Countermeasures (MCM) e Intelligence, Surveillance and Reconnaissance (ISR), que permitam ao AUV ser uma extensão do submarino, sendo mais um instrumento na recolha de informação. A capacidade de operar longe e autonomamente traz a vantagem de se conseguir esclarecer o panorama com risco reduzido para o submarino. A Marinha Portuguesa usa, na atualidade, dois AUV destintos: o SeaCon 2 projetado pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) e o Gavia 19. Sendo o primeiro um projeto ainda em evolução, procura-se sugerir o próximo estádio do veículo tendo em conta as características operacionais que este devia ter. Assim como propor, tendo em conta as características anteriormente mencionadas, quais os veículos mais adequados, dentro do mercado, para desempenhar os dois tipos de operações. A abordagem ao primeiro tema teve o uso de um exercício de resposta aberta, criado para recolher as ideias de oficiais submarinistas da Marinha Portuguesa sobre como devem operar o submarino para utilizar os AUV. Relativamente ao segundo aspeto, colocou-se questionários com respostas fechadas aos operadores para averiguar quais as características operacionais “ideais” que um AUV deve ter para melhor desempenhar a sua missão.Through the lock, the Tridente class submarines have the capacity of planning, launching, operating and recovering Autonomous Underwater Vehicles from within. Previous thesis, studied and improved this advantage, giving space to think in the utilities of these vehicles once outside the submarine. It is intended to project a possible method of using the AUV for two kind of operations, Mine Countermeasures and Intelligence, Surveillance and Reconnaissance, that allow the vehicles to be an extension of the submarine, being one more instrument to gather information. The ability to operate far and autonomously enables the advantage of being able to get an overview of the surroundings with minimal risk for the submarine. The portuguese navy, at the present, operates two distinct AUV: SeaCon 2 projected by the Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto and Gavia 19. The first, still being an evolving project, it’s suggested a possible next stage of the vehicle in accordance with the operational characteristics it should has. As well as recommend, attending the previously mentioned characteristics, which are the most fitted vehicles, at the market, to perform the two kind of operations. The approach at the first topic had the introduction of an exercise with open answers, created to gather the ideas of portuguese navy’s officers that navigated on submarines about how the submarine should be operated to use AUV. To desenvolve the second aspect, several operators were inquired to discover which were the “ideal” operational characteristics that an AUV should has to better perform its missions

Doença inflamatória intestinal em idade pediátrica : auto-gestão e transição para adulto

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2020A Colite Ulcerosa e a Doença de Crohn são doenças crónicas, de natureza autoimune que fazem parte da Doença Inflamatória Intestinal. Pode manifestar-se em qualquer idade porém cerca de 1/4 dos diagnósticos são feitos em idade pediátrica. Nestas doenças, apesar do predomínio da sintomatologia gastrointestinal, as manifestações extraintestinais coexistem frequentemente contribuindo para o aumento da morbilidade. A meta terapêutica atual inclui a remissão endoscópica da doença e a melhoria da qualidade de vida dos doentes. Para assegurar o adequado controlo da doença são necessárias várias consultas em múltiplas especialidades, internamentos recorrentes, realização de procedimentos invasivos e ainda a necessidade do doente aderir a regimes terapêuticos complexos. Tudo isto se torna mais desafiante quando se trata de doentes em idade pediátrica, que engloba uma faixa etária ampla e suas famílias ou cuidadores. Neste contexto pretendo enfatizar a importância da Auto-Gestão ou “Self-Management” no doente pediátrico, isto é, a capacidade do doente gerir a sua própria doença, identificar e contornar barreiras que dificultem a adesão ao plano terapêutico de modo que a doença tenha um impacto mínimo no seu desenvolvimento biopsicossocial. De igual modo pretendo abordar a transição para adulto, clarificando a sua relevância e deixando algumas recomendações. Pretendo interligar estes conceitos e deixar claro a necessidade de complementar a vertente farmacológica com medidas comportamentais e organizacionais. Para tal esta revisão de literatura será baseada na mais recente evidência da literatura científica priorizando revisões sistemáticas sobre opiniões de peritos sempre que possível.Ulcerative Colitis and Crohn Disease are chronic autoimmune diseases included in the designation of Inflammatory Bowel Disease (IBD). IBD diagnosis can occur in any age group but ¼ of the diagnosis are made in pediatric age. Despite of the predominance of gastrointestinal symptoms, extraintestinal manifestations can be frequent and contribute to high morbidity. Current treatment strategies aim endoscopic remission and patient’s quality of life improvement. In order to ensure adequate disease control, patients often need several appointments in multiple specialties, recurrent hospital admissions, invasive procedures and the adhesion to highly complex therapeutic regimens. This is even more challenging in pediatrics patients as it concerns a wide age range, families or caregivers. In this context I pretend to highlight the importance of Self Management in pediatric patients that involves the capacity to manage their own illness, identify and overcome barriers that difficult adhesion to the therapeutic plan so the disease has minimal impact on their biopsychossocial development. Transition to Adult care its relevance and current recommendations will also be approached. I intend to relate the concepts and emphasize the importance of complement the pharmacological component with behavioral and organizational measures. To do so this literature review will be supported by the most recent scientific evidence and whenever possible systematic reviews will be prioritized over expert opinions

Modelação Espaciotemporal do Crime em Lisboa

O ambiente construído e o design urbano têm preponderância nas ocorrências criminais (registadas), uma vez que a ocorrência das mesmas tem relação com o ambiente onde ocorrem e de como esta desenhado o espaço urbano. Desta forma as ocorrências criminais registadas irão ter impacto na forma de como se planeará as cidades, tendo em vista a diminuição de ocorrências criminais e a criação de um espaço mais seguro. Apesar do registo de ocorrências criminais ocorridas em Portugal em bases de dados, estas maioritariamente pecam por falta de detalhe, nomeadamente ausência de georreferenciação e da componente espaciotemporal. Inúmeros softwares SIG fornecem mapas de base e disponibilizam muitas vezes informação geográfica adquirida pelos programadores. Por exemplo, a ESRI vai mais longe, colecionando dados geográficos que fornece aos utilizadores de SIG, dados geográficos detalhados que podem ser trabalhados em outros contextos. Na presente dissertação, utilizaram-se as ocorrências criminais registadas em Lisboa recolhidas pela ESRI para os crimes ocorridos entre abril e agosto de 2015, permitindo assim proceder-se à modelação espaciotemporal do crime em Lisboa nesse período. Os dados em questão totalizam 3750 ocorrências, tendo sido feita uma primeira análise com todas a variáveis criminais agrupadas e uma segunda análise apenas com as 4 variáveis que mais se destacaram: furto por carteirista, agressões, agressões sexuais e assaltos (correspondendo a 2347 ocorrências). A análise das ocorrências criminais permite identificar padrões espaciais específicos associados a fenómenos particulares (por exemplo, alta concentração de crime num local e baixa concentração nas suas áreas adjacentes, ou o inverso). Verificar a importância de pontos geográficos de interesse na ocorrência dos crimes contribui para entender melhor o papel do ambiente construído e do design urbano, assim como para ajudar a propor novas soluções. A comparação entre os clusters criminais permite associar a concentração de ocorrências criminais a características e fenómenos urbanísticos, compreendendo as relações de causa-efeito na criminalidade. Esta análise é detalhada para algumas freguesias do município de Lisboa.The built environment and urban design have a preponderance in registered criminal cases, as in urban planning in the cities. Although of the registered criminal cases in Portugal have been registered on databases, these have the problem of lack of details, namely absence of geo-referencing and information on space and time. Numerous GIS software provides basic maps and often provide geographically acquired information by programmers. For example, ESRI goes further by collecting geographic data that provides GIS users with detailed geographic data that can be used in other contexts. In the present dissertation, the criminal occurrences registered in Lisbon collected by ESRI for the crimes occurred between April and August of 2015 were used, thus allowing to proceed with the spatiotemporal modelling of the crime in Lisbon in that period. The data is composed of 3750 occurrences, from which a first analysis was made with all the pooled criminal variables and a second analysis with only the 4 variables that most stood out: pickpocketing, aggression, sexual assault, assault (corresponding to 2347 occurrences). The analysis of criminal occurrences allows the identification of specific spatial patterns and patterns associated with specific phenomena (for example, high concentration of crime areas and low levels in adjacent areas or the reverse). Checking the importance of geographic points of interest in the occurrence of the crimes contributes to a better understanding of the role of the built environment and urban design, as well as helping to propose new solutions to make cities safer. The comparison between criminal clusters makes it possible to associate the concentration of criminal occurrences with urban phenomena and the cause-effect correlations in crime. This analysis and detailed for some civil parishes of the municipality of Lisbon

GMPLS-controlled OBS Network Simulator: Implementation of the signaling protocol

Projecte final de carrera fet en col.laboració amb ISCTE-IUL LisboaThe Optical Burst Switching (OBS) paradigm is regaining greater attention by the professionals and researchers of the optical networking field, as it offers a number of advantages when compared with other optical switching paradigms. This type of technology was developed with the objective to carry information all-optically without using any kind of buffering device. However, due to its one-way signaling process, the presence of a control plane is extremely useful to manage complementary signaling and routing features, providing flexibility, reliability and taking more benefits of the OBS networks. The goal of this project is to extend Generalized Multiprotocol Label Switching (GMPLS) control plane architecture to properly handle OBS networks. In spite of GMPLS is not prepared to lead with these type of networks, this flexible architecture has been seen as a potential candidate to be used as the control plane of other kinds of optical networks (e.g., IP, Ethernet, Optical Circuit networks) and therefore to manage control OBS networks. In this project, the existent event-driven JAVA simulator for OBS networks – JAVOBS – is extended to simulate a possible interoperability model between GMPLS and OBS technologies. The first objective is to implement a new control layer (GMPLS) separated from the data layer of the OBS network. The second and main objective fits on the basic signaling procedures implementation of the GMPLS Reservation Protocol-Traffic Engineering (RSVP-TE) protocol, in order to analyze the performance of the OBS network’s behavior when it is controlled by such interoperable control plane (GMPLS/OBS)

Does 5-HTTLPR moderate the effect of the quality of environmental context on maternal sensitivity? Testing the differential susceptibility hypothesis.

Evidence documenting associations between 5-HTTLPR and parenting behavior led to testing the hypothesis that this polymorphism moderates the effect of the quality of environmental context on maternal sensitivity. Participants were 210 Portuguese mothers and their preschool children, recruited from the community. An index reflecting the quality of the environmental context was derived based on nine markers (e.g. single parenthood; parental education, economic difficulties, family conflict, maternal psychopathology). Maternal sensitivity was measured observationally. Maternal saliva was collected with OraGene kits for genetic analysis. Results revealed a gene-X-environment interaction, such that short-allele homozygotes proved more sensitive to the family context than long-allele carriers (i.e. sL/LL), displaying the highest and lowest levels of maternal sensitivity, depending on, respectively, low and high quality levels of the environmental context. Because even mothers carrying the long allele evinced similar responsiveness to the environmental context, but to a lesser extent, findings proved consistent with the weak differential susceptibility model of person-X-context interaction. Results are discussed in light of prior and related gene-X-environment findings