Whole Azorean arthropod diversity : understanding the trophic relations and functional diversity at a plot scale

Tese de Doutoramento, Gestão Interdisciplinar da Paisagem, 14 de novembro de 2018, Universidade dos Açores.Os ecossistemas insulares albergam uma diversidade faunística e florística únicas e muito elevada proporcionalmente quando comparada com zonas continentais. No entanto, é também nas ilhas onde se encontram alguns dos habitats e espécies mais vulneráveis do planeta. Estas comunidades insulares são em muitos casos extremamente vulneráveis a perturbações antropogénicas e à destruição dos habitats, bem como à introdução de espécies exóticas. A maioria da biodiversidade insular terrestre é composta por artrópodes, mas existem ainda diversas lacunas no conhecimento sobre os processos que estruturam essas comunidades. Assim, de modo a poder preservar o que ainda resta destes biotas insulares únicos, o nosso conhecimento acerca destas espécies, das comunidades e dos habitats, bem como dos processos de recuperação após perturbações têm que ser expandidos e novas alternativas para a conservação devem também ser avaliadas. Tomando partido das características únicas da amostragem por fumigação com insecticida das copas, esta tese propõe-se a investigar pela primeira vez nos Açores o impacto da defaunação e a recuperação das comunidades de artrópodes das copas. Entre 2014 e 2015 foram amostradas através de fumigação térmica com insecticidas um total de 24 árvores nativas das espécies Juniperus brevifolia, Ilex perado subs azorica e Laurus azorica, num fragmento de floresta nativa da Terceira. Em 2014 foram amostradas 16, das quais 15 voltaram a ser amostradas em 2015, em conjunto com outras oito árvores, fumigadas pela primeira vez, como controlo. Entre 2015 e 2016 o mesmo protocolo de amostragem foi aplicado a cinco exemplares de Cedro do mato (Juniperus brevifolia), isolado numa pastagem semi-natural. Três arvores foram fumigadas pela primeira vez em 2015, tendo voltado a ser amostradas em 2016, em conjunto com mais duas árvores controlo. No que diz respeito à defaunação e processos de recuperação das comunidades, alterações a nível da diversidade taxonómica (DT) e funcional (DF) foram investigadas para as comunidades iniciais, para as comunidades das árvores controlo e para as comunidades das árvores recolonizadas (as árvores fumigadas pela segunda vez, no ano seguinte). Foram também criados modelos nulos, de forma a tentar perceber como estas comunidades diferem de comunidades estabelecidas ao acaso. Os principais objectivos desta tese são então: 1) tomar partido das características da técnica de fumigação das copas para fazer um estudo quantitativo e qualitativo exaustivo das comunidades de artrópodes presentes nas copas de três espécies de árvores nativas dos Açores (Juniperus brevifolia, Ilex perado subs azorica, Laurus azorica); 2) estudar os processos de recuperação destas comunidades após a defaunação das copas; 3) estudar as comunidades de artrópodes presentes nas copas de árvores nativas isoladas em pastagens, e simultaneamente avaliar o papel/potencial destas árvores como repositórios de espécies indígenas de artrópodes e como elemento de interligação entre os fragmentos existentes de floresta nativa. [...].ABSTRACT: Island ecosystems are home to a disproportionate amount of unique floristic and faunistic diversity, but conversely, islands also host some of the most imperilled habitats and species on Earth. These island communities are in many cases extremely vulnerable to anthropogenic habitat disturbance and destruction, and to the introduction of exotic species. Most of the island terrestrial biodiversity is composed by arthropods, but the processes that structure their communities are still poorly understood. In order to preserve what is left of these unique insular biotas, our current knowledge regarding species, communities and habitats, and recovery processes under disturbance must be expanded, and new possibilities for conservation must be also evaluated. Taking advantage of the unique characteristics of the canopy fogging (pyrethrum knockdown) sampling protocols, this thesis investigates for the first time in the Azores archipelago the impact of defaunation on the reassembly of canopy arthropod communities. A total of 24 native trees were sampled with insecticidal knockdown in 2014 and 2015, in a native forest patch on Terceira Island. Between 2015 and 2016 this same protocol was applied to five isolated Azorean cedar trees on a semi-natural pasture. Regarding the defaunation and recovery processes, changes in taxonomic (TD) and functional diversity (FD) for the initial communities for the control trees and for those of the recolonised trees were also investigated and null models created, to ascertain how these communities differed from randomly assembled ones. The main objectives of this thesis were: 1) take advantage of the canopy fogging technique to do an exhaustive quantitative and qualitative study of the arthropod communities present in the canopies of three native Azorean tree species (Juniperus brevifolia, Ilex peradosubs azorica, Laurus azorica); 2) to study the recovery processes of these communities after the defaunation of the canopies; 3) to study the arthropod communities present in the canopies of the isolated pasture trees, evaluating their role as repositories of indigenous fauna and as an element in the interconnection between extant native forest patches. [...].This work was funded by Fundo Regional para a Ciência – Programa de Bolsas de Investigação Under the Grant: M3.1.2/F/035/2011

Machine Learning in Sports Industry: Discover promising athletes for the future of Handball

Project Work presented as the partial requirement for obtaining a Master's degree in Data Science and Advanced Analytics, specialization in Business AnalyticsNowadays, technology applied in industries has increased day by day. As a result, different ways of collecting and processing data have been investigated. Machine Learning is one of those ways where, in addition to its applicability in all sectors, it has been increasingly explored in different sports. Furthermore, the analysis of data at a visual level helps in the interpretation and understanding of them. These types of procedures always seek to support in the decision-making work done by coaches, managers and scouting. It can be inherent to any sport and handball is obviously included. This specific investigation addresses methods to create advantages for Handball, introducing predictive analytics. The discovery of promising athletes based on collected variables is one of the biggest challenges in this sport and although the data provided by the Federação de Andebol de Portugal are limited, this study demonstrates a 'direction' of how it can be done based on a single variable. In addition to working in the collection and pre-preparation of sports data, examples of visual presentations such as vertical/horizontal bar graphs and maps are exposed. Finally, Machine Learning algorithms with and without default parameters are used to predict if the player is promising. From this perspective, it can be concluded that, based on formation years, models score is slightly better for Support Vector Machines algorithms despite the proximity of the results. It is important to point out that relevant conclusions were also drawn from the graphs

Understanding the differentiation process of western Mediterranean butterflies: the case studies of Lycaena and Melanargia

Tese de mestrado, Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019The western Mediterranean region is responsible for generating and keeping a great amount of interspecific and intraspecific variation among numerous groups of species. Choosing butterflies as a model organism, this study aims to unravel the differentiation process of a few species from this Mediterranean region, belonging in two different genera: Lycaena and Melanargia. Therefore, the present work is divided in two case-studies, both focusing on different but complementary problematics: The first deals with the speciation and relationship between the two Sooty Copper butterflies, L. tityrus (the Sooty Copper, widespread in Europe) and L. bleusei (the Iberian Sooty Copper, an Iberian endemic), which has been considered as a subspecies of the former; the second studies the phylogenetic relationships and genetic differentiation of the whole subgenus Argeformia, belonging in the genus Melanargia, in particular the species Melanargia ines (widespread in Iberia and North Africa), M. occitanica (found in South of France + North Italy, Iberia, North Africa and Sicily) and M. arge (Italian endemic). While the first deals with two sister taxa and goes through different analyses (Genetics, Geometric Morphometrics and Species Distribution Modeling (SDM)) in one integrative study to infer if these should be considered as independent species, the second tries to confirm the current phylogenetic relationships among the species of Argeformia, and analyse the gene flow across the different land and sea barriers of the western Mediterranean region. Overall, each analysis conducted for Lycaena allowed us to clearly differentiate both Sooty Coppers and conclude that these should be considered as different species. Nonetheless, their reproductive barriers appear not to be fully developed and two L. tityrus specimens displayed introgressed L. bleusei genetic material. Additionally, the combination of Genetics and SDM results support the hypothesis of a post glacial population and genetic bottleneck for L. bleusei. Regarding Melanargia, our phylogeny agrees with the current classification and relationships within Argeformia, with M. occitanica sister to M. arge and both closely related to M. ines. The western Mediterranean barriers displayed different roles and capacities to isolate populations gene flow, with the Gibraltar Strait being the most influential barrier. Different evolutionary history scenarios are here presented for both the Sooty Coppers and Argeformia species, which seem to have a differentiation process fundamentally driven by isolation in allopatry across the geographic barriers and climatic oscillations in a first phase, and different ecological adaptations later

Performance assessment for mountain bike based on WSN and Cloud Technologies

The mountain bike is one of the most used equipment’s in outdoor sports activities. The thesis describes the design and all development and implementation of Performance Assessment for Mountain Bike based on Wireless Sensor Network (WSN) and Cloud Technologies. The work presents a distributed sensing system for cycling assessment-providing data for objective evaluation of the athlete performance during training. Thus a wireless sensor network attached to the sport equipment provides to the athlete and the coach with performance values during practice. The sensors placed in biker equipment’s behave as nodes of a WSN. This is possible with the developing of IoT-based systems in sports, the tracking and monitoring of athletes in their activities has an important role on his formation as bikers and helps to increase performance, through the analyze of each session. The implemented system performs acquisition, processing and transmission, of data using a ZigBee wireless networks that provide also machine-to-machine communication and data storage in a server located in the cloud. As in many cycling applications use the phone as a module to get the values, this work will be a little different making use of phone/tablet to consult information. The information stored on the cloud server is accessed through a mobile application that analyses and correlates all metrics calculated using the training data obtained during practice. Additional information regarding the health status may be also considered. Therefore, the system permits that athletes perform an unlimited number of trainings that can be accessed at any time through the mobile application by the bikers and coach. Based on capability of the system to save a history of the evolution of each athlete during training the system permits to perform appropriate comparisons between different training sessions and different athlete’s performances.A bicicleta de montanha é um dos equipamentos para desportos no exterior mais usada. A tese descreve todo o desenho, desenvolvimento e implementação de Performance Assessment for Mountain Bike based on WSN and Cloud Technologies. Este apresenta um sistema de deteção distribuída para o aumento do desempenho, melhorar a metodologia da prática do ciclismo e para formação de atletas. Para tal foi desenvolvida e anexada uma rede de sensores que está embutida no equipamento do ciclista, através desta rede de sensores sem fios são obtidos os valores respetivos à interação do utilizador e a sua bicicleta, sendo estes apresentados ao treinador e ao próprio ciclista. Os sensores colocados comportam-se como nós de uma rede de sensores sem fios. Isso é possível com o desenvolvimento de sistemas baseados na Internet das coisas no desporto, a observação da movimentação e monitoramento de atletas nas suas atividades tem um papel importante na sua formação como ciclistas e ajuda a aumentar o desempenho. O sistema é baseado numa rede ZigBee sem fios, que permite a comunicação máquina-para-máquina e o armazenamento de dados num servidor localizado na nuvem. Toda a informação na nuvem pode ser acedida através de uma aplicação mobile que analisa e correlaciona todos os valores calculados usando os dados recolhidos durante o treino efetuado por cada ciclista. Como em muitas aplicações de ciclismo estas usam o telefone como um módulo para obter os valores, neste trabalho o caso é diferente fazendo o uso do telefone/tablet para apenas consultar as informações. Alguma informação sobre o ciclista é fornecida para poder efetuar alguns cálculos, relativos à saúde do ciclista, neste caso toda a energia gasta na prática de um determinado treino. Toda esta informação pode ser acedida através de uma aplicação Android e por consequência num dispositivo Android. Com a aplicação desenvolvida é possível observar e processar toda a informação recolhida através dos sensores implementados, a observação dos dados recolhidos pode ser efetuada pelo treinador responsável, como pelo próprio atleta. Portanto, o sistema permite a realização de um ilimitado número de sessões de treino, estes podem ser consultados a qualquer momento através da aplicação móvel. Fazendo com que seja possível manter um histórico da evolução de cada atleta, podendo assim observar e comparar cada sessão de treino, realizada por cada atleta

Numerical study on nitrogen injection at transand supercritical conditions

O presente estudo numérico investiga as diferenças entre a injeção de um único jato de azoto em condições transcríticas e supercríticas gas-like recorrendo a um método numérico baseado nas equações de Navier-Stokes com aplicação das médias temporais de Reynolds. Embora os propelentes sejam injetados em condições supercríticas nas câmaras de combustão de motores foguete de propelente líquido, a mistura dos propelentes pode resultar num comportamento transcrítico local, ou seja, a temperatura da mistura resultante pode ser caracterizada por variações de temperatura que são localmente inferiores às condições do ponto crítico. Assim, este estudo visa avaliar a adequação de modelos termodinâmicos e abordagens numéricas geralmente aplicadas a jatos em condições supercríticas na previsão do comportamento de jatos transcríticos. Num motor foguete de propelente líquido, uma combustão mais eficiente é obtida à custa do combustível e/ou oxidante excederem os seus pontos críticos e entrarem no regime supercrítico. Embora estas condições estejam associadas há algumas décadas ao complexo ambiente das câmaras de combustão de motores foguetes, os fenómenos envolvidos ainda não são totalmente compreendidos, da mesma forma que as ferramentas necessárias para simular tais condições não estão completamente desenvolvidas. O sistema de equações de governo é composto pelas equações de conservação da massa, quantidade de movimento e energia, às quais foram aplicadas as médias de Favre. Para lidar com as condições incompressíveis, mas de massa volúmica variável, características daquelas no interior da câmara de combustão, a técnica das médias temporais de Reynolds é substituída pelo método das médias de Favre. O sistema de equações é então fechado recorrendo ao modelo de turbulência k - e standard. Realizar simulações numéricas envolvendo fluidos supercríticos não é uma tarefa direta, podendo provar ser um desafio. Como a lei de fluido ideal não é mais válida para descrever o comportamento do fluido devido ao comportamento não linear das propriedades termofísicas nestas condições, considera-se um desvio da formulação de fluido ideal, utilizando a Equação de Estado de fluido real de Peng-Robinson. Por fim, os resultados obtidos numericamente são apresentados e validados com os dados experimentais. Enquanto uma maior aproximação aos dados experimentais é obtida tanto na previsão do comportamento do jato quanto na magnitude dos resultados para as condições supercríticas simuladas, é recuperada uma perceção sobre a transição entre comportamento de jato transcrítico e supercrítico. Observa-se ainda que a capacidade de prever o comportamento do jato transcrítico é preponderante nos resultados computacionais obtidos.The present numerical study investigates the differences between the injection of a single nitrogen jet under transcritical and supercritical gas-like conditions resorting to a Reynoldsaveraged Navier-Stokes-based numerical method. Albeit the propellants are injected under supercritical conditions into the combustion chambers of liquid rocket engines, the propellants’ mixture can result in local transcritical behavior, i.e., the resulting mixture temperature can be characterized by temperature variations that are locally below its critical point condition. Therefore, this study aims to evaluate the suitability of thermodynamic models and numerical approaches generally applied to jets at supercritical conditions in the transcritical jet behavior prediction. In a liquid rocket engine (LRE), higher combustion efficiency is obtained at the expense of both the fuel and/or the oxidizer exceeding their critical point and entering the supercritical regime. Even though these conditions have been associated for some decades with the complex environment of rocket combustion chambers, the involved phenomena are still not fully understood as well as the necessary tools to simulate such conditions are not completely developed. The system of governing equations is composed of the Favre-averaged conservation equations of mass, momentum, and energy. To deal with the incompressible but variable density conditions, characteristic of those inside the combustion chamber, the Reynolds timeaveraging technique is replaced by the Favre averaging method. The system of equations is then closed resorting to the standard k - e turbulence model. Performing numerical computations involving supercritical fluids is not a straightforward task and can prove to be challenging. As the ideal gas law is no longer valid to describe fluid behavior due to the highly nonlinear behavior of the thermophysical properties at these conditions, ideal gas departure is considered, using the real gas Peng-Robinson Equation of State. Ultimately, the numerically obtained results are presented and validated against the experimental data. While a greater approximation to the experimental evidence is attained both in predicting jet behavior and the magnitude of the results for the simulated supercritical conditions, awareness is retrieved into the transition between transcritical and supercritical jet behavior. In addition, it is observed that the ability to predict transcritical jet behavior is preponderant in the obtained computational results

Natural language-based human-robot control

With the increase in the number of robots arriving at our homes, it is important to find an easy and efficient way to communicate with them. Natural language is the most natural form of communication between humans, so its use by users to communicate with robots, with no knowledge of how they work, is an added value to control them. We present a solution that allows us to interact with a robot in a natural way, so it is easier for human-robot cooperation to happen. This solution includes a method of transforming the information in natural language into controls that a robot can perform. We implement this solution in the specific case of indoor navigation. Finally, we evaluate the performance and interactivity of our approach, by having users, without previous knowledge of robotic control, controlling a robot in a simulated environment.Com o aumento do número de robôs a chegar às nossas casas, é importante encontrar uma forma fácil e eficiente de comunicar com eles. A língua natural é a forma mais natural de comunicação entre humanos, pelo que a sua utilização em comunicação com robôs, sem conhecimentos de como os mesmos funcionam, para os controlar é uma mais valia. Apresentamos uma metodologia que nos permite interagir com um robô de uma forma natural, desta forma é mais fácil que a interação humano-robô aconteça. Esta metodologia inclui um método para transformar informação de língua natural em controlos que um robô pode realizar. Demonstramos esta metodologia no caso específico da navegação dentro de casas. Em seguida, avaliamos o desempenho e a interactividade da nossa abordagem, com utilizadores, sem conhecimento de controlo robótico, a controlar um robô num ambiente simulado

Bitcoin, the controversial cryptocurrency: an insightful overview and its context in the portuguese market

Before Bitcoin's appearance, all the payment systems had faced the requirement of being controlled by an entity, as none had shown the ability to perform in a decentralized structure. Bitcoin is also a digital currency and consequently has no intrinsic value, however it has shown an enormous price increase over the past few years, having that growth a special emphasis in the current year. Therefore, Bitcoin emerges as a disruptor in the current financial system. This dissertation has the main objective of analysing the key concepts of Bitcoin from which the most controversial topics emerge. Then, those topics are furtherly scrutinized by developing a quantitative and qualitative research always regarding both present and future impacts of Bitcoin. The research includes statistical data from Bitcoin and other financial data providers. Additionally, and due to the lack of literature comprising the Portuguese market, a special attention is given to this country. Despite the lack of credibility among most financial leaders which has consisted of a limitation to Bitcoin's implementation process, this cryptocurrency is a technological landmark and, so far, shows no signs of slowing down.Antes do aparecimento da Bitcoin, todos os sistemas de pagamento enfrentavam a condição de serem controlados por uma entidade, uma vez que nenhum tinha mostrado capacidade para atuar numa estrutura descentralizada. A Bitcoin é também uma moeda digital e como tal não tem valor intrínseco, no entanto o seu preço tem tido um enorme aumento nos últimos anos, com especial ênfase no ano corrente. Deste modo, a Bitcoin surge como um disruptor do atual sistema financeiro. Esta dissertação tem como principal objetivo a análise dos conceitos fundamentais da Bitcoin, dos quais surgem os tópicos mais controversos. Após essa fase, esses tópicos serão aprofundados através do desenvolvimento de uma pesquisa quantitativa e qualitativa, tendo sempre em consideração impactos atuais e futuros da Bitcoin. Esta pesquisa inclui dados estatísticos apresentados por intermediários da Bitcoin e outros fornecedores de dados financeiros. Adicionalmente, e devido à ausência de literatura que inclua o mercado Português, este será analisado de forma mais detalhada. Apesar da falta de credibilidade junto dos principais líderes financeiros o que tem consistido numa limitação ao processo de implementação da Bitcoin, esta criptomoeda é um marco tecnológico e, até agora, não mostra sinais de abrandamento

Soft Mobility Modes in Lisbon: A Descriptive Analysis of the City’s Paradigm

Dissertation presented as the partial requirement for obtaining a Master's degree in Information Management, specialization in Knowledge Management and Business IntelligenceThe fast-growing world population and the increasing trend for people to move from rural areas to urban centers can be a real challenge to achieving efficient and sustainable mobility of people within these centers. It is crucial to build sustainable smart cities that prioritize the use of soft modes of mobility, like bicycles, electric scooters, or by walk, while pollutant vehicles are just supplementary. This type of mobility can help cities prevent excessive emissions of toxic gases caused by traffic jams, a problem which contributes to air and noise pollution, and, consequently, to the reduction of quality of life and public health within the city. When it comes to short trips, typical of the city environment, soft modes of mobility are considered a sustainable alternative to the use of private cars, which has motivated a significant growing adoption and investment by municipalities around big cities of the world. The city of Lisbon, the focus of this study, is not an exception. Over the last few years, the bike lanes networks have grown, and the public bike-sharing system continues expanding in the number of city zones covered, and in the number of users. During this study, the capital of Portugal will be analysed through the bicycle counts within the city, the traffic alerts notified, and the air quality and noise pollution in different location points of the city. The study will allow researchers and political figures to comprehend the importance of soft mobility modes within an urban centre and, also, comprehend better the Lisbon reality in this subject

Three-winding transformer with DC microgrid and active power filter

Trabalho final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica Ramo Automação e Eletrónica IndustrialEsta tese procura estudar uma nova arquitetura para postos de transformação. Estes são, na grande maioria dos casos, constituídos por transformadores de apenas dois enrolamentos (entrada e saída) e, por essa razão, a implementação de microrredes DC requere planeamento e dimensionamento extra. Este trabalho procura criar um dispositivo que facilite a interligação de postos de transformação com microrredes DC. Este dispositivo é composto por dois componentes principais: Um transformador de três enrolamentos – em vez do transformador de dois enrolamentos clássico, usualmente usado nos postos de transformação; um conversor AC/DC bidirecional que interliga a microrrede DC com o transformador. A ideia é que tanto o primário, como o secundário do transformador estão ligados como normalmente encontrado nos postos de transformação – a potência flui da rede para a carga – enquanto o terciário está ligado a ao conversor AC/DC (microrrede). Como referido anteriormente, o conversor é bidirecional o que significa que este pode direcionar a potência para o sistema (e.g.: veículo-para-X) ou para o microrrede (e.g.: carregamento de um veículo elétrico). Adicionalmente, o conversor também funciona como filtro ativo de potência, suavizando a potência reativa e o conteúdo harmónico presente na rede, gerado pelas cargas.This thesis takes a different approach to the classic distribution transformer topology. These transformers usually contain only two windings (input and output) and, for this reason, the addition of DC microgrids onto them requires additional planning and designing. This work aims to create a device in which a DC microgrid can be seamlessly integrated into the system. This device would be composed by two main components: A three-winding transformer – instead of the classical two-winding transformer used in typical distribution transformers. A bi-directional AC/DC converter which function is to interface between the DC microgrid and the transformer. The idea is that both primary and secondary windings of the transformer work as commonly known in a distribution transformer – power flows from the grid to the loads – while the terciary winding interconnects the AC/DC converter to the system. As mentioned above, the converter is bi-directional which means it can direct the power to the system itself (e.g.: vehicle-to-X topology) or to the DC microgrid (e.g..charging an electric vehicle). Furthermore, the converter is also capable of working as an active power filter, softening the reactive power and harmonic content present in the grid, which is generated by the loads.N/

Aprendizagem a partir de múltiplas fontes em grupos heterogéneos de agentes

Tese de doutoramento. Engenharia Informática. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 200