Study of artificial intelligence and computer vision methods for tracking transmission lines with the AID of UAVs

Currently, Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have been used in the most diverse applications in both the civil and military sectors. In the civil sector, aerial inspection services have been gaining a lot of attention, especially in the case of inspections of high voltage electrical systems transmission lines. This type of inspection involves a helicopter carrying three or more people (technicians, pilot, etc.) flying over the transmission line along its entire length which is a dangerous service especially due to the proximity of the transmission line and possible environmental conditions (wind gusts, for example). In this context, the use of UAVs has shown considerable interest due to their low cost and safety for transmission line inspection technicians. This work presents research results related to the application of UAVs for transmission lines inspection, autonomously, allowing the identification of invasions of the transmission line area as well as possible defects in components (cables, insulators, connection, etc.) through the use of Convolutional Neural Networks (CNN) for fault detection and identification. This thesis proposes the development of an autonomous system to track power transmission lines using UAVs efficiently and with low implementation and operation costs, based exclusively on rea-time image processing that identifies the structure of the towers and transmission lines durin the flight and controls the aircraft´s movements, guiding it along the closest possible path. A sumary of the work developed will be presented in the next sections.Atualmente, os Veículos Aéreos Não Tripulados – VANTs têm sido utilizados nas mais diversas aplicações tanto no setor civil quanto militar. No setor civil, os serviços de inspeção aérea vêm ganhando bastante atenção, principalmente no caso de inspeções de linhas de transmissão de sistemas elétricos de alta tensão. Este tipo de inspeção envolve um helicóptero transportando três ou mais pessoas (técnicos, pilotos, etc.) sobrevoando a linha de transmissão em toda a sua extensão, o que constitui um serviço perigoso principalmente pela proximidade da linha de transmissão e possíveis condições ambientais (rajadas de vento, por exemplo). Neste contexto, a utilização de VANTs tem demonstrado considerável interesse devido ao seu baixo custo e segurança para técnicos de inspeção de linhas de transmissão. Este trabalho apresenta resultados de pesquisas relacionadas à aplicação de VANTs para inspeção de linhas de transmissão, de forma autônoma, permitindo a identificação de invasões da área da linha de transmissão bem como possíveis defeitos em componentes (cabos, isoladores, conexões, etc.) através do uso de Convolucional. Redes Neurais - CNN para detecção e identificação de falhas. Esta tese propõe o desenvolvimento de um sistema autônomo para rastreamento de linhas de transmissão de energia utilizando VANTs de forma eficiente e com baixos custos de implantação e operação, baseado exclusivamente no processamento de imagens em tempo real que identifica a estrutura das torres e linhas de transmissão durante o voo e controla a velocidade da aeronave. movimentos, guiando-o pelo caminho mais próximo possível. Um resumo do trabalho desenvolvido será apresentado nas próximas seções

Cellulose Nanocrystal Based Chiral Structures for Photonic Applications

This thesis documents the fabrication and characterization of flexible ultraviolet (UV) sensors based on cellulose nanocrystals (CNC) as photonic films, for circularly polarized light sensing. The produced films exhibit an inherent left-handed chiral nematic structure which can be used as a filter for CPL in the visible range, where left CPL is reflected and right CPL is transmitted (LCPL and RCPL, respectively), creating a photonic bandgap. This property will be one of the focuses of the final device, allowing the production of specific electronic outputs depending on the polarization of the irradiating light. One of the main objectives of this work is the modulation of the photonic bandgap using potassium hydroxide, allowing for the tuna-bility of the workable spectrum (near-UV to red visible light). The second objective is the im-plementation of the photonic film into a UV sensor capable of distinguishing between R- and LCPL. The sensing layer is a zinc oxide (ZnO) ink with carbon contacts, deposited by screen-printing. The device was then encapsulated between cellulose acetate and characterized. Op-tical characterization shows a blue shift of the photonic bandgap with the addition of potas-sium hydroxide (from 700 nm with no substitutions to 430 nm with 150% substitution) result-ing in a near-linear relation between the photonic bandgap and increasing addition of the hy-droxide without relevant modification in the structure of the crystal. Electrical characterization presents an electronic signal distinction between left and right CPL ranging from 5-15%.A seguinte tese documenta a fabricação e caracterização de sensores ultravioleta (UV) em substrato flexível com base em celulose nano-cristalina na forma de filmes fotónicos, tornando possível reconhecer diferentes polarizações de luz circularmente polarizada (LCP). Os filmes produzidos exibem uma estrutura quiral nemática esquerda capaz de filtrar LCP na gama da luz visível, onde LCP direita é refletida e LCP esquerda é transmitida (LCPD e LCPE, respetivamente), criando assim um hiato fotónico. Esta propriedade vai ser o foco do funcionamento do dispositivo final, possibilitando a produção de sinais eletrónicos distintos para as diferentes polarizações de luz incidida. Um dos principais objetivos deste trabalho é a modificação do hiato fotónico usando hidróxido de potássio, possibilitando uma modulação do espetro trabalhado (gama entre near-UV e visível). O segundo objetivo é a implementação do filme fotónico num sensor UV capaz de distinguir entre LCPD e LCPE. A camada sensível é produzida usando tinta de óxido de zinco (ZnO) e contactos de carbono, depositados através de screen-printing. O dispositivo foi encapsulado entre acetato de celulose e caracterizado. Analisando os resultados da caracterização ótica foi possível identificar uma transição do hiato fotónico para o azul com a adição do hidróxido de potássio (de um hiato nos 700 nm sem substituições para 430 nm com a substituição de 150%) resultando numa relação quásilinear entre o hiato fotónico e o aumento de hidróxido de potássio adicionado, sem alterações relevantes na estrutura do cristal. Caracterização elétrica revela uma distinção de sinal elétrico entre as duas polarizações entre 5-15%

The relationship between work regime, work family balance, job satisfaction and sex on job performance during the Covid 19 pandemic a moderat ed mediation model

To fight the spread of the Covid-19 pandemic across the globe, most countries have installed a mandatory telework regime. Given the abrupt transition to this work reality, it is important to understand teleworkers and on-site worker's perceptions of work-family balance, job satisfaction and job performance during the pandemic. Simultaneously, due to the closing of schools and other services (e.g., babysitting or housecleaning), and the increase of household chores, it is relevant to understand how the work-family balance of female and male workers was affected. The purpose of this study is to analyze the mediating role of work-family balance and job satisfaction on the relationship between work regime and job performance, as well as to understand the moderating role of sex in the said relationship. A study was conducted with a total of 265 participants that completed an online questionnaire shared through social media. The results showed no differences between teleworkers and on-site workers on their work-family balance, job satisfaction and job performance. Furthermore, there was no significant mediating effect of work-family balance and job satisfaction on the relationship between work regime and job performance and sex did not moderate the relationship. Nevertheless, there was a positive correlation between work-family balance, job satisfaction and job performance. This study contributes to the existing literature concerning the role of work regime on job performance during the pandemic, with the main goal of showcasing the importance of work-family balance practices for male and female workers by organizations to increase their job satisfaction and performance.Para combater a propagação da pandemia por Covid-19 no mundo, a maioria dos países instalou um regime de teletrabalho obrigatório. Devido à abrupta transição para esta nova realidade de trabalho, é importante compreender as perceções dos/as teletrabalhadores/as e trabalhadores/as em regime presencial quanto ao seu equilíbrio trabalho-família, satisfação no trabalho e desempenho no trabalho durante a pandemia. Simultaneamente, devido ao encerramento das escolas e outros serviços ("babysitting" ou limpeza de casa), e ao aumento das tarefas domésticas, é relevante compreender como o equilíbrio trabalho-família dos/as trabalhadores/as foi afetado. O objetivo deste estudo é analisar o papel mediador do equilíbrio trabalho-família e da satisfação no trabalho na relação entre o regime de trabalho e o desempenho no trabalho, assim como perceber o papel moderador do sexo na mesma relação. Foi conduzido um estudo com um total de 265 participantes que completaram um questionário "online", partilhado através das redes sociais. Os resultados não mostraram diferenças entre teletrabalhadores/as em regime presencial, no seu equilíbrio trabalho-família, satisfação e desempenho no trabalho. Adicionalmente, não houve efeito mediador do equilíbrio trabalho-família e da satisfação no trabalho na relação entre regime de trabalho e desempenho no trabalho e o sexo dos/as participantes não moderou esta relação. O presente estudo contribui para a literatura existente acerca do papel do regime do trabalho no desempenho no trabalho durante a pandemia, demonstrando a importância de práticas de equilíbrio trabalho-família para trabalhadores e trabalhadoras dadas pelas organizações para aumentar a satisfação e desempenho dos/as trabalhadores/as no seu trabalho

The transversality of children's literature in the preschool context

A presente comunicação, que sistematiza alguns dos aspetos mais significativos de um projeto de investigação-ação desenvolvido no ano letivo de 2010-2011 no âmbito do Mestrado em Educação Pré-Escolar da ESEP, visa problematizar o lugar da Literatura Infantil em contexto pré-escolar, numa perspetiva de transversalidade e em estreita articulação com as áreas e os domínios previstos nos documentos de referência para a Educação Pré-Escolar. É nosso propósito demonstrar que, apesar de a Literatura Infantil se instituir prioritariamente como um território de deslumbramento e de fruição estética, onde palavra e a imagem se interpenetram através de um processo intersemiótico de inegável relevância na formação do leitor competente e crítico, é possível ao educador socorrer-se deste subsistema com objetivos pedagógicos, estabelecendo pontes entre as Áreas da Formação Pessoal e Social, de Expressão e de Comunicação e do Conhecimento do Mundo e ainda entre os vários domínios previstos nos documentos orientadores da prática do educador, promovendo aprendizagens significativas e integradoras numa perspetiva transversal do currículo

An exact optimization approach for personnel scheduling problems in the call center industry

Dissertação de mestrado em Engenharia de SistemasNowadays, the importance of the call center industry is increasing because they are a major mean of communication between organizations and their costumers. So, ensuring good and optimized personnel schedules in call centers is crucial and has several advantages: reduction of total labor costs, reducing overstaffing, employees’ satisfaction, meeting their preferences, and costumers’ satisfaction, presenting acceptable waiting times. The considered problem concerns personnel scheduling in a 24/7 call center where the scheduling process is done manually. So, the main goal is to explore exact solution approaches in order to obtain solutions whose quality is preferable to the manually achieved ones and to reduce the processing time. The proposed optimization model is an Integer Programming model. The purpose of this model is to assign shifts to workers, while minimizing the total penalization that are associated to employees’ time preferences. The model is implemented on ILOG CPLEX Optimization Studio 12.7.0.0, using OPL, and tested with various instances, including randomly generated and real-world data instances. In order to analyze the quality of the model, a computational study of its linear relaxation was carried out, concluding that the model presents null integrality gaps in all the tested instances. So, the proposed model has a strong formulation, that is, a good quality model. Additionally, to evaluate the performance of the model when running large instances, several randomly generated instances were tested using ILOG CPLEX Optimization Studio 12.10.0.0, achieving good computational results.Hoje em dia, a importância da indústria dos call centers tem vindo a aumentar, uma vez que estes são um grande meio de comunicação entre as empresas e os respetivos clientes. Nesse sentido, garantir um bom e otimizado escalonamento de pessoal é crucial e traz consigo bastantes vantagens: redução dos custos totais de trabalho, reduzindo excesso de trabalhadores, aumento da satisfação dos empregados, atendendo às suas preferências, e ainda aumento da satisfação dos clientes, apresentando tempos de espera aceitáveis. O problema considerado envolve escalonamento de pessoal num call center que opera 24 horas por dia, 7 dias por semana. Atualmente, o processo de escalonamento é feito manualmente. Assim, o principal objetivo é explorar abordagens de resolução exata para obter soluções que apresentam qualidade preferível às das soluções obtidas até ao momento e para reduzir o tempo gasto em todo o processo. O modelo de otimização proposto é um modelo de Programação Inteira, cujo objectivo é associar turnos de trabalho aos trabalhadores, minimizando o total das penalizações associadas às preferências horárias dos mesmos. O modelo é implementado no ILOG CPLEX Optimization Studio 12.7.0.0, utilizando linguagem OPL, e testado com várias instâncias, incluindo instâncias geradas aleatoriamente e instâncias com dados reais. A análise da qualidade do modelo passou pelo estudo computacional da sua relaxação linear, podendo concluir-se que o modelo apresenta um intervalo de integralidade nulo em todas as instâncias testadas. Assim, o modelo proposto é um modelo forte, isto é, um modelo de boa qualidade. De forma a avaliar o desempenho do modelo a resolver instâncias grandes, várias instâncias geradas aletoriamente são testadas utilizando o software ILOG CPLEX Optimization Studio 12.10.0.0., apresentando bons resultados computacionais