IPS - ESTS - BIBLIOTECA - Dissertações de mestrado
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Esta coleção reúne dissertações, trabalhos de projeto e relatórios de estágio, no âmbito de cursos de 2.º ciclo (mestrados), em formato digital.
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Recent Submissions
- Absorção direta de energia solar por um nanofluidoPublication . Marreiros, Vitor Manuel Chula; Coelho, LuísO trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um coletor solar térmico que utilize um nanofluido como meio para a absorção direta da radiação solar. Consistiu no desenvolvimento e construção de um pré-protótipo, realização de testes de otimização, caracterização das principais dificuldades e limitações para produção de um coletor solar que realize a absorção direta de energia através de um nanofluido. Pretendeu-se também comparar os valores de eficiência obtidos pelos pré-protótipos desenvolvidos, com os valores típicos alcançados pelos coletores solares planos comercialmente disponíveis, tendo-se verificado que os valores de eficiência obtidos nos ensaios realizados foram inferiores aos valores típicos, sendo que existe muita margem de melhoria no préprotótipo utilizado
- Enhancing engagement in a mHealth Solution to Improve Exercise Adherence for Parkinson’s Disease Self-ManagementPublication . Carmo, Ricardo Filipe Santos do; Madeira, Rui Neves; Macedo, PatríciaEsta dissertação explora como uma aplicação mobile health (mHealth) pode apoiar a adesão ao exercício físico e a auto-gestão para pessoas com Doença de Parkinson (DP). Sendo uma doença neurodegenerativa progressiva, a DP afeta tanto as funções motoras como não-motoras, exigindo estratégias de gestão abrangentes. O exercício desempenha um papel importante na gestão dos sintomas da DP, embora muitos pacientes enfrentem dificuldades em aderir aos programas de exercício prescritos. O estudo investiga como a teoria da motivação, a tecnologia de sensores e a monitorização remota podem ser integradas numa solução personalizada de mHealth para melhorar a experiência geral com vista a um maior envolvimento do utilizador. A investigação faz parte do projeto MoveONParkinson, desenvolvido em colaboração com a Associação Portuguesa de Doentes de Parkinson (APDPk), abordando as necessidades das pessoas com DP. A aplicação mHealth, ONParkinson, promove a usabilidade e acessibilidade enquanto fornece ferramentas de auto-gestão para apoiar a adesão à prática de exercício. Através da monitorização remota, os profissionais de saúde podem personalizar os programas de exercício de acordo com as necessidades individuais dos pacientes, conduzindo a uma gestão mais eficaz da doença. O estudo também examina como os dados recolhidos pela aplicação podem ser aproveitados para fornecer reforço positivo, melhorando a motivação e o envolvimento do utilizador. Esta dissertação apresenta quatro contribuições principais: (1) a identificação e aplicação de princípios de design para melhorar a usabilidade e acessibilidade em aplicações de mHealth para indivíduos com DP; (2) o desenvolvimento de um modelo motivacional baseado na teoria da influência e na teoria da autodeterminação, para apoiar o envolvimento sustentado do utilizador e a adesão ao exercício; (3) uma proposta para a integração da tecnologia de sensores para monitorizar a atividade física e fornecer feedback em tempo real, melhorando a monitorização remota e o cuidado personalizado; e (4) a criação do protótipo ONParkinson aplicando as contribuições anteriores. Os testes preliminares que avaliaram a usabilidade e acessibilidade do protótipo produziram resultados positivos. Os participantes mostraram uma forte disposição para usar a aplicação com mais frequência, sugerindo o seu potencial utilitário na gestão da DP e na sua integração nas rotinas diárias. O trabalho futuro deve focar-se na incorporação da tecnologia de sensores para apoiar a estratégia motivacional proposta, expandir os testes para um maior e mais diversificado grupo de participantes e examinar os efeitos a longo prazo do uso consistente da aplicação.
- Tizito: aplicação móvel para organizar compromissos de uma agenda social.Publication . Neto, Benedito Barbosa Ribeiro; Grueau, CédricAs mídias sociais assumem um papel notório na forma como as pessoas cooperam e realizam tarefas colaborativas. Uma análise da aplicação WhatsApp permitiu identificar padrões no comportamento dos utilizadores. Dessa análise, nasceu a oportunidade de conceber uma nova aplicação na área de programação e coordenação de grupos. Este trabalho apresenta a conceção de um novo produto de software, idealizado para marcar encontros pessoais entre amigos e guardar as recordações desses encontros. Trata-se de um produto de mídia social denominado Tizito, uma aplicação móvel para os sistemas operativos Android e iOS, cujo desenvolvimento utilizou a ferramenta Figma para a criação do protótipo de interface, a linguagem Dart para a escrita do código-fonte com suporte do framework Flutter, e os serviços de infraestrutura oferecidos pela plataforma Firebase. Após o desenvolvimento, um teste supervisionado permitiu validar a consistência dos dados e comportamento da aplicação. Por fim, um teste não supervisionado com 50 indivíduos mostrou pontos de melhoria no produto antes do seu lançamento. Por exemplo, criar mecanismos para que o utilizador possa adicionar um amigo; comunicar de forma eficiente as formas de adicionar um amigo; permitir a publicação de mais fotos, vídeos e comentários. A aplicação desenvolvida ilustra a possibilidade de criação de um novo mercado e apresenta um conjunto de tecnologias que podem servir de referência para o desenvolvimento de produtos com características semelhantes.
- Plataforma de questionário para gestão de avaliação de pré-requisitos para ações de formaçãoPublication . Domingos, Marcelino José; Sapateiro, CláudioEste projeto visou o desenvolvimento de uma plataforma abrangente para ações de avaliações de pré-requisitos. O objetivo principal foi criar uma solução que oferecesse um front end intuitivo, permitindo fácil personalização visual por meio de CSS para alterações de esquemas de cores. O back-end foi projetado para implementar a lógica das avaliações, enquanto a base de dados armazenava perguntas, respostas e suas respetivas avaliações. A metodologia adotada envolveu a análise de requisitos, design de interface acessível, desenvolvimento de funcionalidades avançadas e integração de base de dados eficientes. Os principais resultados incluíram um sistema flexível para criar, gerenciar e analisar avaliações de pré-requisitos de forma eficaz. Este projeto atendeu às necessidades de avaliação de formação de maneira versátil e altamente personalizável, melhorando a eficiência do processo de formação. A metodologia adotada para o desenvolvimento do sistema envolveu uma análise detalhada dos requisitos funcionais e não funcionais da plataforma. Após essa etapa inicial, o projeto focou no design de uma interface acessível, que facilitasse a navegação e utilização pelos diversos perfis de utilizadores, desde administradores até os estudantes. O desenvolvimento incluiu a implementação de funcionalidades avançadas, como a criação de diferentes tipos de avaliações, gestão de acessos e perfis de utilizadores, e geração de informação detalhados sobre os resultados das avaliações. Entre os principais resultados alcançados, destaca-se a criação de um sistema altamente flexível, que permite não só a criação e gestão eficaz de avaliações de pré-requisitos, mas também oferece ferramentas poderosas para a análise e acompanhamento do desempenho dos avaliados. A plataforma demonstrou ser capaz de atender às demandas específicas de diferentes áreas de formação, proporcionando uma solução versátil e customizável que melhora significativamente a eficiência do processo de avaliação e, consequentemente, da formação.
- Representation learning methods for early detection of pathological lesions in chest X-rays images.Publication . Evangelista, Ricardo Gil Salgado; Guevara López, Miguel; Santos, Catarina FerreiraAtualmente existe uma dificuldade em interpretar imagens de Raio-X da zona do tórax, principalmente para médicos que não têm especialidade em radiologia, pois é uma tarefa complexa e apesar de estarem treinados para fazer essa análise, existe um grande grupo de doenças/patologias que podem ser detetadas radiologicamente na zona torácica. É aqui que entram as técnicas emergentes de Inteligência Artificial, como a “Computer Vision” e o “Machine (Deep) Learning”, pois com a ajuda de ambas as técnicas é possível criar mecanismos de avaliação automática com elevado grau de certeza. Atualmente, já tenham sido publicados vários trabalhos, algoritmos, métodos e até soluções prontas para a avaliação automática dessas imagens, elas ainda não atingem o nível de precisão necessário.Por conseguinte, este é considerado um problema sem solução. Esta dissertação é uma nova tentativa de automatizar e melhorar o processo de avaliação de imagens de raios X do tórax. A principal contribuição deste trabalho visa resolver o problema de desequilíbrio dos conjuntos de dados de domínio público, implementando um procedimento de “Aumento de dados”, que permite melhorar o desempenho/precisão dos modelos de classificação de Deep Learning desenvolvidos anteriormente. Com isso, é possível aumentar o número de imagens de patologias sub-representadas. Testámos o nosso método utilizando o conjunto de dados CheXpert, que será descrito em pormenor mais adiante. Outra contribuição é o facto de dividir o conjunto de dados em vários subconjuntos binários e treiná-los isoladamente. Neste sentido, como mencionado, foi criado um subconjunto para cada patologia em vez de avaliar todas as patologias em conjunto. Selecionámos e afinámos dois modelos de classificação de aprendizagem profunda de alto desempenho desenvolvidos anteriormente: VGG19 e DenseNet121. No final, foi obtida uma tabela com todos os valores de AUC antes e depois do Data Augmentation, bem como um gráfico para cada patologia e para cada modelo. Estes passos resultaram em valores médios de AUC de 0,68 e 0,74 antes do Data Augmentation e de 0,96 e 0,97 após o Data Augmentation, para o modelo VGG19 e o modelo DenseNet121 respetivamente.
- Inteligência Artificial para a deteção automática de lesões patológicas do cancro da mama: melhoria da precisão na deteção de tumores por recurso à extração de características em imagens médicasPublication . Pinto, António Carlos Ferreira; Lopéz Guevara, MiguelO cancro da mama é a doença maligna mais comum entre as mulheres, ultrapassando o cancro do pulmão com 11,7% dos casos [1]. A deteção precoce é crucial, uma vez que a doença é frequentemente assintomática nas suas fases iniciais. Embora a Ressonância Magnética (MRI) forneça imagens de alta qualidade essenciais para uma deteção precisa e demonstre um desempenho superior na deteção de lesões, com uma taxa de 30% a 40% maior do que a mamografia, a sua adoção para a deteção precoce ainda é limitada devido à complexidade e aos custos elevados (Saeed et al., 2022). Em vez disso, a mamografia é preferida por ser significativamente mais económica e fácil de utilizar. No entanto, as imagens de MRI continuam a ser valiosas para a investigação e para futuros avanços, podendo tornar-se mais acessíveis e viáveis para fins de diagnóstico ao longo do tempo. O principal objetivo deste projeto de tese de mestrado é desenvolver algoritmos e métodos, com base em técnicas de inteligência artificial emergentes, para melhorar a deteção (anotação) automática de lesões patológicas de cancro da mama, nomeadamente, modelos de machine learning / deep learning (ML/DL) treinados com imagens de ressonância magnética e os metadados associados. A anotação manual por médicos especialistas é morosa e difícil devido ao elevado volume de imagens e às complexidades da identificação e categorização dos tumores. Nesse sentido, é uma contribuição deste trabalho o desenvolvimento de um método que permite na fase de pré-processamento, de forma automática, ajustar o boundingbox das lesões anotadas. Com isto, é possível melhorar o desempenho / precisão dos modelos de ML/DL. Ao propor um conjunto de dados refinados resultante do préprocessamento, a qualidade dos dados é melhorada para além do que foi anotado manualmente. Os algoritmos desenvolvidos extraem características críticas das imagens médicas, melhorando a precisão e a robustez dos modelos de aprendizagem automática. As técnicas avançadas de extração de características foram fundamentais neste projeto, tirando partido das anotações de especialistas para representar melhor o tecido tumoral. Isto resultou em modelos mais precisos, alcançando uma precisão média de 84,9%, com instâncias que atingiram 90,2%. Os resultados bem-sucedidos do projeto sugerem um avanço significativo na deteção automática do cancro da mama, reduzindo potencialmente as taxas de mortalidade e enriquecendo o conjunto de dados para investigação futura.
- LoRaGrid: sistema de monitorização de consumos elétricosPublication . André, Rúben Miguel da Costa; Cardoso, Filipe; Sousa, JoséEste trabalho de investigação teve por objetivo o desenvolvimento de uma estrutura de Internet das Coisas (Internet of Things IoT) para o Instituto Politécnico de Setúbal (IPS) visando a monitorização de consumos elétricos para a Escola Superior de Tecnologia de Setúbal (ESTSetubal/IPS), com recurso a uma rede de sensores com interface LoRa. O principal foco da implementação foi o desenho duma rede automatizada e escalável, na medida em que se torne fácil e prático adicionar novos sensores na rede. Este projeto inclui o desenvolvimento duma aplicação web onde os dados recolhidos dos sensores são processados e exibidos de uma forma clara e objetiva aos utilizadores, com o uso de ferramentas para construção de gráficos, e com o devido controlo de permissões para que haja segurança no acesso aos dados. Para isso, desenhou-se um protótipo de um sensor LoRa que foi ligado ao servidor The Things Network (TTN), que por meio de uma ligação sem fios envia os dados para a aplicação final. A aplicação foi construída através da framework React e comunica com uma base dados para obter e atualizar a informação conforme a navegação do utilizador. Com a realização deste trabalho foi possível concluir que é necessário usar uma alternativa ao servidor TTN para que a plataforma do instituto possa ficar independente de serviços de terceiros, assim como alterar a aplicação web para que permita o controlo remoto dos sensores.
- Sistema de gestão de baterias de tração: estudo e desenvolvimento do sistema BMS do IPSPublication . Cabrita, Tiago Miguel Andrade; Antunes, Victor; Antunes, Ana LuísaNos últimos anos a indústria automóvel tem sofrido uma revolução relativamente ao conceito de mobilidade. O aumento da consciência ambiental e a crescente necessidade de reduzir a dependência de combustíveis fósseis deram origem aos veículos elétricos como uma solução promissora. Nesse contexto, a criação de Battery Management System (BMS) desempenha um papel crucial no avanço da transição para a eletrificação da mobilidade. Os sistemas BMS desempenham um papel crucial na gestão e monitorização das baterias, garantindo a segurança e assegurando uma utilização correta da bateria, o que contribui para aumentar o tempo de vida útil das mesmas. Esta tese tem como foco explorar a crescente importância de um sistema de gestão de baterias para veículos elétricos, enfatizando o seu valor tanto no mercado como no desenvolvimento tecnológico e na preservação ambiental. Especificamente, centra-se no desenvolvimento e programação da nova versão do sistema BMS do Instituto Politécnico de Setúbal (IPS). Além disso, é analisada a aplicação do Protocolo Manchester nas comunicações por infravermelhos com o propósito de aumentar a velocidade de comunicação entre os componentes do BMS.
- APPJET platform: open-source platform for deployment automation and configuration over web infrastructures.Publication . Malhado, Guilherme Pinto Luz Marmeleiro; Ventura, JoãoAppjet é um projeto destinado a simplificar a configuração de servidores e os processos de implementação de deployments de aplicações web. Aborda os desafios enfrentados em configurações manuais e cadeias de ferramentas complexas, fornecendo uma plataforma amigável ao utilizador. O objetivo principal do projeto é automatizar estes processos, reduzindo o tempo e o esforço para os programadores, ao mesmo tempo que melhora a qualidade da aplicação. Ao formalizar os detalhes da aplicação em ficheiros de configuração, Appjet simplifica os fluxos de trabalho de implementação tanto para indivíduos como para equipas. Como uma iniciativa de código aberto, incentiva contribuições da comunidade e potenciais modelos de negócio relativos ao hosting de instâncias da plataforma. O desenvolvimento do projeto seguiu uma metodologia Kanban, dando um elevado enfâse à visualização de tarefas, o trabalho limitado em progresso e a melhoria contínua. Além disso, integra tecnologias modernas para garantir eficiência e confiabilidade, com testes no mundo real e documentação abrangente. As funcionalidades incluem uma aplicação cliente para configuração e implementação, um frontend de monitorização de servidores, mecanismos de autenticação de clientes e um site para documentação e tutoriais. Em última análise, Appjet visa facilitar processos de deployment de aplicações web mais rápidos e simplificados.
- Exploring gamified applications for Parkinson’s disease at the intersection of augmented reality and virtual realityPublication . Cachapa, Mariana Romão; Madeira, Rui Neves; Macedo, Patrícia