Three-dimensional modelling and inversion of controlled source electromagnetic data

The marine Controlled Source Electromagnetic (CSEM) method is an important and almost self-contained discipline in the toolkit of methods used by geophysicists for probing the earth. It has increasingly attracted attention from industry during the past decade due to its potential in detecting valuable natural resources such as oil and gas. A method for three-dimensional CSEM modelling in the frequency domain is presented. The electric field is decomposed in primary and secondary components, as this leads to a more stable solution near the source position. The primary field is computed using a resistivity model for which a closed form of solution exists, for example a homogeneous or layered resistivity model. The secondary electric field is computed by discretizing a second order partial differential equation for the electric field, also referred in the literature as the vector Helmholtz equation, using the edge finite element method. A range of methods for the solution of the linear system derived from the edge finite element discretization are investigated. The magnetic field is computed subsequently, from the solution for the electric field, using a local finite difference approximation of Faraday’s law and an interpolation method. Tests, that compare the solution obtained using the presented method with the solution computed using alternative codes for 1D and 3D synthetic models, show that the implemented approach is suitable for CSEM forward modelling and is an alternative to existing codes. An algorithm for 3D inversion of CSEM data in the frequency domain was developed and implemented. The inverse problem is solved using the L-BFGS method and is regularized with a smoothing constraint. The inversion algorithm uses the presented forward modelling scheme for the computation of the field responses and the adjoint field for the computation of the gradient of the misfit function. The presented algorithm was tested for a synthetic example, showing that it is capable of reconstructing a resistivity model which fits the synthetic data and is close to the original resistivity model in the least-squares sense. Inversion of CSEM data is known to lead to images with low spatial resolution. It is well known that integration with complementary data sets mitigates this problem. It is presented an algorithm for the integration of an acoustic velocity model, which is known a priori, in the inversion scheme. The algorithm was tested in a synthetic example and the results demonstrate that the presented methodology is promising for the improvement of resistivity models obtained from CSEM data

Automated segmentation on the entire cardiac cycle using a deep learning work-flow

The segmentation of the left ventricle (LV) from CINE MRI images is essential to infer important clinical parameters. Typically, machine learning algorithms for automated LV segmentation use annotated contours from only two cardiac phases, diastole, and systole. In this work, we present an analysis work-flow for fully-automated LV segmentation that learns from images acquired through the cardiac cycle. The workflow consists of three components: first, for each image in the sequence, we perform an automated localization and subsequent cropping of the bounding box containing the cardiac silhouette. Second, we identify the LV contours using a Temporal Fully Convolutional Neural Network (T-FCNN), which extends Fully Convolutional Neural Networks (FCNN) through a recurrent mechanism enforcing temporal coherence across consecutive frames. Finally, we further defined the boundaries using either one of two components: fully-connected Conditional Random Fields (CRFs) with Gaussian edge potentials and Semantic Flow. Our initial experiments suggest that significant improvement in performance can potentially be achieved by using a recurrent neural network component that explicitly learns cardiac motion patterns whilst performing LV segmentation.Comment: 6 pages, 2 figures, published on IEEE Xplor

Robótica no ensino da física

Dissertação de Mestrado em Ensino da FísicaO presente estudo teve como objectivo principal avaliar as potencialidades do uso da Robótica no Ensino da Física, especificamente nas áreas do Som e da Luz, e foi desenvolvido junto de 41 alunos de Cursos de Educação e Formação (3º Ciclo) da Escola Secundária de Fafe, no ano lectivo 2006/07. Na leccionação do módulo “Som e Luz” foram incluídas actividades experimentais que, usando o Mindstorms NXT, trataram esses conteúdos, com o objectivo de melhorar a aprendizagem dos temas envolvidos mas também induzir um maior interesse pela ciência e pelo estudo em geral. De forma a avaliar das vantagens comparativas da robótica educativa neste âmbito, foram, paralelamente, aplicadas a outro grupo de alunos, actividades experimentais equivalentes às referidas anteriormente mas excluindo o uso do Mindstorms NXT. Para averiguar qual das duas metodologias proporciona melhores ganhos a nível da aprendizagem, e ao nível do desenvolvimento de competências do tipo social e atitudinal, foi aplicado um mesmo teste antes e depois da leccionação do módulo. Parâmetros como comportamento, participação e empenho/interesse, foram também continuamente classificados, em sala de aula. A utilização do Mindstorms NXT teve um impacto muito positivo nos alunos que constituíram a amostra deste estudo. Os próprios afirmaram, no teste de satisfação, que o Mindstorms NXT contribuiu, de forma determinante, para despertar o entusiasmo e interesse, para além de lhe atribuírem um papel importante no esclarecimento dos conceitos físicos abordados. De facto, nas aulas em que decorreram actividades experimentais com recurso ao Mindstorms NXT foram registadas melhorias significativas a nível de motivação desses alunos, que se reflectiu no seu interesse/empenho, comportamento e participação, principalmente dos alunos mais indisciplinados e com maior dificuldade de concentração. Através da aplicação dos pré e pós-testes, registou-se uma maior evolução, tanto a nível individual como colectivo, no grupo que recorreu ao robot, concluindo-se que o recurso a este contribuiu para esclarecer os conceitos físicos abordados.This study main objective is to evaluate the potential of the use of Robotics in the teaching of physics, more specifically in the areas of Sound and Light. The work was developed with the student population (41 students) which has chosen the Education and Formation Studies (3rd cycle of studies) at Escola Secundaria de Fafe, in the school year of 2006/07. When teaching the “Sound and Light” module, experimental activities have been included, which involved the use Mindstorms NXT robot, gaining an improved learning of the subjects studied while motivating students to the study of science. Equivalent experimental activities, without the use of Mindstorms NXT robot, were applied to a different group of students in order to comparatively conclude about the advantages of the use of educational robotics in this context. To find which of the two methods has the best results in terms of apprenticeship and development of social and aptitudinal competences, the same test was applied before and after the module. Also, in the classroom, the behaviour, participation and commitment/interest of the students were continuously monitored. The use of Mindstorms NXT robot had a very positive impact in the students that formed the sample of this study. It was stated by themselves, in the satisfaction test, that the use of the robot was the key of their enthusiasm and interest, aside from having a very important role in the understanding of the concepts of physics approached in class. In fact, in the classes with experimental activities that involved the Mindstorms NXT robot, the students were visibly more motivated, which reflected in their interest/commitment, behaviour and participation in the classes. This was more notorious with the more undisciplined students and with concentration problems. Through the pre- and post- tests, was found a better evolution n the group that used the robot: This lead us to believe that the introduction of robot contributed to better explain the physics’ concepts discussed in these classes

Distribuição, bioacumulação e avaliação de risco do mercúrio em diferentes áreas climáticas no Oceano Atlântico Norte

Mercury (Hg) is classified as a priority hazardous substance by the Convention for the Protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic (OSPAR Convention), the European Union Water Framework Directive (EU-WFD) due to the combination of its frequency, toxicity and potential effects on human health and wildlife. In the environment, Hg can be converted into other forms of Hg (e.g. methylmercury – MeHg). MeHg is a potent neurotoxin, which can accumulate in the organism’s tissues due to its high rate of absorption by the gastrointestinal tract and its affinity for thiol groups of proteins. The human exposure to Hg occurs mainly through the consumption of fish. Despite being essential for a healthy balanced diet owing to a high content of protein and fatty acids, fish ingestion can result in the intake of large amounts of Hg since some species have high Hg levels in their tissues. Thus, this study presents as central question the evaluation of the distribution, bioaccumulation and exposure to Hg in different geographic areas located in the North Atlantic (Portuguese northwest coast, Azores archipelago and Mexican southwest coast). In this sense, the following specific objectives were outlined: (i) to determine the presence of Hg in the sediment of coastal areas from different geographic areas; (ii) to evaluate a potential transfer of the Hg present in the sediment to the marine food chain; (iii) to assess the effect of different sea water temperature scenarios on the bioaccumulation and toxicity of the Hg; (iv) to evaluate the [Hg] present in marine species of commercial interest in the different coastal areas (fish and squid) and (v) to understand the contribution of each species to human exposure to Hg. The results revealed that the Hg concentration in the sediments in the different areas reflect the proximity to possible sources of contamination by Hg. The fine fraction is the one with the higher levels of Hg when compared to the fraction of coarser sediments (sand). However, although in some places these Hg levels exceed the values established by international agencies through the criteria for the quality of sediments, the fine fraction represents less than 1% of the total sediment fraction. Therefore, the Hg concentration present in the total sediment fraction was found to be below the limits established by the different agencies. Regarding the transfer of Hg from sediments to the marine trophic chain, the results showed that levels of Hg present in the studied species do not seem to be related to the transfer of Hg present in sediments, but rather to the ingestion of Hg through food. abstract (cont.) This study also concludes that even in a short-term exposure to low Hg concentrations, the increase of water temperature can promote the Hg accumulation in fish. The accumulation was is most evident in the liver. This increase in the Hg concentration in tissues, as well as the increase of water temperature, can induce the production of reactive oxygen species (ROS) by the organisms. However, the antioxidant defenses of the liver seem to act efficiently in combating these ROS, preventing cells damage by oxidative stress. On the other hand, in the muscle, the fight against ROS was not so efficient resulting in damage at the proteins’ level and decreased energy consumption. Regarding the Hg concentration in different fish species with commercial value, it was observed that characteristics such as feeding habits and lifestyle, have an influence on Hg accumulation. Carnivorous fish species are those that have higher concentrations of Hg, which reinforces the notion that Hg can biomagnify along the food chain. Finally, considering the Hg accumulation in the different species of commercial interest and the maximum limit of Hg allowed for human consumption (of 0.5 µg g-1 ), only two fish species (Mora moro and Zeus faber) showed a Hg concentration above this limit. Despite this, consumption of 14 of the studied fish species may lead to a weekly intake of Hg greater than 1.3 µg kg body weight-1 week-1 suggested by JECFA (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives). From these 14 species, 9 concern the Azores archipelago and 4 the Northwest Portuguese coast, which are areas with a fish consumption per capita estimated by the FAO three times higher than the southeast coast of Mexico. In fact, data from the Azores archipelago demonstrated that the species that contributed the most to human exposure in this area were those that presented low Hg concentration but were captured in larger quantities. Even though Hg is a widely studied contaminant, the results obtained in the framework of this thesis allowed us to obtain knowledge regarding the presence of Hg in the North Atlantic coastal areas that provide multiple ecosystem services and have until now been poorly studied. It also contributes to the state of the art regarding human exposure to Hg through the consumption of fish and seafood in risk analysis, since Hg concentration usually receives greater importance regardless of the fish consumption per capita.Devido à da sua frequência, toxicidade e potenciais efeitos para a saúde humana e da vida selvagem, o mercúrio (Hg) está classificado como uma substância perigosa prioritária pela Convenção para a Proteção do Meio Ambiente Marinho do Atlântico Nordeste (Convenção OSPAR) e pela DiretivaQuadro da Água da União Europeia (UE-WFD). Uma vez presente no meio ambiente, o Hg pode ser convertido em diferentes formas de Hg (por exemplo, metilmercúrio – MeHg). O MeHg é uma potente neurotoxina que devido à sua alta taxa de absorção pelo trato gastrointestinal e afinidade pelos grupos tiol das proteínas, tem a capacidade de acumular nos organismos. Nos humanos, a exposição ao Hg ocorre principalmente através do consumo de peixe. Apesar ser indispensável para uma dieta equilibrada e saudável, devido ao elevado teor em proteína e ácidos gordos, os peixes podem apresentar elevados níveis de Hg nos seus tecidos. Assim, este estudo teve como questões centrais avaliar a distribuição, bioacumulação e exposição ao Hg em diferentes áreas geográficas localizadas no Atlântico Norte (costa noroeste Portuguesa, arquipélago dos Açores e costa sudeste Mexicana), tendo sido delineados os seguintes objetivos específicos de modo a avaliar: (i) a presença de Hg no sedimento em zonas costeiras das diferentes áreas geográficas, (ii) uma possível transferência do Hg presente no sedimento para a cadeia trófica marinha, (iii) o efeito da temperatura da água do mar dos diferentes locais na bioacumulação e toxicidade do Hg, (iv) a concentração de Hg presente em espécies marinhas de interesse comercial nas diferentes áreas costeiras (peixe e lula) e (v) a contribuição de cada espécie para a exposição humana ao Hg. Os resultados revelaram que as concentrações de Hg presente nos sedimentos das diferentes áreas refletem a proximidade a possíveis focos de contaminação por Hg. A fracção fina é aquela que apresenta maiores níveis de Hg em comparação à fracção de sedimentos mais grosseiros (areia). Contudo, apesar de em alguns locais estes níveis de Hg ultrapassarem os valores estabelecidos pelas agências internacionais através dos critérios para a qualidade dos sedimentos, a fracção fina representa menos de 1% da fracção total do sedimento, o que faz com que a concentração de Hg presente na fracção total do sedimento se situe abaixo dos limites estabelecidos pelas diversas agências. Relativamente à transferência do Hg para a cadeia trófica marinha, os resultados demostraram que os níveis de Hg presente nas espécies estudadas não parecem estar relacionados com a transferência do Hg presente nos sedimentos, mas sim com ingestão de Hg através da alimentação. resumo (cont.) Este estudo também conclui que mesmo numa exposição de curta duração a baixas concentrações de Hg, o aumento da temperatura da água pode promover a acumulação de Hg em peixes, sendo que é no fígado que essa acumulação é mais evidente. Este aumento da concentração de Hg nos tecidos, assim como o aumento da temperatura da água, podem induzir a produção de espécies reactivas de oxigénio (ROS) por parte do organismo. Contudo, as defesas antioxidantes do fígado parecem actuar de forma eficiente no combate a esses ROS, evitando danos nas células por stress oxidativo. Por outro lado, no músculo, o combate contra os ROS não foi tão eficiente resultando em danos ao nível das proteínas e diminuição do consumo de energia. No que diz respeito à concentração de Hg nas diferentes espécies de peixe com valor comercial, observou-se que características como hábitos alimentares e estilo de vida influenciam a acumulação de Hg, sendo que as espécies de peixes carnívoras são aquelas que apresentam maiores concentrações de Hg, reforçando a ideia de que o Hg tem a capacidade de biomagnificar ao longo da cadeia trófica. Finalmente, considerando a acumulação de Hg das diferentes espécies com interesse comercial e o limite máximo de 0,5 µg g-1 de Hg permitido para consumo humano, apenas duas espécies de peixes (Mora moro e Zeus faber) apresentaram uma concentração de Hg acima deste limite. Apesar disso, o consumo de 14 das espécies de peixes estudadas podem levar a uma ingestão semanal de Hg maior do que 1,3 µg kg de peso corporal-1 semana-1 sugerido pelo JECFA (Comité Conjunto de Especialistas FAO/OMS sobre Aditivos Alimentares). Destas 14 espécies, 9 dizem respeito ao arquipélago dos Açores e 4 à costa noroeste de Portugal, áreas que segundo a FAO, tem um consumo de peixe per capita três vezes superior ao da costa sudeste do México. De facto, dados relativos ao arquipélago dos Açores demonstraram que as espécies que mais contribuem para a exposição humana ao Hg nesta área são as que apresentam baixo [Hg] mas que são capturadas em maiores quantidades. Embora o Hg seja um contaminante amplamente estudado, os resultados obtidos no âmbito desta tese permitiram obter conhecimento sobre a presença de Hg em áreas costeiras do Atlântico Norte, que além de fornecerem múltiplos serviços de ecossistema são áreas até agora pouco estudadas. Ao mesmo tempo contribuem com mais informações sobre a exposição humana ao Hg por meio do consumo de peixes e derivados na análise de risco, uma vez que a concentração de Hg costuma receber maior importância independente do consumo per capita.Programa Doutoral em Biologia e Ecologia das Alterações Globai

Study on the development of an autonomous mobile robot

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de ComputadoresThis dissertation addresses the subject of Autonomous Mobile Robotics (AMR). It is aimed to evaluate the problems associated with the orientation of the independent vehicles and their technical solutions. There are numerous topics related to the AMR subject. Due to the vast number of topics important for the development of an AMR, it was necessary to dedicate different degrees of attention to each of the topics. The sensors applied in this research were several, e.g. Ultrasonic Sensor, Inertial Sensor, etc. All of them have been studied within the same environment. Employing the information provided by the sensors, a map is constructed, and based on this map a trajectory is planned. The Robot moves, considering the planned trajectory, commanded by a controller based on Linear Quadratic Regulator (LQR) and a specially made model of the robot, through a Kalman Filter (KF). Some of the researched topics were implemented in a real robot in an unstructured environment, collecting measurement data. A final conclusion is indicating the future direction of development

Love me do, love me don't : factor drivers, development and consequences of brand love : a comparison between Portugal and the USA

Os consumidores referem-se muitas vezes às suas marcas favoritas como marcas que amam e o amor é, como alguém diria, a única coisa de que necessitamos. Assim, gestores e investigadores apressaram-se a cunhar o termo “brand love”. Hoje, esse conceito é utilizado como um termo holístico que se encontra ligado a emoções intensas o que, combinado com atitudes como intenção de compra e experiência de utilização, conduzem a comportamentos positivos. Ainda assim, este termo valioso permanece por se tornar num constructo estabelecido e consensual. Adicionalmente, o estado-da-arte atual do conhecimento de “brand love” não permite, ainda, aos gestores e investigadores perceberem se as dimensões fundacionais do referido constructo variam de marca para marca e/ou até, de país para país. Esta investigação pretende assim caracterizar as dimensões do “brand love” e o seu impacto em variáveis de mercado, bem como, perceber as variações que existem entre marcas de categorias diferentes e consumidores originários de países diferentes. Com recurso ao método de modelação de equação estrutural na escala avaliada no inquérito, é proposto um modelo de “brand love” que é composto por uma dimensão de segunda ordem, paixão e outras dimensões de primeira ordem como compromisso, integração da marca na própria personalidade e perspetiva de longo prazo. O modelo inclui ainda variáveis de mercado como lealdade à marca, passa-palavra positivo e compromisso com a marca como consequências de “brand love”. Os nossos resultados permitem-nos identificar diferenças no modelo relativamente às subsequentes variáveis de mercado, de acordo com as variações quer de categoria, quer de país. Discutimos os resultados à luz das diferenças organizacionais e culturais propostas por Hofstede. Concluímos este trabalho apresentando as implicações teóricas e de gestão para a construção de marcas e atividades de marketing.Consumers usually refer to their favorite brands as brands they love, and love, as some would say, is all you need. Consequently, managers and researchers rushed to develop the idea of brand love. Today, this concept is currently used as a holistic term that is linked to several intense emotions combined with an intense purchase or usage experience that results in positive behaviors. Nevertheless, this valuable notion remains yet to become an established consensual marketing construct. In addition, the state-of-the-art knowledge does not allow neither managers nor researchers to understand if the foundations or dimensional aspects of brand love vary from one brand to another or from one country to another. That is the goal of the present research. It aims to characterize brand love dimensions, its impact on market outcome variables and compare the results of brands from different categories and consumers from entirely different countries. Using structural equation modeling on survey data, we propose a brand love model consisting of a higher order emotional dimension passion and first order dimensions such as commitment, self-personality brand integration and long-term perspective. The model includes market outcomes such as brand loyalty, positive word of mouth and brand commitment as consequences of brand love. Our results allow us to propose model and market outcomes differences identified across location and brand category and we discuss how coherent they are with the organizational and cultural differences put forward by Hofstede. We conclude this research by presenting theoretical and managerial implications on brand building and marketing activities

Inundações na região de Lisboa (1967) : um olhar sobre o impacto político e social

Na noite de 25 para 26 de Novembro de 1967, chuvas intensas abateram-se sobre algumas regiões de Portugal. Particularmente afetada foi a área da Grande Lisboa (Lisboa, Loures, Odivelas, Vila Franca de Xira e Alenquer), com as inundações a causarem um elevado número de mortos, milhares de desalojados e inúmeras habitações destruídas. Apesar dos impactos impressionantes então originados, o episódio permanece pouco evocado. A sua inscrição na memória pública é escassa, o que convida desde logo a um olhar futuro que confira os diferentes níveis de memorialização das cheias e as razões que ajudariam a compreender os processos de visibilização e invisibilização de que são objeto. Por outro lado, as abordagens teóricas e académicas ao assunto têm mais em conta o fenómeno meteorológico e os efeitos produzidos no território e menos as consequências sociais e a observação dos impactos de natureza política. Com base na consulta e análise de centenas de fontes documentais, sobretudo de jornais nacionais e internacionais, revistas, blogues, artigos científicos, relatórios e correspondência, tentamos reconstituir alguns episódios sociais e políticos que marcaram o pós-crise das inundações de 1967, na região de Lisboa.On the night of 25 to 26 November 1967, heavy rains swept over some regions of Portugal. Particularly affected was the area of Lisbon (Lisboa, Loures, Odivelas, Vila Franca de Xira and Alenquer), with flooding to cause a high number of deaths, thousands of homeless and destroyed countless homes. Despite the impressive impacts originated then, the episode remains poorly evoked. Its inscription in the public memory is scarce, which immediately invites a future look conferring the different levels of memorialization of flooding and the reasons that would help to understand its processes of visibility and invisibility. On the other hand, the theoretical and academic approaches to the subject have more focused on the weather phenomenon and the effects produced in the territory and less in the social consequences and the observation of the impacts of political nature. Based on consultation and analysis of hundreds of documentary sources, especially from national and international newspapers, magazines, blogs, scientific articles, reports and correspondence, we try to reconstruct some social and political events that marked the post-crisis of floods 1967 in the region Lisbon

Flooding in Lisbon, Portugal in 1967: a disaster with different readings

Na noite de 25 para 26 de Novembro de 1967, chuvas intensas abateram-se sobre a área da Grande Lisboa (Lisboa, Loures, Odivelas, Vila Franca de Xira e Alenquer), com as inundações a causarem um elevado número de mortos, milhares de desalojados e inúmeras habitações destruídas. Apesar dos impressionantes impactes então originados, o episódio permanece pouco evocado. As abordagens teóricas e académicas ao assunto têm mais em conta o fenómeno meteorológico e os efeitos produzidos no território e menos as consequências sociais e a observação dos impactos de natureza política. Com base na consulta e análise de fontes documentais de diferentes proveniências, tentamos reconstituir alguns episódios sociais e políticos que marcaram o pós-crise das inundações de 1967, na região de Lisboa.On the nights of 25 and 26 November 1967, heavy rains swept over the area of Lisbon (Lisboa, Loures, Odivelas, Vila Franca de Xira and Alenquer), with flooding causing a high number of deaths, thousands of homeless and countless homes destroyed. Despite the impacts originated the episode remains poorly evoked. The theoretical and academic approaches to the subject have focused more on the weather phenomenon and the effects produced in the territory and less on the social consequences and the observation of the impacts of a political nature. Based on consultation and analysis of hundreds of documentary sources, we have tried to document some social and political events that marked the post-flood crisis in 1967 in the Lisbon region.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Lubricants for Mechanical Equipments and Innovation in the Sector

Lubricants are substances placed between two movable surfaces or a fixed and a movable one, forming a protective film whose main function is to reduce friction, wear, temperature and sealing of machine and motor components, and may also be a force transmission agent And movement. Therefore the objective of this work is to contribute to the construction of materials on the subject, aiming to analyze the types of lubricants, their characteristics, as well as the innovation in the sector. Thus, the applied methodology is mainly a literature review followed by an analysis. It should be noted that each type of lubricant is important for different types of equipment but is not yet in the state of the art and new technologies such as liquid crystal must be developed, which is highly efficient but still has a very high cost