Engenharia Elétrica e Computação - Teses - EE Higienópolis
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Navegando Engenharia Elétrica e Computação - Teses - EE Higienópolis por Orientador "Silveira, Ismar Frango"
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- TeseApplication of a swarm intelligence algorithm in the selection of bible passages to compose a sermonLima, Bruno Cesar Dos Santos (2024-02-16)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A literatura religiosa é, sem dúvida, um dos tipos de literatura mais amplamente lidos pela humanidade, independentemente do espectro confessional (cristãos, judeus, muçulmanos, etc.). E por meio da literatura religiosa que líderes religiosos comunicam seus valores e ideias, e essa comunicação é geralmente referida como sermões ou homilias. No contexto cristão, a Bíblia Sagrada constitui esse corpus normativo. No entanto, a Bíblia Sagrada não é uma literatura trivial do ponto de vista hermenêutico, devido ao seu alto grau de variabilidade literária e linguística. Portanto, a construção de sermões pode se tornar uma atividade laboriosa. Diante desse desafio, esta tese teve como objetivo implementar uma metodologia de otimização combinatória para a seleção de passagens bíblicas que comporão sermões pastorais. Essa metodologia utiliza uma abordagem híbrida, ou seja, a combinação de processamento de linguagem natural e inteligência de enxames. A tese propõe a implementação de um algoritmo SwarmaBle que simula uma colônia de formigas artificiais percorrendo um grafo bíblico para encontrar a melhor solução. Essa solução envolve retornar um número específico de passagens bíblicas para a composição de um sermão, dado uma sentença de entrada ou tema. O sucesso desse método poderia facilitar sua aplicação a outros corpora textuais complexos para recuperação de informação otimizada e eficiente. A metodologia é inovadora, e os resultados obtidos são robustos e promissores. Isso significa que foi conduzida uma bateria de testes experimental, na qual foi observada uma convergência média acima de 70% da função fitness. Nesse processo de otimização do SwarmaBle, os versículos resgatados mostraram-se compatíveis com a sentença de busca. Essa correspondência entre os versículos e a sentença de busca foi validada por especialistas de domínio (teólogos), os quais atribuíram um desempenho acima da média para o SwarmaBle. - TeseDetecção de estudantes em risco de evasão escolar usando aprendizagem de máquinaLopes Filho, José Ahirton Batista (2021-11-03)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A evasão escolar é um problema em vários países do globo, tanto na educação privada quanto pública, e costuma ter um impacto negativo em todos os perfis envolvidos: sejam eles estudantes, instituições e o público em geral. Não obstante o deficit educacional do aluno que evade, há também a perda monetária para o sistema em questão, o estigma social e os sentimentos de não adequação que podem estar associados a evasão. Neste trabalho é apresentado um sistema desenvolvido para a detecção precoce de estudantes em risco de evasão (um EDS, do inglês, early detection system), se utilizando de dados administrativos de alunos dos ensinos fundamental (anos finais) e médio de escolas públicas estaduais. São demonstrados resultados se utilizando de Decision Jungle, Decision Forest, Regressão Logística e Bayes Point Machines a partir de dados 2018 advindos da Secretaria de Educação do Estado de São Paulo. O EDS construído é uma ferramenta de suporte a decisão a qual está integrada no dia a dia de profissionais da educação de todo o Estado atendendo a seus mais de 3,4 milhões de alunos matriculados. - TeseEducação musical de crianças surdas com o auxílio de inteligência artificialBenites, Cristiano da Silva (2024-08-15)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Esta tese investiga a inclusão musical de crianças surdas por meio do desenvolvimento e aplicação de tecnologias assistivas baseadas em inteligência artificial. O estudo explora como a combinação de estímulos visuais, vibrações táteis e reconhecimento de gestos pode transformar a experiência musical para crianças com deficiência auditiva, proporcionando-lhes acesso a uma forma de expressão historicamente inacessível. A pesquisa se estrutura em torno da criação de um sistema inovador de reconhecimento de gestos musicais, que associa notas musicais a cores e utiliza dispositivos de vibração para permitir que as crianças "sintam" e "vejam" a música. Esse sistema foi desenvolvido com base em uma análise aprofundada da literatura existente sobre educação musical inclusiva, tecnologias assistivas e práticas pedagógicas voltadas para crianças surdas. A metodologia adotada envolveu uma série de experimentos práticos com crianças surdas, onde o sistema foi testado e validado. Os resultados mostraram que o uso dessas tecnologias não apenas facilita o acesso à música, mas também tem impactos significativos no desenvolvimento emocional, social e cognitivo dessas crianças. O engajamento e a motivação demonstrados pelos participantes confirmam a eficácia das ferramentas desenvolvidas, sublinhando a importância de práticas pedagógicas que valorizem a diversidade sensorial e ofereçam múltiplos canais de aprendizado. Além das contribuições práticas, a tese promove uma reflexão sobre as limitações das abordagens tradicionais de ensino musical e a necessidade de políticas educacionais mais inclusivas. O trabalho sugere que a música pode, e deve, ser uma parte integral da educação de todas as crianças, independentemente de suas capacidades auditivas. Para isso, é essencial que educadores e formuladores de políticas adotem tecnologias assistivas e abordagens pedagógicas inovadoras como elementos centrais do currículo educacional. O estudo conclui que a inteligência artificial e outras tecnologias emergentes possuem um potencial transformador na inclusão de crianças surdas na educação musical, criando novas possibilidades de expressão e apreciação artística. A pesquisa abre caminho para futuras investigações, sugerindo que o sistema desenvolvido pode ser aprimorado e adaptado para atender a outras deficiências sensoriais e contextos educacionais variados. Ao integrar essas tecnologias com práticas pedagógicas inclusivas, podemos avançar na construção de uma sociedade mais justa e equitativa, onde a música seja verdadeiramente acessível a todos. - TeseUm framework baseado em aprendizado de máquina e dados de processos res judicata para análise e previsão de sanções penais referentes a crimes cibernéticosFonseca, Cibele Andréa de Godoy (2023-04-19)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Devido ao desenvolvimento das tecnologias e ao crescimento da utilização da internet, principalmente em decorrência do período de pandemia global iniciado em 2020, percebe-se o avanço dos crimes cibernéticos em todo o mundo. Isso se deve ao fato de os infratores acreditarem no anonimato, na certeza de que suas ações não são monitoradas e que não existem punições severas para suas condutas. Outras novidades também são explícitas, como as que se referem à quantidade de dados disponíveis nos meios digitais, o avanço da computação em nuvem provendo maior capacidade computacional, o uso de algoritmos e da Inteligência Artificial. Esta tese apresenta uma proposta de framework para prever penas de multa aplicadas pelos tribunais brasileiros referentes aos crimes cibernéticos utilizando dados coletados dos processos de coisa julgada e do aprendizado de máquina. Essa previsão será feita obedecendo às fases da metodologia de descoberta de conhecimento em banco de dados (em inglês knowledge discovery in database – KDD) e utilizando algoritmos de aprendizado de máquina supervisionado, especificamente os de classificação. Os resultados tendem a ajudar especialistas da área do Judiciário, do direito e correlatas a descobrirem padrões de aplicação de penas de multa pelos tribunais diante de um conjunto de leis por eles utilizadas e, com base nesses padrões, fazer análises e previsões. - TeseFramework para criação de interfaces gestuais para aprendizagem de caligrafia de crianças com transtorno do desenvolvimento da coordenaçãoSousa, Leonardo Ramon Nunes de (2017-08-02)
Faculdade de Computação e Informática (FCI)
Ferramentas computacionais que se utilizam de interfaces gestuais podem ser mais adequadas na aprendizagem de caligrafia de crianças com Transtorno do Desenvolvimento da Coordenação (TDC) que os outros tipos. As interfaces gestuais são capazes de diminuir as dificuldades desses sujeitos por não necessitarem de contato físico e dispensarem maiores esforços dos movimentos motores finos necessários para a realização da caligrafia, além de servirem como fator motivacional e serem mais intuitivas que as interfaces sensíveis ao toque e as baseadas em apontamento. Esta tese aborda conceitos do TDC e de Princípios de Interação Humano-Computador para, assim, propor um framework conceitual com um conjunto de diretrizes específicas de software para a elaboração de interfaces gestuais que visam a aprendizagem de caligrafia de crianças com TDC. Contendo 25 guidelines e divididas em 3 fases — projeto (design), desenvolvimento e avaliação, este modelo leva em consideração as características deste distúrbio e das tecnologias de reconhecimento de movimentos finos, fazendo com que todas as recomendações propostas tenham relação entre si e possam apoiar a criação de interfaces gestuais adequadas para assistirem estas crianças neste período escolar de alfabetização. Baseando-se no modelo proposto com suas 25 orientações, desenvolveu-se o aplicativo TDCApp para ser usado com o dispositivo Leap motion. Em seguida, aplicou-se o Teste Screening de Avaliação Motora (SAM) em 26 crianças na cidade de Teresina (PI) para rastreamento de risco do TDC e se teve contato com outras 4 crianças diagnosticadas com TDC em Jaú (SP). Desse total de 30 indivíduos contatados, apenas 6 participaram do teste de aceitabilidade da interface (Teste TDCApp), que julgaram o quanto o aplicativo era adequado na aprendizagem de caligrafia das crianças de risco ou com TDC. Avaliando-se qualitativamente os testes realizados por meio de uma abordagem fenomenológica, percebeu-se mediante análises ideográfica e nomotética, que a maioria das diretrizes sugeridas foram implementadas no aplicativo. Algumas, porém, não contemplaram as especificidades destas crianças em fase de aprendizagem de caligrafia, necessitando-se de adaptações e/ou reformulações. Compreendeu-se também durante o desenvolvimento da pesquisa que, nas fases de rastreamento das crianças com TDC, desenvolvimento da aplicação computacional e execução dos testes, devem estar presentes um conjunto de profissionais para ajudar no entendimento de todas as características destes sujeitos e cumprimento das diretrizes passadas pelo framework conceitual. - TeseHSSMATCH: um modelo híbrido para semantic schema matching em arquiteturas orientadas a microsserviçosBorges, Paulo Renato Soares (2020-02-06)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Os ecossistemas de software da atualidade possuem estilo arquitetural de microsserviços e características específicas, sistemas e dados distribuídos em diferentes fontes, o que dificulta o gerenciamento de dados. Como os modelos conceituais do mundo real são diferentes entre os sistemas, há problemas para integrar os dados e realizar a comunicação entre esses microsserviços, o que implica na necessidade de matching entre os esquemas e mensagens. A literatura evidencia problemas de matching como o tamanho do espaço de busca, a heterogeneidade semântica dos dados, e as atualizações pelas quais os esquemas passam constantemente, e mostra como lacunas a inadequação das interfaces de usuários, a acomodação de alterações nas estruturas de dados, e, ainda, a escassez de abordagens para uso prático. Assim, o presente estudo teve por objetivo é apresentar um modelo híbrido de semantic schema matching para microsserviços com capacidade de identificar similaridades entre os elementos de dois esquemas em larga escala, que suporte a atualização dos esquemas e seus dados e, considere os resultados da validação humana para reuso. Para tanto, foi apresentada a arquitetura do modelo HSSMatch e implementado o protótipo do HSSMatch System que permite ao usuário, por meio de uma interface gráfica Web, gerenciar o processo de schema matching de microsserviços. A avaliação desse protótipo, no que se refere à sua adequação de design de interação, foi feita por meio de experimentos e questionários aplicados a usuários que atuam na área de integração de dados e comunicação entre sistemas de software. A avaliação também foi realizada em experimentos com dois datasets, e mostrou aspectos que confirmam a hipótese deste estudo, pois verificou-se melhoria na eficiência e eficácia do processo de schema matching utilizando a abordagem híbrida que acomoda alterações nos dados, reduz o espaço de busca e combina matchers em nível de esquema e de instâncias. Como trabalhos futuros, podem ser explorados métodos supervisionados de aprendizado de máquina para configuração semiautomática de estratégias de schema matching, e ainda outras técnicas de particionamento de esquemas, ontologias de domínio em prol da melhoria da qualidade do resultado de schema matching para domínios específicos. - TeseUm metamodelo para o processo de design de recursos educacionais abertos multiculturaisSantana, Edie Correia (2019-10-16)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The Openness and Open Education movements treat knowledge as a public good, with the premise of the freedom to use, customize, enhance and redistribute educational resources. Open Educational Resources (OER) are part of these movements with the intention of promoting access and quality of education through openly available resources. Although OERs are used by different types of students, with different profiles and in different cultural contexts, they are usually created and maintained without regard to the student's cultural context and attention to these aspects is of paramount importance as it may impact student's ability to access and learn certain content. This thesis aims to propose a metamodel - called REAM Metamodel - to support the representation of cultural issues in OER design processes. This metamodel includes four components: RMGuidelines, a set of dimensioned guidelines intended to assist the design team; the RMQuestionnaire, a questionnaire based on RMGuidelines to evaluate the representations made; the iREAM indicator that quantifies the representations by means of a calculation; and the iREAMTools computational tool that assists the REA project manager to manage project information and calculate the iREAM indicator. The REAM Metamodel was qualitatively and quantitatively evaluated in three interventions with students, teachers and professionals from different areas in order to verify its relevance. It was found that the metamodel assisted and proved adequate to help the representation of multicultural issues in the OER design process. It was also realized that some guidelines could not be followed due to lack of time and also because of the focus that the design process had, which directly impacted the projects iREAM indicator. It has also been found that all REAM Metamodel components can be expanded in future research. - TeseUm modelo computacional de apoio à análise da opinião de alunos sobre práticas docentes por meio da mineração de dados educacionaisSantos, Fábio de Paula (2017-04-27)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The Institutional Teacher’s Evaluation besides being a legal need in higher education is an important moment for any Educational Institution. Traditionally, questionnaires with closed answer questions are used for this purpose and many times the evaluation is left to a secondary place. This work proposes a computational model based in machine learning techniques and Sentiment Analysis that allows increasing the scope of this evaluation when allowing the use of open and textual questions. The application of these techniques in Educational Data Mining context provides basis to decision-making based on the students’ opinions. For this purpose, as proof of concept, a mining of a student’s opinion survey from a Vocational High School in Brazil was held and categorized their sentiments as positive or negative in relation to their lecturers’ techniques with supervised machine learning approach. This model also contemplates clustering analysis to find categories of analysis of student opinions through an unsupervised Learning Machine model. As a conclusion it was proven that the use of tools for textual analysis of open questions is possible and it to speeds up the decision-making of institutional evaluations. - TeseOERTrust : um framework para aferição de confiabilidade em recursos educacionais abertos baseado em testes de softwareAlmendro, Douglas (2019-05-30)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Open Educational Resources (OER) have become important elements for teaching and learning, whether face-to-face, hybrid or distance education. Their flexibility makes them suitable to be basic materials for different teaching and learning situations. However, issues related to OER quality assurance become frequent, taking into account the nature of such resources, as they allow for versioning, which may include substantial modifications that may have an impact on the reliability of the resource. Therefore, it is necessary to discuss systemic mechanisms for OER quality assurance, considering the possibilities of revision, redistribution and remixing. To do so, the execution of tests in such resources may indicate a mechanism of quality assessment, being necessary to rely on areas of knowledge with sufficient theoretical basis in tests, such as Software Engineering. In this sense, the present thesis aims to verify the applicability of a set of tests, inspired in the area of Software Engineering, applied to the quality verification of OER. In order to do so, it is proposed and implemented a framework to support the quality evaluation of REAs, called OERTrust, as well as to reinterpret a set of Software Engineering tests, adapting them to the OER scope. As a proof of concept, tests were carried out with experts and potential users in educational videos conceived as OER, for which an iT reliability index based on the principles of Fuzzy Logic is calculated, which indicates an OER quality trend. With this work, we hope to make a significant contribution to the discussions about OER quality assurance, subsidising a more effective adoption of OER, thus enhancing the democratization of access to quality educational materials. - TeseOML-ABC: um framework conceitual para repropósito de jogos digitais abertos para fins educacionaisSilva, Josivan Pereira da (2022-01-31)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A cultura de modificação (modding) de jogos digitais vem crescendo mundialmente e empresas desenvolvedoras de jogos digitais estão aproveitando essa cultura para aumentar o engajamento entre seus jogadores, com o objetivo de estender o uso dos seus jogos e gerar mais receita com eles. Por outro lado, a utilização de modding de jogos digitais open-source ainda não tem tantos adeptos quanto em cenário comercial. No que diz respeito a jogos educacionais open-source, a cultura de modding pode ajudar no reúso e adaptação dos jogos e permitir o reaproveitamento para diferentes contextos educacionais. Neste contexto, esta tese de doutorado aborda o estudo da modificação de jogos digitais open-source, de entretenimento, para sua conversão em jogos digitais educacionais, utilizando as Técnicas de Engenharia Reversa e Desenvolvimento Dirigido a Testes. Um Framework conceitual para a conversão de jogos open-source, de entretenimento, em jogos educacionais, para o contexto de ensino de Fundamentos de Programação de Computadores no ensino superior, foi proposto; a principal ideia é permitir a criação, sistematizada, de um Game Design Document (GDD) baseado em Engenharia Reversa e Testes de Software que atenda aos objetivos educacionais e guie a inserção do conteúdo educacional, de forma a prover equilíbrio, no jogo educacional, entre o gameplay e o conteúdo educacional. Como prova de conceito, intervenções foram realizadas, com alunos de graduação, no sentido de modificar jogos digitais de entretenimento e convertê-los em jogos educacionais, utilizando Engenharia Reversa e/ou Desenvolvimento Dirigido a Testes. Os jogos educacionais resultantes têm aplicações no contexto educacional do ensino de Fundamentos de Programação de Computadores e foram avaliados por estudantes da disciplina-alvo, no ensino e superior, com apoio dos modelos de avaliação de qualidade de experiência de Jogos Educacionais e Software, respectivamente, MEEGA+ e ITU.BT500. Os resultados sobre os jogos educacionais e o Framework se mostraram muito positivos. - TesePerMotivE: um framework de apoio ao processo de design de jogos baseado em persuasão, motivação e engajamentoBarboza Junior, Alcides Teixeira (2018-03-12)
Faculdade de Computação e Informática (FCI)
Os jogos digitais fazem uso dos princípios relacionados aos conceitos de persuasão, motivação e engajamento, princípios que, na maioria das vezes são aplicados de forma intuitiva e não sistemática no processo de game design. Contudo, nem sempre esses princípios são devidamente seguidos, uma vez que carecem de definições mais precisas, bem como de uma sistematização. Isto posto, esta tese tem como objetivo propor um framework denominado PerMotivE (Persuasão – Motivação – Engajamento), formado por três componentes: o primeiro é modelo conceitual, denominado de PerMotivE Model, cujo objetivo é definir diretrizes e relações entre estas embasado em uma sistematização dos conceitos de persuasão, motivação e engajamento com base em uma revisão de literatura; o segundo é uma proposta de arquitetura de software que visa dar suporte ao uso do framework. Este componente é denominado PerMotivE Maker. O terceiro componente do framework estabelece um conjunto de elementos que compõem uma proposta de GDD simplificado, denominado de PerMotivE Artifacts, disponibilizando os artefatos utilizados em um game design analisados computacionalmente, por meio de redes bayesianas, quanto à sua aderência as diretrizes propostas no modelo conceitual. Baseando-se nos componentes desse framework, foi desenvolvida uma aplicação web com o intuito de avaliá-lo junto com um grupo limitado de designers para avaliar sua pertinência na elaboração de alguns game designs. Tais designs foram avaliados de forma quali-quantitativamente a fim de verificar a pertinência do framework. Verificou-se que o modelo conceitual pode auxiliar os designers a compreender os princípios que influenciam, motivam e engajam os jogadores nos jogos. Também se percebeu que algumas diretrizes não puderam ser avaliadas devido à inexistência de protótipos dos jogos analisados por meio dos seus designs. Verificou-se também que a aplicação desenvolvida para os testes pode ser expandida para auxiliar o processo de game design de forma mais ampla. De forma geral, o framework se mostrou adequado quanto ao propósito de evidenciar os princípios ligados a persuasão, motivação e engajamento que podem ser trabalhados no processo de game design a partir dos seus artefatos. - TeseSlap: uma linguagem visual para geração semiautomática de animações a partir de storyboardsBraga, Pedro Henrique Cacique (2017-02-06)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Digital animations development is a process that covers different knowledge areas and pursuits to connect computational processes with authors’ creative ability. Creation tools existent in the market require a wide knowledge of animation principles and also present a dense learning process. For the sake of the learning curve simplification in order to get faster results, inspiration in traditional cinema and in artificial intelligence systems to create new methods is sought. In animations preproduction steps, generating faster animations (animatics) in order to get script understanding is necessary. The creation basis of those animations is the document known as storyboard, which displays visually movies plots and scene compositions. This work presents the proposition of the language SLAP (Storyboard Language for Animation Programming), which purpose is to unify different visual representations of scenic elements contained in storyboards. A formal grammar is developed for this new structure and a novel storyboards creation method is proposed in order to optimize and unify pre-production learning process. SLAP interpretation is capable of producing semiautomatic animations in several levels of complexity, elevating the ordinary storyboard to an animated document. The prototype of the tool SLAP Editor is also presented as a proof of concept and validation of the language, which uses artificial intelligence and digital image processing concepts to recognize the visual language developed. Results of user experience evaluation tests with different preproduction experience levels are also analyzed. - DissertaçãoTestable: uma ferramenta gamificada para auxiliar o ensino de testes unitáriosPereira, Matheus Marabesi (2020-02-10)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Não consta Abstract no trabalho. - TeseUso de sistemas tutores inteligentes gamificados para suporte ao processo de aprendizagem de equações do 2º grauSantos, Vandeir Vioti dos (2023-08-09)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O desenvolvimento de ferramentas educacionais para o auxílio no ensino da matemática pode ser utilizado pelo professor para aumentar os níveis de aprendizado dos seus alunos. O objetivo desta pesquisa é desenvolver um Sistema Tutor Inteligente Gamificado (STIG) para melhorar o aprendizado dos alunos que cursam o 9º ano do ensino fundamental II por meio da identificação de habilidades matemáticas que precisam ser treinadas. Para isso foi realizado um estudo bibliográfico sobre gamificação, jogos matemáticos, sistemas tutores inteligentes e uma análise de duas bases de informações sobre o currículo de ensino: a Base Nacional Comum Curricular BNCC e o Currículo da Cidade de São Paulo. Um protótipo foi elaborado e disponibilizado online para testes e análise de resultados para aprimoramento.