PROCESSAMENTO DE IMAGENS MULTIESPECTRAIS E QUADRIDIMENSIONAIS

O processamento de imagens multiespectrais e quadridimensionais buscam obter informações valiosas a partir de imagens que são registradas em várias partes do espectro eletromagnético e em momentos distintos. Essas imagens podem ser usadas para diversas aplicações, como monitoramento ambiental, agricultura de precisão, detecção de anomalias, reconhecimento de objetos. Com o uso de câmeras multiespectrais acopladas a drones ou satélites, é possível obter informações sobre a saúde, o desenvolvimento e a produtividade das plantas, bem como detectar pragas, doenças e deficiências nutricionais. Também há a possibilidade de geração de imagens médicas por meio de técnicas de tomografia computadorizada. Essas técnicas permitem obter imagens tridimensionais do interior do corpo humano, que podem ser usadas para diagnóstico, planejamento cirúrgico e monitoramento de tratamentos.
Apesar das nítidas vantagens, o processamento de imagens multiespecializado e quadridimensionais apresenta como desafios a complexidade computacional, a necessidade de calibração radiométrica e geométrica, a integração de dados de diferentes fontes e sensores, e a interpretação dos resultados obtidos.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB) desenvolveram o software Spectris 4D, um sistema que permite criar e manipular um cubo quadridimensional com várias imagens multiespectrais de uma mesma cena, coletadas ao longo do tempo. O protótipo possibilita a montagem do cubo quadridimensional, a partir de imagens isoladas; a visualização de uma banda da imagem, conforme a escolha do usuário; e a obtenção da assinatura espectro-temporal de um pixel selecionado pelo usuário. O software foi criado usando conceitos de multi-ponteiros, para aumentar seu desempenho, já que visa o processamento de uma grande quantidade de dados. Além disso, foram criados novos esquemas de armazenamento para as imagens quadridimensionais montadas pelo protótipo, que são o TBSQ (Time and Band SeQuential), o TBIL (Time and Band Interleaved by Line) e o TBIP (Time and Band Interleaved by Pixel).

VANTAGENS

 • Eficiência: Permite a análise de imagens multiespectrais de uma mesma cena ao longo do tempo, o que pode ser útil para estudos ambientais, agrícolas, urbanos, etc;
Oferece a obtenção da assinatura espectro-temporal de um pixel, o que pode fornecer informações sobre a evolução temporal daquele ponto;
Utiliza conceitos de multi-ponteiros, para aumentar seu desempenho, já que visa o processamento de uma grande quantidade de dados.
• Versatilidade: Possibilita a visualização de uma banda da imagem, o que pode facilitar a identificação de características específicas da cena. 

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MANUTENÇÃO DE SINAL FORA DE ALCANCE

Redes Wi-Fi se tornaram uma parte essencial da vida diária. Essas redes, permitem conexão de dispositivos a internet sem a necessidade da utilização de cabos físicos. Essa tecnologia foi revolucionária ao fazer com que conexões pudessem ser feitas em quaisquer locais. O monitoramento e análise de uma rede Wi-Fi se faz útil para grandes corporações ou indivíduos que desejam coletar dados e verificar a performance de indicadores de uso desta rede. Este monitoramento pode ser feito por meio de softwares, que podem oferecer dados em tempo real e alertas, por meio de várias métricas de tráfego, como por exemplo a força do sinal, utilização de canais, taxa de transferência e tráfego de rede. Também podem ser detectados e notificados usuários não autorizados, suas tentativas para se conectarem a rede ou brechas de segurança.

Pensando nisso, pesquisadores(as) da Universidade de Brasília, criaram um software de interfaceamento IoT que permite aos usuários monitorar e controlar o desempenho de dispositivos IoT.

Chameleon

A comunicação em redes sem fio, as chamadas redes Wifi, ocorrem por ondas de rádio, de forma simplificada, pode-se dizer que a comunicação ocorre entre um dispositivo e o ponto de acesso e este a distribui para o destinatário desejado. Para aumentar a segurança, essa comunicação ocorre de forma criptografada, de forma que é necessário conhecer credenciais de acesso para ingressar nessa rede. O Chameleon é uma solução para o monitoramento de redes sem fio nas quais a infraestrutura de gerenciamento está inacessível ou com difícil acesso. Ele é uma solução portátil e transparente, do ponto de vista lógico de uma rede, que monitora o tráfego mantendo a conectividade dos clientes a rede. O Chameleon possui três macro-funcionalidades: ingresso na rede, monitoramento e análise do tráfego.

O dispositivo de monitoramento realiza o ingresso na rede Wi-Fi de duas formas: com as credenciais de acesso da rede, realizando a decriptografia com base na leitura feita da rede. Uma vez ingressado na rede, o Chameleon intermedia a comunicação entre o dispositivo monitorado e o ponto de acesso da rede. Esse monitoramento ocorre de forma transparente ao dispositivo uma vez que a sua comunicação continue funcionando da forma esperada.

VANTAGENS

• Segurança: Proteção dos dados pessoais e sensíveis do usuário.
• Monitoramento: Software monitora a saúde da rede, detectando quando há algum problema
• Facilidade de Uso: Software de fácil utilização pelo usuário 

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TECNOLOGIA APLICADA AOS ESPORTES

O uso de tecnologias de monitoramento e análise de desempenho no esporte tem se tornado cada vez mais comum nas últimas décadas, sendo amplamente adotado por equipes profissionais e de alto nível em todo o mundo. Com o sistema de monitoramento e análise do ciclo de vida da estratégia, as equipes podem identificar pontos fortes e fracos em sua estratégia, planejar e executar treinamentos mais eficazes e ajustar sua estratégia durante os jogos, com base em dados e feedbacks objetivos. Atualmente, o uso de tecnologias de monitoramento e análise de desempenho no esporte é amplamente difundido em todo o mundo, sendo utilizado por equipes profissionais e de alto nível em diversos esportes coletivos e individuais.

Pensando nisso, pesquisadores(as) da Universidade de Brasília, criaram um software para o desenho da estratégia em esportes coletivos, o sistema apresenta uma interface com o campo de jogo ilustrado. O sistema permite realizar o monitoramento e analise do ciclo de vida da estratégia em esportes coletivos. Para o desenho da estratégia, o sistema apresenta uma interface com o campo de jogo ilustrado. Um algoritmo para fazer reconhecimento automático do traçado do mouse ou dedos e identificação dos elementos estratégicos desenhados, com base na linguagem formal de desenho de estratégias empregada. A partir do reconhecimento automático, os conteúdos desenhados são armazenados em banco de dados, agrupados de acordo com a semântica da ação. Na etapa de treinamentos, o sistema suporta: i) a criação e manutenção das sessões de treinos distribuídos ao longo do tempo; ii) criação e manutenção do conteúdo técnico-tático, individual, grupal e tático coletivo para utilização nos treinos; iii) desenho de um diagrama para representar o treino em um ambiente gráfico como uma quadra de basquetebol com opções de adicionar jogadores do time e do time adversário, bola, cones, barreiras, aros; iv) relatório apresentando todos os treinamentos agendados e realizados a partir de um determinado período. Para a terceira etapa de jogo, o sistema auxiliará na captura dos eventos de jogo realizadas pelos jogadores em quadra a partir do “upload” do vídeo da partida. Esta etapa também conta com a funcionalidade de geração automática de “highlights” do vídeo do jogo. A retroalimentação é obtida a partir de avaliações entre as etapas anteriores segundo o critério de persistência dos conteúdos desenhados na estratégia e sua propagação nas demais etapas.

VANTAGENS

• Eficiência: Auxílio tecnológico para dar suporte as tomadas de decisão
• Versatilidade: Possibilidade de comparativo entre estratégias de treinamento e jogos práticos.
• Monitoramento: Mapeamento das estratégias desenhadas e possibilidade de verificação se estão sendo desenvolvidas durante os jogos.  

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PESCA CIBERNÉTICA

Os ataques de phishing são um tipo de ataque cibernético em que um ator mal-intencionado tenta induzir a vítima a divulgar informações confidenciais, como credenciais de login, informações financeiras ou informações pessoais. Os ataques de phishing geralmente envolvem o uso de um e-mail, mensagem de texto ou site fraudulento que parece legítimo, mas, na verdade, foi projetado para roubar as informações da vítima.Os ataques de phishing geralmente usam técnicas de engenharia social para manipular a vítima a revelar informações confidenciais. Por exemplo, um invasor pode enviar um e-mail que parece ser de uma fonte confiável, como um banco ou plataforma de mídia social, e solicitar que a vítima clique em um link e insira suas credenciais de login. O invasor pode usar essas informações para acessar a conta da vítima e roubar seus dados.

Nesse sentido, os pesquisadores(as) da Universidade de Brasília criaram uma ferramenta de retaliação de phishing, que pensa na segurança cibernética, parte essencial da estratégia de proteção de organizaçãos. O software pode ajudar as organizações a detectar e responder a ataques de phishing, atenuar seu impacto e impedir a ocorrência de ataques futuros. Existem algumas ferramentas disponíveis que podem ajudar as organizações a retaliar contra-ataques de phishing. Essas ferramentas são projetadas para detectar e responder a ataques de phishing e podem ser usadas em vários contextos. O Waste Flooding é Software que executa esta retaliação por meio da geração de dados falsos e lotando a base de dados dos criminosos, dificultando a sua atuação.

VANTAGENS

• Segurança: Proteção dos dados pessoais e sensíveis do usuário.
• Automação: Software detecta este tipo de ataque e automaticamente protege o usuário de inserir suas informações.
• Facilidade de Uso: Software de fácil utilização pelo usuário

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SIMULAÇÕES DE ESPALHAMENTO DE COVID

Simulações de Espalhamento de COVID-19 têm sido usadas para ajudar a prever os efeitos de uma pandemia nas comunidades e auxiliar na tomada de decisões estratégicas. Os modelos de simulação permitem que os gestores de saúde avaliem as tendências de propagação de doenças com base em parâmetros variáveis, como fatores demográficos, etnicidade, localização geográfica e condições de saúde. Com essas informações, os profissionais da saúde e os líderes políticos podem gerar estratégias para detecção precoce, rastreamento de contatos e intervenção de estilo de vida, para melhorar a saúde pública. As simulações também fornecem uma previsão de quando e onde a COVID-19 poderia se disseminar, ajudando a priorizar os recursos assistenciais para áreas onde a propagação pode ser significativa. Elas também podem informar a introdução de leis de saúde pública, como o isolamento social, cancelar eventos públicos ou restringir o transporte público, para reduzir o risco de disseminação da doença. Assim, as simulações de espalhamento de COVID-19 oferecem uma visão importante em como as doenças se propagam e afetam a população de uma área.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram dois softwares distintos que permitem simular o espalhamento e evolução do coronavírus em uma população, chamados de CAGEM-19 e GEM-19. A simulação é feita de forma discreta, mimetizando a interação entre pessoas e o possível contágio entre elas. O script permite que seja inserido uma planta baixa do local com as limitações de movimentações das pessoas, além dos parâmetros de infecção da doença e o número de pessoas infectadas e não infectadas. Então, simula-se como o espalhamento do vírus ocorre a partir de um tempo de interação entre as pessoas. O propósito dos software é avaliar, a partir de um local confinado, como ocorre o espalhamento vírus dado uma taxa de transmissibilidade e um número de pessoas saudáveis e contaminadas. Portanto, possibilita-se a verificação de como cada local deverá se precaver e quais são as melhores medidas sanitárias de forma personalizada, acerca do número de pessoas acessando o ambiente. O software se destina a todos que buscam compreender como cada ambiente confinado pode contribuir para o espalhamento do coronavírus, e também a todos os entusiastas de simulações matemáticas que envolvem epidemiologia.

VANTAGENS

• Eficiência: Permite previsões de cenários realísticos, permitindo a preparação dos responsáveis;
Baixo consumo computacional e rápida resposta;
Focado em locais fechados.

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RESSONÂNCIA PARAMAGNÉTICA E TRATAMENTO DOS DADOS

A ressonância paramagnética é uma técnica usada para obter informações químicas e estruturais sobre amostras de materiais. O princípio básico desta técnica é o uso de sinais eletromagnéticos em uma frequência específica para excitar átomos ou moléculas específicos dentro de uma amostra. Como resultado, esses átomos ou moléculas se comportam como um ímã temporário, emitindo sinais elétricos que são detectados. Estes sinais fornecem informações sobre a estrutura interna da amostra, incluindo a disposição química, as interações intermoleculares e as propriedades magnéticas.
A ressonância paramagnética é particularmente útil para a investigação de materiais complexos, como metais, polímeros, hidrocarbonetos e materiais de alta energia. Além disso, ela tem aplicações em áreas como ciências da vida, química, tecnologia de materiais e biotecnologia. Esta técnica pode também ser usada para estudar as propriedades físicas de materiais, tais como a condutividade, a permeabilidade e as propriedades ópticas, bem como para investigar a estrutura molecular de materiais orgânicos e poliméricos. Finalmente, a ressonância paramagnética é usada para determinar o tamanho e a forma de moléculas em suspensão no ar ou em líquido. Os dados de ressonância podem, portanto, fornecer informações muito úteis para a investigação científica, bem como para aplicações industriais e comerciais.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um programa de computador destinado ao tratamento de dados de ressonância paramagnética eletrônica, seguindo o formato adotado pela Bruker®, o BES3T. O programa, escrito em Visual C#, permite o tratamento de grandes quantidades de dados como centenas de espectros simultaneamente, faz a conversão entre BES3T e ASCII, executando a decomposição de arquivos bidimensionais em unidimensionais, realiza operações matemáticas como subtração de espectros e subtração de linha de base.

VANTAGENS

• Eficiência: Permite tratar grandes quantidade de dados simultaneamente.
• Versatilidade: Compatível com os principais equipamentos de ressonância disponíveis no mercado;
Permite decomposições unidimensionais e bidimensionais;
Possui ferramentas de edição de dados, como subtração de espectros e linhas de base.

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SIMULADOR DE BIOENERGÉTICA MITOCONDRIAL

As mitocôndrias são estruturas que se encontram dentro das nossas células, responsáveis por produzir energia utilizando gás oxigênio (O2) e açúcares no processo de respiração aeróbica. Por isso, as mitocôndrias são de extrema importância para a manutenção da vida, sendo seu mal funcionamento associado a patologias. Atualmente, o estudo de patologias associadas a atividade mitocondrial muitas vezes envolve a experimentação animal, que por sua vez envolve questões éticas. Uma alternativa à experimentação animal é a simulação computacional por meio de modelos matemáticos. Esses modelos estão sendo desenvolvidos e aprimorados para descrever e analisar sistemas complexos com diversas aplicações. De tal maneira, simuladores são ótimas técnicas para aperfeiçoar habilidades que, na prática, poderiam levar mais tempo, gastos e, por vezes, não gerar a mesma eficiência de aprendizado, uma vez que é mais sujeita a falhas.

No contexto de respirometria de alta resolução, que é uma abordagem para mensurar o consumo de oxigênio pelas mitocôndrias, a modelagem matemática de um modelo real validado para certos parâmetros e executada por meio de uma interface computacional, pode permitir que alunos iniciantes em trabalhos laboratoriais exerçam análises antes de realizarem experimentos na prática e que pessoas mais experientes tenham material de base para comparação de seus dados.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um programa de computador, o MitoSyM, que emula a operação de um sistema de registro tipicamente utilizado na pesquisa de bancada. Em suma, esse simulador visa proporcionar economia de recursos materiais, temporais e ser um rápido quia experimental.

VANTAGENS

• Custo-benefício: Economia de recursos e preparo prévio de iniciantes à execução prática.
• Facilidade de Uso: Interface gráfica amigável, possibilitando que pesquisadores sem conhecimento de programação e/ou modelagem matemática possam utilizar o programa com facilidade.
• Ética: Alternativa ética para o estudo mitocondrial por ser livre de testes em animais.

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MAXIMIZANDO O POTENCIAL SOLAR

No contexto energético, a transição para fontes renováveis e sustentáveis tem sido uma preocupação global devido aos desafios relacionados à mudança climática e à busca por alternativas mais limpas em relação aos combustíveis fósseis. Nesse sentido, o Brasil possui um grande potencial para aproveitar a energia solar devido ao seu clima e localização geográfica favoráveis. A utilização de usinas heliotérmicas do tipo calha parabólica é uma abordagem para aproveitar a energia solar e convertê-la em energia elétrica de forma eficiente e limpa. A utilização de softwares para auxiliar na avaliação da viabilidade técnica e econômica das usinas heliotérmicas do tipo calha parabólica, permite que os especialistas em energia e os tomadores de decisão analisem diferentes variáveis, como a disponibilidade de recursos solares, a tecnologia utilizada, os custos associados à construção e operação da usina, e os benefícios econômicos resultantes da geração de energia solar.

Pensando nisso, pesquisadores(as) da Universidade de Brasília, criaram um software de Cálculo de viabilidade técnica-econômica de usina heliotérmica do tipo calha parabólica. Dessa forma, o software desenvolvido apoia os estudos e análises necessários para identificar se a implementação dessas usinas é uma opção viável e benéfica, tanto do ponto de vista técnico quanto econômico, dentro do contexto energético e sustentável do Brasil. O objetivo do software desenvolvido é executar a análise de viabilidade técnica-econômica de usinas heliotérmicas do tipo calha parabólica (Parabolic Trough Collectors - PTC) no Brasil. A metodologia aplicada é composta das seguintes etapas: i) Avaliação técnica, onde são implementados os modelos dos componentes da usina, sendo eles: o campo solar, o receptor, o ciclo de potência e o sistema de armazenamento térmico; ii) análise de viabilidade econômica. Por meio do cálculo da energia anual ao longo da vida útil da planta, o software contempla a análise de viabilidade econômica considerando-se que a energia elétrica produzida é vendida no Ambiente de Contratação Regulado (ACR) do Mercado de Energia Elétrica Brasileiro (MEEB). A análise de viabilidade econômica é feita considerando-se os indicadores Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno Modificada (TIRM), Payback Descontado (PBD) e o Custo Nivelado de Energia (LCOE). O software desenvolvido emprega o método de otimização estrutural paramétrica para otimizar os parâmetros técnicos da usina PTC. Além disso, ele realiza uma análise de sensibilidade dos principais parâmetros que afetam o VPL do projeto otimizado. Em síntese, o modelo foi construído com o intuito de possuir mais liberdade para o controle das equações e variáveis de simulação, principalmente, no que tange à análise de viabilidade econômica, que é efetuada se considerando os aspectos tributários e as peculiaridades do mercado de energia elétrica brasileiro. E, além disso, a parte de otimização paramétrica proposta é possível devido a tal liberdade de modelagem do Python.

VANTAGENS

• Facilidade de Uso: Facilidade na análise de viabilidade;
• Eficiência: Rapidez no processo de tomada de decisão;
• Versatilidade: Uso simultâneo e automatizado de diversas técnicas e indicadores.

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FERRAMENTAS PARA AUXILIAR EXPERIMENTOS DE FÍSICA

As atividades experimentais no campo da física são importantes para promover avanços tecnológicos e verificar de forma prática o resultado de teorias. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um programa de computador, o HubPend.

O software se propõe a fazer a marcação em tempo real da posição de um pêndulo e mostrá-la em uma interface gráfica, com isso é possível analisar várias funções da ondulatória e testar teorias. A finalidade do software é fazer parte de um conjunto de automações e novos aparelhos para os laboratórios de física, para o funcionamento é necessário um equipamento específico, sendo esse conhecido como Arduino na qual funciona como um microcontrolador de aquisição de dados brutos.
Por conta do baixo custo de montagem o software se torna uma opção bastante atrativa em relação a outros softwares disponíveis, para o futuro espera-se melhorar o código principalmente na parte de otimização.

VANTAGENS

• Facilidade de uso: utiliza equações simplificadas em seu algoritmo de cálculo que fornecem valores aproximados de grande utilidade durante as etapas iniciais do projeto;
• Eficiência: Rapidez na obtenção dos resultados: exige dados de inserção básicos que podem ser alterados facilmente, fornecendo uma análise instantânea compatível com as alterações constantes de projeto dentro da elaboração do estudo preliminar;
• Custo-benefício: Baixo custo de montagem.

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MÁQUINAS DE MEDIÇÕES POR COORDENADAS

A necessidade de peças intercambiáveis e os avanços dos processos produtivos exigiram a criação de padrões e normas. Com o surgimento dessas novas exigências, novas técnicas de medição foram desenvolvidas e surgiu a necessidade de um método de medição mais flexível e rápido. Na área de controle geométrico e dimensional, os métodos convencionais (paquímetros, medidores internos e traçadores de altura) já não satisfazem as exigências atuais de exatidão, rapidez e flexibilidade. Uma alternativa que vem sendo desenvolvida nos últimos anos são as Máquinas de Medir Coordenadas (MMCs), utilizadas tanto para inspeção em processos de produção como para medições de apoio à pesquisa e calibração de artefatos e padrões.

O modelo MMC tem sido aceito pela indústria por sua portabilidade e maior flexibilidade. No entanto, a inevitável operação manual da MMC braço articulado restringe a sua confiabilidade. Além disso, existe uma carência de avaliação mais completa, evolvendo fatores como tempo de execução, volume de trabalho e desempenho do software. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram uma metodologia para avaliação de desempenho de Máquina de Medição por Coordenadas do tipo braço articulado por meio da análise de elementos geométricos visuais.

A presente invenção trata de uma metodologia para testes de desempenho de Máquinas de Medição por Coordenadas do tipo braço articulado, usando desvios geométricos. Um padrão de modelo “Placa de Esferas Virtuais” (PEV) é usado para avaliar as características geométricas durante a medição. Um algoritmo computacional também é desenvolvido para o cálculo dos elementos geométricos de retitude, planeza, paralelismo e perpendicularidade, por meio do ajuste das geometrias.

VANTAGENS

• Eficácia: Permite realizar testes de desempenho em MMCs do tipo braço articulado por meio da análise de elementos geométricos virtuais;
• Economia: Previne perdas/erros de produção de peças com necessidades geométricas específicas;
• Eficiência: Maximiza o potencial de produção eficiente de um braço articulado.

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