Engenharia Elétrica e Computação - Dissertações - EE Higienópolis
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- DissertaçãoProcessamento de imagens e machine learning aplicados à detecção da brucelose bovina em um biossensor ópticoTieppo, Bianca (2024-02-07)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A brucelose bovina, uma doença infecciosa causada principalmente pela bactéria Brucella abortus, pode afetar espécies de animais domésticos e selvagens, o que implica em prejuízos econômicos e riscos â saúde pública. Diagnostica-la de modo preciso e precoce, portanto, é fundamental para controlá-la e erradicá-la. Isso pode ser obtido por meio de abordagens de Machine Learning (ML), como Redes Neurais e algoritmos de classificação, combinadas a biossensores ópticos. Tais abordagens já são amplamente empregadas para analisar um grande volume de dados gerado por biossensores. Neste sentido, este trabalho propõe a utilizacao de Redes Neurais Artificiais (ANN) para processar aproximadamente 700 imagens de microscopia óptica de amostras de soro bovino em um guia de onda de silício. A presença dos anticorpos de Brucella abortus é evidenciada através dos pontos de dispersão de luz detectados através de técnicas de processamento de imagens e detecção de blobs, além da análise de dados envolvendo as informações de cores das imagens. A identificação da presença dos anticorpos foi feita em amostras com concentração semelhante aos métodos convencionais para detecção da brucelose bovina. Com a metodologia utilizada, foi possível reduzir o tempo de análise, além de possibilitar uma acurácia de 83,28% e precisão de 86,25% para a detecção dos anticorpos da brucelose bovina devido a utilização de t´técnicas de visão computacional e de aprendizado de máquina. - DissertaçãoArquitetura de referência ATSC 3.0 em nuvem públicaKauffmann, Boris (2024-08-28)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Entre as tecnologias adotadas para a nova geração de Televisão (TV) no Brasil está o uso do Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) como técnica de transporte de áudio e vídeo. Esta tecnologia permite a convergência das arquiteturas de sistemas broadcast com as ja estabelecidas arquiteturas broadband ou over-the-top (OTT) usados pelas plataformas de streaming. Na opera，c˜ao dessas plataformas, ja é plenamente estabelecido o uso de provedores de nuvem como a Amazon Web Services (AWS) para hospedar a infraestrutura de codificadores de vídeo, o conteúdo transcodificado a ser transmitido, além de aproveitar o alcance das Content Delivery Networks (CDNs) oferecidas por esses provedores. Integrar essas eficiências da nuvem com os fluxos de trabalho de broadcast promete uma melhoria significativa na utilização de recursos e redução de custos. O objetivo desta pesquisa centraliza-se na implementação na AWS de uma arquitetura funcional fim-a-fim, baseada no padrão Advanced Television Systems Committee (ATSC) 3.0/TV 3.0, desde a originação do canal linear (Playout), a transcodificação e posterior empacotamento para distribuição terrestre over-the-air (OTA) e plataformas OTT. Um dos aspectos mais inovadores discutidos é a viabilidade da utilização da Internet publica para o transporte do fluxo Studio-to-Transmitter Link Transport Protocol (STLTP), detalhando o desenvolvimento de uma solução de software para monitorar a integridade e a segurança na transmissão de dados para as localidades on-premises usando o protocolo Secure Reliable Transport (SRT). A discussão dos resultados inclui aspectos técnicos, como a escalabilidade e a latência, bem como questões operacionais e estratégias, como a gestão de recursos, a otimização de custos. Os resultados dos experimentos demonstraram a viabilidade de uma arquitetura virtualizada para o ATSC 3.0/TV 3.0, com a entrega do fluxo STLTP em locais on-premises, seguida pela modula，c˜ao e demodulação em Radiofrequência (RF) alcançando um Service Level Agreement (SLA) de cinco noves (99.999% de disponibilidade), indicando alta confiabilidade do sistema. Este trabalho oferece uma visão abrangente e detalhada de como a transição para a nuvem e a convergência das tecnologias de broadband e broadcast, presentes na camada de transporte do ATSC 3.0/TV 3.0, podem ser implementadas eficazmente. - DissertaçãoInternet das coisas e rede móvel aplicadas para a criação de dispositivo de monitoramento do coração artificialMuxito, Ezequiel Manuel (2024-06-01)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A utilização de sensores para monitoramento dos paciente com Insuficiência Cardíaca (IC), pauta-se na análise do progresso científico e tecnológico acerca da Internet of Things (IoT), aplicado como uma perspectiva inovadora no conceito de Saúde 4.0. Esta dissertação contribuiu no dispositivo de monitoramento do Left Ventricular Assist Devices (LVAD) fomentado pela MackPesquisa. O foco principal reside no sensoriamento avançado, conectividade via rede móvel e suporte remoto à supervisão, direcionando-se à operação e diagnostico de pacientes afetados com IC. O projeto incorpora o uso de ferramentas avançadas para coleta, processamento e análise de dados, empregando conceitos de Big Data e Data Analytics. O protótipo compreende a configuração de um microcontrolador, sensores de batimento cardíaco para monitoramento preciso, um acelerômetro para coleta de dados de movimentos, aceleração e detecção de quedas, além de um módulo de rede móvel para a transmissão eficiente de dados e segura, com a aplicação de técnicas avançadas de segurança da informação. A análise meticulosa dos dados obtidos possibilitou o monitoramento contínuo da saúde dos pacientes, facilitou diagnósticos mais precisos, fornecendo um histórico abrangente da saúde dos pacientes ao longo do tempo. Os experimentos analisaram dataset com 472 registos, aplicados modelos de Machine Learning (ML) para monitorar a rotina dos pacientes a partir de indicadores como batimentos cardíacos, inclinação, queda e movimentos. Os resultados da pesquisa compreendem uma vasta gama de informações que contribuem para a compreensão dos padrões comportamentais dos pacientes, permitindo a identificação de fatores que podem influenciar o sucesso do tratamento clínico e a implementação de estratégias mais eficazes de monitoramento e intervenção. Os modelos e técnicas de ML como: Regressão Linear, Regressão Logística, Arvore de Decisão, Floresta Aleatória, XGBoost e KNN, apresentam resultados que evidenciam um estudo comparativo que avaliou seus desempenhos. A análise indicou que Regressão Linear obteve acurácia de 100% e precisão de 23.62%, e Floresta Aleatória obteve acurácia de 100% e precisão de 23.47%, o que resultou em uma pontuação superior em comparação com outros algoritmos de ML., além disso, verificou-se a instabilidade dos sensores de batimentos cardíacos utilizados durante a coleta de dados, sendo que o sensor de pulso fotodetetor mostrou-se mais estável. - DissertaçãoEstudo da série de Balmer em explosões solaresSilva, Gabriel Fernando Santos (2024-08-01)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Observações das linhas de alta ordem da série de Balmer durante flares solares e estelares são raras, apesar de sua grande utilidade para o diagnóstico da densidade de elétrons na cromosfera solar durante flares, prevista por estudos teóricos. O estudo da série Balmer é também relevante devido à sua proximidade espectral com o contínuo Balmer e estudos da origem da emissão white-light em flares. O objetivo deste trabalho foi de analisar o espectro da série de Balmer do hidrogênio, com foco nas linhas de alta ordem, durante fla res, através de simulações radiativo-hidrodinâmicas (RHD). Avaliamos as características espectrais observacionais, como intensidades relativa e absoluta, em função da deposição de energia na cromosfera solar. Empregamos um banco de modelos criado pelo projeto europeu F-CHROMA, com dezenas de modelos RHD descrevendo a evolução da atmosfera solar durante flares sob diferentes condições de deposição de energia, caracterizadas pela energia total, energia de corte inferior e índice espectral do feixe de elétrons. Os resultados mostram que a intensidade das linhas espectral H Balmer são proporcionais ao total de energia depositada, como esperado. No entanto, não foi possível identificar outras dependências das características espectrais em relação aos outros parâmetros do feixe de elétrons. Verificamos que, para muitos modelos, as linhas H Balmer apresentam deslocamentos Doppler para o vermelho, com velocidades de até 60 km/s, associados ao movimento da região de transição da atmosfera para baixo durante a deposição de energia. Este deslocamento para o vermelho tende a aparecer em modelos com maior deposição de energia total. Os espectros resultantes serão usados em futuros projetos em desenvolvi mento no CRAAM: verificação dos limites de detectabilidade de um novo espectrômetro para observações solares, e no estudo de flares estelares. As novas simulações serão disponibilizadas livremente para a comunidade científica, para serem usadas na investigação de flares solares e estelares. - DissertaçãoSistema de controle eletrônico do dispositivo de assistência ventricular (coração artificial)Hasan, Mohd Hasan Tawfiq Mohd (2024-08-02)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
As doenças cardíacas, em sua maioria, decorrem dos diversos problemas que vêm assolando o mundo e, com isso, a necessidade de transplante vem aumentando significativamente a cada ano. No entanto, a escassez de órgãos disponíveis associada ao aumento de pacientes em fila de espera por transplante, além do alto custo do tratamento, têm contribuído para um número expressivo de mortes. Novas pesquisas e o avanço da tecnologia trazem esperança àqueles que precisam de tratamento e é neste cenário que estão os Dispositivos de Assistência Ventricular Esquerdo (DAVE)s, dispositivos que utilizam uma bomba auxiliar que, colocada junto ao coração, permite melhor qualidade de vida ao paciente na espera de um transplante. Em alguns casos, a sua utilização se torna permanente. O controle eletrônico autônomo oferecido neste trabalho sobre o projeto da bomba de fluxo contínuo e centrífugo utilizou sensores não invasivos inseridos fora do corpo humano, oferecendo maior segurança nas leituras de batimentos cardíacos, e velocidade do motor. O funcionamento em modo automático permite uma imediata alteração na velocidade do motor assim que os batimentos cardíacos a alterem. Esses dados são interpretados e processados por um microprocessador sob controle de um software desenvolvido para esta finalidade, de modo que os pacientes possam ter maior mobilidade e liberdade nas suas tarefas diárias. Neste trabalho, evidenciaram-se resultados conforme proposto, pois foi possível controlar o motor Brushless Direct Current Motor (BLDC) via Frequência Cardíaca (FC) em modo automático e no manual. No modo manual, o motor foi testado sem o uso do sensor da FC e apresentou resultados do funcionamento conforme proposto neste trabalho para este modo, a velocidade do motor correspondia o comando do potenciômetro do sistema variando a sua velocidade do 4000 Rotação Por Minuto (RPM) a 12000 RPM. E no modo automático o sensor da frequência cardíaca registrava os batimentos cardíacas enquanto o motor BLDC acompanhava de uma forma automática o registro do sensor, confirmando a proposta deste trabalho. Os resultados obtidos durante o funcionamento do sistema - tanto no modo automático como no manual - atingiram o objetivo deste estudo.