One-step transformation of microorganisms

This project aims to develop products that simplify the laboratory methods used for the genetic improvement of microorganisms with commercial potential that can be applied in biotechnology, in areas such as food industry, environment or energy. These products will constitute a new methodological paradigm through its simplicity and will substitute classical procedures that are more time-consuming, more expensive and technically more demanding. Transformation of microorganisms (introducing DNA into microorganisms for a genetic improvement) is a cumbersome procedure normally needing three main steps, namely: (1) preparation of microorganisms (weakening of natural barriers to receive foreign DNA); (2) a shock step (normally through an electric pulse, jump in temperature or by using ultrasounds); and finally the (3) a recovery step in which the microorganisms are grown in rich medium to recover from the previous step. With our technology we envisage attaining transformation in a single step through spreading microorganisms and foreign DNA on novel transformation petri-dishes

Coupled electromagnetic and thermal analysis of electric machines

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáThe actual trend of the design process of electric machines is oriented to specific requirements of the application and is no longer based in a standard structure. From this point of view, the design procedure of electric machines became a multidisciplinary process, involving electromagnetic, thermal, and mechanical modelling in a highly iterative process between the different physics fields. This dissertation deals with the design process of electric machines, proposing a coupling methodology for the electromagnetic and thermal models which are interrelated. The electromagnetic model establishes the main losses in electric machines: iron and resistive losses. These losses are, in turn, the main heat sources, responsible for heating and temperature distribution, i.e., the object of the thermal analysis, which affects recursively the losses, due to parameter’ dependency on temperature. Also, the machine temperature is crucial to maintain the lifetime of the machine. So, the coupled analysis is mandatory to achieve the nowadays requirements of higher energy efficiency and power density and cost reduction. Also, the coupled analysis enables optimization without the need to build several prototypes, making this process more time and cost-efficiency. Despite the temperature importance in electric machines, the thermal model was overlooked over the years. However, it has been receiving more attention in the past years. In this work, the thermal modelling process is handled analytically and numerically through finite element analysis (FEA), which is also used to obtain the electromagnetic model. The modelling processes detailed during this work are applied into a case study of a single-phase transformer with the rated power of 1 kW. The numerical models were developed in the Ansys software suite, being the electromagnetic model developed in Ansys Maxwell while the thermal model has developed in Ansys Mechanical. At last, the coupling between the electromagnetic and thermal models was accomplished in Ansys Workbench. The results obtained from the models are compared and validated with the experimental measurements of the losses and temperatures.A tendência atual do processo de projeto de máquinas elétricas é orientada para requisitos específicos de sua aplicação e não é mais baseada em uma estrutura padrão. Deste ponto de vista, o procedimento de projeto de máquinas elétricas tornou-se um processo multidisciplinar, envolvendo modelagem eletromagnética, térmica e mecânica em um processo altamente iterativo entre os diferentes campos da física. Esta dissertação trata do processo de projeto de máquinas elétricas, propondo uma metodologia de acoplamento dos modelos eletromagnético e térmico que se inter-relacionam. O modelo eletromagnético estabelece as principais perdas em máquinas elétricas: perdas de ferro e resistivas. Essas perdas são, por sua vez, as principais fontes de calor, responsáveis pelo aquecimento e distribuição de temperatura, ou seja, o objeto da análise térmica, que afeta recursivamente as perdas, pois os parâmetros são dependentes da temperatura. Além disso, a temperatura da máquina é crucial para manter a vida útil da máquina. Assim, a análise acoplada é obrigatória para atender aos requisitos atuais de maior eficiência energética e densidade de potência e redução de custos.Além disso, a análise acoplada possibilita a otimização sem a necessidade de construção de vários protótipos, tornando este processo mais eficiente em termos de tempo e custos. Apesar da importância da temperatura nas máquinas elétricas, o modelo térmico foi negligenciado ao longo dos anos. No entanto, tem recebido mais atenção nos últimos anos. Neste trabalho, o processo de modelagem térmica é tratado analiticamente e numericamente por meio da análise de elementos finitos (FEA), que também é utilizada para obter o modelo eletromagnético. Os processos de modelagem detalhados durante este trabalho são aplicados em um estudo de caso de um transformador monofásico com potência nominal de 1 kW. Os modelos numéricos foram desenvolvidos no pacote de software Ansys, sendo o modelo eletromagnético desenvolvido no Ansys Maxwell enquanto o modelo térmico foi desenvolvido no Ansys Mechanical. Por fim, o acoplamento entre os modelos eletromagnético e térmico foi realizado no Ansys Workbench. Os resultados obtidos com os modelos são comparados e validados com as medições experimentais das perdas e temperaturas

Deep learning and feature engineering techniques applied to the myoelectric signal for accurate prediction of movements

Técnicas de reconhecimento de padrões no Sinal Mioelétrico (EMG) são empregadas no desenvolvimento de próteses robóticas, e para isso, adotam diversas abordagens de Inteligência Artificial (IA). Esta Tese se propõe a resolver o problema de reconhecimento de padrões EMG através da adoção de técnicas de aprendizado profundo de forma otimizada. Para isso, desenvolveu uma abordagem que realiza a extração da característica a priori, para alimentar os classificadores que supostamente não necessitam dessa etapa. O estudo integrou a plataforma BioPatRec (estudo e desenvolvimento avançado de próteses) a dois algoritmos de classificação (Convolutional Neural Network e Long Short-Term Memory) de forma híbrida, onde a entrada fornecida à rede já possui características que descrevem o movimento (nível de ativação muscular, magnitude, amplitude, potência e outros). Assim, o sinal é rastreado como uma série temporal ao invés de uma imagem, o que nos permite eliminar um conjunto de pontos irrelevantes para o classificador, tornando a informação expressivas. Na sequência, a metodologia desenvolveu um software que implementa o conceito introduzido utilizando uma Unidade de Processamento Gráfico (GPU) de modo paralelo, esse incremento permitiu que o modelo de classificação aliasse alta precisão com um tempo de treinamento inferior a 1 segundo. O modelo paralelizado foi chamado de BioPatRec-Py e empregou algumas técnicas de Engenharia de Features que conseguiram tornar a entrada da rede mais homogênea, reduzindo a variabilidade, o ruído e uniformizando a distribuição. A pesquisa obteve resultados satisfatórios e superou os demais algoritmos de classificação na maioria dos experimentos avaliados. O trabalho também realizou uma análise estatística dos resultados e fez o ajuste fino dos hiper-parâmetros de cada uma das redes. Em última instancia, o BioPatRec-Py forneceu um modelo genérico. A rede foi treinada globalmente entre os indivíduos, permitindo a criação de uma abordagem global, com uma precisão média de 97,83%.Pattern recognition techniques in the Myoelectric Signal (EMG) are employed in the development of robotic prostheses, and for that, they adopt several approaches of Artificial Intelligence (AI). This Thesis proposes to solve the problem of recognition of EMG standards through the adoption of profound learning techniques in an optimized way. The research developed an approach that extracts the characteristic a priori to feed the classifiers that supposedly do not need this step. The study integrated the BioPatRec platform (advanced prosthesis study and development) to two classification algorithms (Convolutional Neural Network and Long Short-Term Memory) in a hybrid way, where the input provided to the network already has characteristics that describe the movement (level of muscle activation, magnitude, amplitude, power, and others). Thus, the signal is tracked as a time series instead of an image, which allows us to eliminate a set of points irrelevant to the classifier, making the information expressive. In the sequence, the methodology developed software that implements the concept introduced using a Graphical Processing Unit (GPU) in parallel this increment allowed the classification model to combine high precision with a training time of less than 1 second. The parallel model was called BioPatRec-Py and employed some Engineering techniques of Features that managed to make the network entry more homogeneous, reducing variability, noise, and standardizing distribution. The research obtained satisfactory results and surpassed the other classification algorithms in most of the evaluated experiments. The work performed a statistical analysis of the outcomes and fine-tuned the hyperparameters of each of the networks. Ultimately, BioPatRec-Py provided a generic model. The network was trained globally between individuals, allowing the creation of a standardized approach, with an average accuracy of 97.83%

Advances in the control schemes for MR actuators

vices. In the essence, the hardware incorporates a valve being a solenoid with a flow channel. Supplying the current to the solenoid’s coil induces the magnetic field in the channel. As a results, the fluid transitions from a near-Newtonian one to a pseudo-solid. In the paper we show that significant improvements in the MR actuator dynamics can be achieved by exploring flux feedback control systems rather than current feedback ones. The flux-based approach would improve the system’s response time and its bandwidth as well as minimize the contribution of the eddy currents. Thus, numerical simulations have been carried out to test the original hypothesis. The obtained data (from co-simulations) prove that the proposed approach delivers good results although further research is required on further optimizing the controller’s gains and prior to building a real prototype.This research had received funding from the National Agency for Academic Exchange (NAWA Poland) grant no. PPI//APM/2018/1/00027/DEC/1.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Extending the multiphysics modelling of electric machines in a digital twin concept

The digital twin is a trending technology that has been applied to different fields. In this work, the use of the digital twin of electric machines in a life cycle perspective is investigated. It presents a literature review of the main concepts and applications of the digital twin in the field. In addition, it discusses the methodological approach to obtain the digital twin of a static electric machine by using its multiphysics model in a reduced order model, to improve the maintenance scheme and estimate the lifetime of its insulation system based on the machine’s temperature profile.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Saber docente e experiências com feminismos: reconfigurações curriculares insurgentes

Este artigo tem por objetivo explorar os processos de objetivação e de subjetivação dos/nos currículos escolares, na interface com temáticas produzidas nos campos discursivos dos feminismos que tendem a deslocar e ampliar o horizonte democrático no campo educacional. Assume a postura epistêmica pós-fundacional e investe nas categorias “saber docente”, “sujeito biográfico”, “conhecimento disciplinarizado”, com o propósito de compreender em meio às estratégias mobilizadas no “currículo nosso de cada dia” os efeitos de deslocamento na interface currículo-conhecimento. Dialoga com as contribuições teóricas dos estudos da diferença e dos estudos biográficos, para produção de uma leitura política de currículo que permita desestabilizar sentidos historicamente hegemonizados no campo educacional da ideia de “sujeito autônomo racional”, bem como problematizar o entendimento do termo objetividade marcado por concepções metafísicas de “neutralidade” e “verdade”. Como campo empírico, o artigo explora fragmentos da narrativa produzida por um professor de Sociologia do ensino médio cujas propostas curriculares estão fortemente atravessadas pela questão da diferença. A análise apontou um movimento permanente de reformulação de repertórios de planejamentos de aula com propósito de responder às interpelações que emergem em meio ao processo de ensino-aprendizagem na relação com os estudantes, deslocando contingencialmente o entendimento sobre os conhecimentos legitimados a serem ensinados em sua disciplina

Dimensionamento Estrutural de um Equipamento para Sinterização de Chapas de Refugo de PET Reciclado

The consumption of polyethylene terephthalate (PET) has been increasing every year, as well as its recycling process as the applications of recycled PET are diversified. However, the recycling companies are not able to recycle 100% of PET because the particles with low granulometry (refuse) are not utilized because they stick to the extruder screw and are discarded. This study presents the structural dimensioning of a proposal of an equipment to sinter this refuse in some predetermined geometries, in order to achieve possible commercial applications. This structural dimensioning was done with finite element analysis open-source software Salome Meca. Some structural modifications required to achieve the design requirements are presented. Yet, the hydraulic system to operate the compression was also dimensioned.O consumo de polietileno tereftalato (PET) vem aumentando a cada ano, bem como sua reciclagem, pois as aplicações do PET reciclado são bem diversificadas. Entretanto, as empresas de reciclagem ainda não conseguem reciclar 100% do PET que recebem porque as partículas com granulometria muito pequena (refugo) aderem ao parafuso das extrusoras de plástico, e são descartadas. Este trabalho apresenta o dimensionamento estrutural de uma proposta de equipamento para sinterizar este refugo em geometrias pré-determinadas, a fim de atingir possíveis aplicações comerciais O dimensionamento estrutural foi feito a partir de simulações computacionais pelo método dos elementos finitos, utilizando o software Salome Meca. São apresentadas as modificações estruturais feitas para atender os requisitos do projeto. Ainda, foi feito o dimensionamento do sistema hidráulico para acionamento do sistema de compressão

UNIPAMPA e experiências de internacionalização da Educação Superior

O CONGRESSO DE INTERNACIONALIZAÇÃO DA EDUCAÇÃO SUPERIOR – CIES 2019 é um evento in- ternacional, que reúne professores, pesquisadores e estudantes de graduação e pós-graduação para divulgar a produção científica no campo da Internacionalização do Ensino Superior e fortalecer a cooperação internacional entre diferentes instituições de ensino e grupos de pesquisa no âmbito do MERCOSUL. A iniciativa é fruto de uma parceria entre pesquisadores da Universidade Federal da Integra- ção Latino-Americana (UNILA - Brasil), a Universidad Nacional del Litoral (UNL - Argentina), a Uni- versidad Nacional de Asunción (UNA - Paraguay) e a Universidad de la República (UDeLaR - Uru- guay), que atuam em projetos vinculados ao Setor Educacional do MERCOSUL, no Núcleo de Estudos e Investigações em Educação Superior. O evento será realizado nos dias 4, 5 e 6 de Setembro de 2019 no campus PTI da UNILA, dentro do Parque Tecnológico da Usina Hidrelétrica de Itaipu, na cidade de Foz do Iguaçu, Paraná, Brasil. A UNILA, sede do evento, é uma universidade temática criada em 2010 pelo governo federal do Brasil com a missão institucional de formar recursos humanos aptos a contribuir com a integra- ção latino-americana, com o desenvolvimento regional e com o intercâmbio cultural, científico e educacional da América Latina, especialmente no MERCOSUL. Sua finalidade, portanto, é conver- ter-se em um espaço de encontros, de trocas e de aprendizagem mútua, que reforçam o compro- misso em prol da pertinência, da excelência e da construção sustentável de um mundo melhor.A interação entre globalização, inovação e cooperação, com atenção às questões globais, nacionais e locais tem guiado o diálogo acerca do protagonismo da Educação Superior (ES) e sua função em prol da integração regional, a exemplo das discussões que pautaram a CRES 2018. Nesse sentido, durante o Programa de Apoio a Planos de Reestruturação e Expansão das Universidades Federais (Reuni) foram implantadas IES com foco na Cooperação Sul-Sul tais como: a Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA) situada na tríplice fronteira Argentina-Brasil-Paraguai, bem assim a Universidade Federal da Fronteira Sul (UFFS) e a Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA) e , ainda, a Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira (Unilab) com a missão de estimular a integração com os membros da Comunidade dos Países de Língua Portuguesa (CPLP), especialmente os países africanos. Este trabalho objetiva apresentar um relato das experiências de internacionalização da educação superior levadas a cabo pela UNIPAMPA. Trata-se de pesquisa qualitativa e de caráter exploratório que apresentará dados institucionais para desenhar o panorama de internacionalização da IES e buscará correlacionar mecanismos de internacionalização ditados em referências bibliográficas. A UNIPAMPA foi criada em 2008, mediante atuação multicampi na mesorregião Metade Sul do Rio Grande do Sul, contemplando unidades em dez municípios localizados na faixa de fronteira com o Uruguay e Argentina e propõe-se a oferecer educação de qualidade e inclusiva, com vistas à democratização do ensino superior e à promoção do desenvolvimento regional. Verifica-se que a IES apresenta uma política institucional com destinação de vagas para cidadãos residentes em municípios do Uruguay e da Argentina nas localidades fronteiriças. Formalizada através de processo seletivo específico para ingresso de fronteiriços na graduação tal política tem sido objeto de estudo tanto no plano de observação como uma política de internacionalização em casa nos termos ditados por Beelen (2007), quanto nos desafios de política linguística e integração conforme estudo de Farias-Marques (2016).Núcleo de Estudios e Investigaciones en Educación Superior del Mercosur - NUCLEO Grupo Interdisciplinar de Pesquisa em Educação na América Latina – EducAL/UNILA Instituto Mercosul de Estudos Avançados – IMEA/UNILA Pró-Reitoria de Relações Institucionais e Internacionais – PROINT/UNIL

Comfort analysis comparison between Alfapendular and Intercity Portuguese trains at the north rail

Nowadays, trains are one of the most used public transportation modes. Comfort is the key to keeping and attracting new users. Vibration highly influences comfort levels and, once it is derived from the train motion it is stated as a primary concern. Due to contact with the seat and floor, passengers are subjected to whole-body vibration. ISO 2631 standard is fully dedicated to the evaluation of this type of vibration. Following its approach, the present research evaluates the comfort levels of Alfapendular and Intercity trains operating in Portugal at the Porto Campanhã – Lisbon Oriente connection. Measurements were performed at the beginning, middle, and end of the train, allowing a comparison between seat types within the same train and the same types from different trains. Results showed higher comfort levels for the Alfapendular trains, while for the Intercity train, both middle and end of train locations were ranked as “Little uncomfortable”. As a complementary analysis, it was observed the vibration transmission of the seat based on the Seat Effective Amplitude Transmissibility (SEAT). Results were above 100%, showing vibration amplification by all tested seats. Higher SEAT values were found for the Intercity train seat. This was the first study conducted on Portuguese trains regarding comfort analysis and vibration transmission.The first author thanks to Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) for a PhD scholarship under the project iRail (PD/BD/143161/2019). The authors would like to acknowledge the support of the projects FCT LAETA– UIDB/50022/2020, UIDP/50022/2020 and UIDB/04077/2020

Generalized Information Criteria for Structured Sparse Models

Regularized m-estimators are widely used due to their ability of recovering a low-dimensional model in high-dimensional scenarios. Some recent efforts on this subject focused on creating a unified framework for establishing oracle bounds, and deriving conditions for support recovery. Under this same framework, we propose a new Generalized Information Criteria (GIC) that takes into consideration the sparsity pattern one wishes to recover. We obtain non-asymptotic model selection bounds and sufficient conditions for model selection consistency of the GIC. Furthermore, we show that the GIC can also be used for selecting the regularization parameter within a regularized $m$-estimation framework, which allows practical use of the GIC for model selection in high-dimensional scenarios. We provide examples of group LASSO in the context of generalized linear regression and low rank matrix regression