03 jul

Olimpíada Brasileira de Robótica na FEI

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Nos dias 29 e 30 de junho, o Centro Universitário FEI sediou a etapa regional da OBR – Olímpiada Brasileira de Robótica. O evento é destinado a alunos do ensino fundamental e médio, que reunidos em equipes em nome de suas escolas, projetam, desenvolvem, programam e competem entre si com robôs autônomos. Apesar da pontuação e seleção dos melhores times para a etapa seguinte do torneio, o principal objetivo da OBR é incentivar esses jovens a conhecerem e praticarem o mundo da inteligência artificial.

A maioria das equipes começa a projetar seus robôs aproximadamente um ano antes do torneio. É um desafio multidisciplinar, afinal, o projeto envolve diversas disciplinas, como: programação, matemática, física e até design automotivo, para construção de um modelo robusto com melhor desempenho durante a utilização.

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Aos 17 anos, Breno Gomes é aluno do Instituto Alpah Lumen e está participando da OBR pela segunda vez. Para ele, a experiência é única e traz ótimas noções de trabalho em equipe, característica fundamental em qualquer profissional da atualidade. “É uma experiência que faz você crescer bastante, tanto na programação quanto na robótica e, também, em trabalho em equipe.”, completa o aluno.

Para Ana Clara Alves, aluna do Instituto Federal de São Paulo, a experiência teve um gosto especial, pois essa foi a primeira vez da estudante na competição. “Foi uma experiência muito inovadora e boa. Eu vim em busca de conhecimento e acho que consegui. Espero melhorar para o ano que vem.”

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Diante deste cenário, nada melhor do que uma Instituição como a FEI, referência em robótica no Brasil e no mundo, para servir de casa à competição. Esses estudantes têm contato direto com o ambiente universitário e também com a própria equipe Robô FEI, uma das principais do País. As equipes vencedoras competirão, em setembro, na etapa estadual da OBR.

Veja mais no vídeo abaixo:

24 jul

Engenharia colabora com gestão hospitalar

O avanço da tecnologia aplicada à Medicina permite cirurgias minimamente invasivas em áreas consideradas críticas, diagnósticos muito mais precisos e tratamentos que garantem maior índice de cura ou de sobrevida a pacientes. No entanto, mesmo os hospitais com equipamentos de última geração e equipe médica com expertise reconhecida internacionalmente podem ter problemas se os sistemas operacionais, gerenciais e organizacionais estiverem necessitando de uma visão mais sistêmica. Visando melhor eficiência do sistema e assistência aos pacientes, o Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor/HC/FMUSP) mantém um convênio de cooperação científica com o Centro Universitário da FEI para o desenvolvimento de pesquisa envolvendo aplicação de tecnologia à Medicina.

Por meio de modelos matemáticos, o Departamento de Engenharia de Produção da FEI começa a otimizar o potencial dos recursos humanos e materiais do InCor. O Instituto, mantido pela USP e pela Fundação Zerbini, é um hospital público universitário de alta complexidade, especializado em Cardiologia, Pneumologia e cirurgias cardíaca e torácica. Além de ser um polo de atendimento – desde a prevenção até o tratamento –, o Instituto do Coração também se destaca como um grande centro de pesquisa e ensino. Em média, aproximadamente 80% do atendimento é dedicado a pacientes cujo tratamento é financiado pelo Sistema Único de Saúde (SUS).

O Convênio de Cooperação Científica e Tecnológica entre a FEI e a Fundação Zerbini/InCor, assinado em julho de 2012, permite o intercâmbio de conhecimento técnico-científico entre professores do Centro Universitário e médicos pesquisadores do hospital. Uma das atividades previstas no acordo é a ampliação das pesquisas na área de Engenharia de Produção, que tem viés nas Ciências Aplicadas. “O Centro Universitário da FEI considera a saúde um campo promissor, pois a maioria das pesquisas existentes na área de gestão hospitalar brasileira visa apenas o modo de gerir negócios, enquanto a proposta acordada entre as duas instituições tem como objetivo a melhoria dos processos, potencializando os recursos existentes – humanos e materiais – por meio de modelos matemáticos”, informa o professor doutor João Chang Junior, do Departamento de Engenharia de Produção e coordenador do programa na FEI.

Entre os benefícios gerados pela parceria estão a excelência na programação cirúrgica, melhor ocupação dos leitos e salas cirúrgicas, além da gestão desses processos para aprimorar os índices de qualidade, como o tempo de espera e o número de cirurgias, de atendimento e de mortalidade. O projeto tem diversos professores e pesquisadores de ambas instituições envolvidos, além de alunos de graduação, mestrado, doutorado e Iniciação Científica da FEI. “A proposta visa o desenvolvimento e a introdução de inovação em processo de gestão dinâmica do centro cirúrgico, apoiada em métodos de pesquisa operacional, estatísticos e econométricos, que serão monitorados e operacionalizados utilizando tecnologia da informação, de forma a facilitar o processo de tomada de decisão gerencial”, explica o docente.

Segundo o professor doutor Alexandre Massote, chefe do Departamento de Engenharia de Produção da FEI, os profissionais do InCor são altamente qualificados no aspecto da Medicina, mas os modelos de gestão e aumento da produtividade não são o foco desses profissionais e, por isso, muitos recursos talvez estejam sendo subutilizados. Por isso, o convênio com a FEI possibilita desenvolver modelos para o uso adequado dos recursos disponíveis. Até o momento, uma série de projetos foram desenvolvidos para o hospital e nenhum gera a necessidade de investimento financeiro. “A FEI tem um grande compromisso social e a missão de formar engenheiros que transformem o mundo em um local melhor. Todo uso da Engenharia em prol da melhoria da qualidade de vida e que traga benefícios para a humanidade é bem-vindo”, enfatiza.

Entre os trabalhos desenvolvidos está o modelo de gestão que otimiza o uso do centro cirúrgico para aumentar o número de cirurgias com o mesmo recurso existente. O professor Alexandre Massote acrescenta que essas ações repercutem em salvar vidas e, para os alunos envolvidos, é uma experiência espetacular por participarem de um projeto que vai ser implementado e que possibilita, ainda, perceber que a Engenharia pode ser utilizada em vários locais e áreas. “São exemplos que mostram como os problemas hoje são cada vez mais multidisciplinares e necessitam de conhecimento de diversas pessoas”, reforça. Outro benefício gerado pela parceria é a organização da grande massa de dados que o InCor possui e que pode servir de base para conclusões científicas e características da população, possibilitando a criação de novos procedimentos, técnicas e tratamentos. Um dos grandes desafios é tratar uma quantidade enorme de dados e tirar algum indicador que possa ser utilizado para otimizar os processos hospitalares. “Existe uma série de técnicas conhecidas para fazer esse tratamento de dados, mas vamos aplicar técnicas de inteligência computacional para ter melhores resultados com procedimentos já conhecidos”, explica o professor doutor Fábio Lima, também do Departamento de Engenharia de Produção da FEI.

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Matéria publicada na revista Domínio FEI – Nº19 (pág 26)

20 mar

Bike Innovation

Reconhecido pelo desenvolvimento de projetos inovadores, o Centro Universitário FEI apresentou a exposição “BIKE INNOVATION”. Foram duas réplicas, consideradas arrojadas para a época em que foram projetadas: uma criada por Leonardo da Vinci (1490) e outra pelo francês Conde Mede de Sivrac (1790); e duas bicicletas futuristas, inspiradas em modelos de competição, que utilizam o que há de mais inovador em engenharia e materiais.

Responsável pelo desenvolvimento das bicicletas, o prof. Ricardo Bock, de Engenharia Mecânica do Centro Universitário da FEI, afirma que “os projetos são extravagantes, de acordo com a época em que foram desenvolvidos. As antigas mostram a genialidade de seus criadores. Com as bicicletas atuais, queremos demonstrar o que existe de mais avançado em engenharia e materiais”.

Leonardo da Vinci

No século XV, a Europa vivia o auge da expansão marítima, alimentada pelo desejo de expandir as suas relações comerciais com outros países. Esta busca pelo comércio em terras distantes fez com que o desenvolvimento de embarcações e instrumentos de navegação fosse muito intenso nesta época, sendo que havia incentivos dos países para feitos nesta área. Foi neste contexto que, em 1490, outra invenção da mobilidade nasceu, a bicicleta. Este projeto, creditado a Leonardo da Vinci, é um dos primeiros registros de uma máquina que se assemelha à bicicleta moderna. Apesar disto, este projeto já contava com um mecanismo de direção com guidão, apesar de a articulação estar no meio da estrutura da bicicleta. Ele também contava com um primitivo, porém inovador sistema de transmissão, com pedais e engrenagens que eram ligados por meio de uma cinta de couro perfurada. Vale destacar que a corrente como ela é conhecida hoje é uma invenção que data dos anos 1800. Mesmo assim, alguns desenhos também da autoria de Da Vinci mostram projetos de alguns tipos de corrente. Não se sabe da existência da construção desta bicicleta na época do seu projeto, que ficou perdido e só foi reencontrado em 1966 pelos jesuítas. O modelo exposto foi totalmente construído no Centro Universitário da FEI em 2012 buscando ser o mais fiel possível ao projeto original.

Celerífero

Em 1790, o mundo já vivia os primórdios da revolução industrial. Mudanças na agricultura, produção têxtil, mineração, entre outros avanços tecnológicos, estavam surgindo e impactariam para sempre o cotidiano. O grande motor desta revolução já havia sido apresentado ao mundo, o motor à vapor. Com maior produção e necessidade de locomoção de bens e pessoas, a mobilidade também avançou nesta época. A expansão dos meios pluviais com a criação de canais e o início do desenvolvimento das ferrovias garantia um bom escoamento dos produtos. Nesse contexto onde o ferro parecia ser o futuro, graças aos avanços feitos por Abraham Darby, eis que a primeira bicicleta do mundo foi construída usando a madeira como matéria-prima. De autoria do francês Conde Mede de Sivrac, o Celerífero, como ficou conhecido, se assemelha muito a uma bicicleta comum, porém de uma forma bastante rudimentar. Não há um dispositivo que permita a mudança de direção, tampouco existia uma forma de transmitir potência para as rodas. O usuário deveria empurrar o Celerífero para frente usando os pés e como não havia um sistema de freio, também era necessário o uso dos pés para diminuir a velocidade ou parar. O modelo exposto foi totalmente construído no Centro Universitário da FEI em 2012 buscando ser o mais fiel possível ao modelo original.

Bike Innovation – BF 1

A proposta deste projeto consistiu em aplicar um design inovador em um produto tradicional e consagrado como a bicicleta, levando o Prof. Ricardo Bock, do Departamento de Engenharia Mecânica da FEI, a criar uma versão futurista de um meio de transporte que existe há muito tempo. Para isto, o design desta bicicleta buscou inspiração nas competições. Alguns elementos usados em bicicletas de competição que correm em velódromos foram utilizados, como as calotas e visual arrojado. Apesar do design diferenciado, todas as medidas de ergonomia foram rigorosamente respeitadas para manter a funcionalidade do produto final, além do conforto e bom posicionamento do ciclista. Sendo assim, as dimensões do quadro respeitam aquelas praticadas na indústria, porém a carenagem em fibra de vidro garante o visual exclusivo. Este projeto foi concluído em 2013 no Centro Universitário da FEI.

Ficha Técnica

Quadro – Feito em alumínio e aço cromo molibdênio com carenagem em fibra de vidro. Pintura por Sid Mosca-Brasil.

Rodas – Dianteira: Aro 26 com raios e calota em fibra de vidro. Traseira: Aro 29 e calota em fibra de vidro.

Freios – Por espora em alumínio na roda traseira.

Transmissão – Sistema produzido pela empresa Gates com correia de carbono da linha Carbon Drive e relação de transmissão de 1:1,786 sendo a coroa de 50 dentes e o pinhão de 28 dentes.

Bike Innovation – BF 2

Foi a partir do círculo, o elemento geométrico que inspirou a criação deste projeto que une um tradicional meio de transporte e de prática esportiva, ao design inovador e futurista.

Desenvolvido pelo professor Ricardo Bock, do Departamento de Engenharia Mecânica da FEI, o projeto segue o padrão ergométrico de bicicletas de competição, mas com alguns diferenciais como: rodas orbitais, sistema de transmissão embutida e pintura feita em “Metal Flake” (flocos de metal) e verniz. O quadro foi produzido em fibra de carbono e vidro e as rodas em alumínio.

Ficha Técnica

Transmissão – Tipo epicicloidal de um estágio e um eixo intermediário com transmissão por corrente de rolos

Material: Alumínio série 7000 (aeronáutico)

Relação de Transmissão: 1:2,7

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As bicicletas do Bike Innovation são expostas em eventos internos e externos onde a Instituição participa.

19 mar

Simulação de dispositivos

Estudante do segundo ano de doutorado em Engenharia Elétrica na FEI, Arianne Soares desenvolve pesquisa sobre os ‘Modelos analíticos de comportamento elétrico estático para FinFETs’, transistor que utiliza mais de um plano para a condução de corrente. O projeto é orientado pelo professor doutor Renato Giacomini, chefe do Departamento de Engenharia Elétrica da Instituição, que também supervisionou o trabalho de mestrado da engenheira eletricista, concluído em 2012, sobre ‘Modelo analítico de resistência parasitária para FinFETs de porta dupla’. A jovem graduou-se em 2009 e, na Instituição, foi estagiária para projetos desenvolvidos na área no Instituto de Pesquisas Industriais (IPEI). Arianne Soares, que possui bolsa da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), estuda a ação de diferentes efeitos em dispositivos de ordem nanométrica, tendência tecnológica na fabricação de transistores. A modelagem dos dispositivos tem como objetivo determinar o grau de confiabilidade dos mesmos e compreende, também, a análise de robustez à radiação ionizante, etapa do projeto em que a doutoranda recebe a colaboração da professora Marcilei Guazzelli. Para avaliar a robustez dos transistores, a estudante realiza testes de simulação computacional que reproduzem um dos principais danos causados em dispositivos submetidos ao ambiente espacial. “O recurso ainda é pouco explorado e, por isso, não é tão bem compreendido”, enfatiza. A simulação consiste na descrição física dos transistores a fim de investigar quais os efeitos da radiação sobre eles. A engenheira relata que a tentativa de reprodução dos resultados da radiação é um recurso para tentar compreendê-la melhor, o que exige aprofundada investigação sobre a ferramenta de simulação.

Recursos

As tecnologias para a realização de testes de simulação são recursos disponíveis no Centro Universitário, que possui computadores com melhores capacidades de processamento e software para essa finalidade. “Nos computadores da FEI, com 24 núcleos, cada simulação leva em torno de 40 horas”, comenta o professor Renato Giacomini. Os resultados obtidos com as simulações serão analisados e, posteriormente, os dispositivos serão submetidos à radiação com objetivo de comparar as respostas obtidas com os dois tipos de testes. Para o uso do simulador é informado ao software o valor da energia que a partícula transfere ao material em que penetra. Com os resultados provenientes dessa investigação, Arianne Soares planeja avaliar o uso de dispositivos empilhados na área de eletrônica e, assim, propor as melhores associações dos transistores. A aluna afirma que existe interesse de pesquisadores e empresas da área, pois as configurações dos dispositivos podem influenciar o seu desempenho. Esta etapa do estudo de doutorado possui relação com o projeto desenvolvido por Robson Magalhães Assis em seu mestrado sobre ‘Estudos dos efeitos transitórios da radiação sobre a confiabilidade de transistores SOI’, finalizado em 2013. Com orientação do professor Renato Giacomini, o profissional formado pela FEI estudou a influência da radiação em dispositivos com tecnologia silíciosobre-isolante (SOI). A engenheira realiza os testes de simulação da radiação ionizante sobre os dispositivos de ordem nanométrica em parceria com o estudante de doutorado em Engenharia Elétrica, André Luiz Perin, que analisa o efeito do campo magnético sobre os dispositivos. Também com orientação do professor Renato Giacomini, o engenheiro da computação investiga os efeitos da radiação ionizante sobre os mesmos dispositivos.

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Matéria publicada na revista Domínio FEI – Nº17 (pág 26)

18 mar

Estudo filtra sinais elétricos no cérebro

Com o avanço da tecnologia são criados equipamentos cada vez mais sensíveis e capazes de ajudar a compreender como o cérebro humano é capaz de perceber, pensar e se comportar, colaborando com o diagnóstico precoce de doenças neurodegenerativas. Uma das mais poderosas gravações cerebrais eletrofisiológicas conhecidas atualmente é a magnetoencefalografia (MEG). Técnica não invasiva para a medição in vivo de sinais elétricos das células cerebrais, a MEG se baseia na detecção de alterações muito pequenas (ou fracas) de campos magnéticos amostrados de forma extremamente rápida (1 milésimo de segundo ou melhor). Embora tenha um sinal de alta resolução temporal, os resultados podem ser facilmente contaminados por outras fontes de variação não relacionadas com a ativação voluntária do cérebro, incluindo o ruído externo ou mesmo pequenos ruídos internos, como o olho em movimento, por exemplo. Filtrar esses valiosos sinais elétricos é o desafio dos pesquisadores que investigam a possibilidade de uso da MEG para uma melhor compreensão das atividades cerebrais humanas.

Tecnologia ainda indisponível no Brasil, a MEG foi alvo de estudo do professor doutor Carlos Eduardo Thomaz, do Departamento de Engenharia Elétrica do Centro Universitário da FEI, cujos resultados foram publicados em renomado periódico internacional. A pesquisa ‘A priori-driven multivariate statistical approach to reduce the dimensionality of MEG signals’ objetiva separar, entre todos os sinais captados pelo equipamento, o que é informação relevante relacionada à ativação cerebral sob investigação, por meio do processamento de sinais. “Para medir o campo magnético gerado nas correntes elétricas cerebrais, a MEG possui sensores muito sensíveis, chamados de Superconducting Quantum Interference Devices (SQUIDs). Além de captar os sinais alvos do estudo, esses sensores podem registrar correntes elétricas que não têm necessariamente relação com os experimentos de interesse”, explica.

O docente analisou dois experimentos, que duravam alguns minutos e tinham intervalos de descanso. Um deles foi o de hipercapnia, no qual os voluntários inalavam dióxido de carbono (CO2) e, no outro, os participantes ficavam tamborilando os dedos em uma superfície. Usando a ideia de rearranjar a matriz de dados em pares de classificação que correspondem à representação de tempo variável de fases estáveis, ou estímulo da tarefa específica, o método de extração de característica reduziu significativamente o número de componentes principais do sinal. Assim, a MEG capturou os sinais cerebrais enviados durante todo o tempo de estudo e, para saber quais sinais estavam relacionados às tarefas submetidas (inalação de CO2 e bater de dedos), excluiu automaticamente aqueles que apareceram também durante o descanso dos voluntários, tais como possíveis pensamentos aleatórios e movimentos dos olhos.

“Foi um filtro estatístico que separou o que realmente interessa do que não está associado ao estímulo induzido”, enfatiza o professor Carlos Thomaz. O estudo abre grandes expectativas que favorecem novos estudos com menos exigências de recursos computacionais e análises mais precisas dos sinais para entender as atividades elétricas do cérebro. O docente informa que o equipamento pode ser útil para analisar com mais precisão degenerações cerebrais provocadas por doenças como Alzheimer e Parkinson.

Reconhecimento

Os resultados alcançados pela pesquisa do professor da FEI foram reconhecidos pela Electronics Letters, revista quinzenal internacional da Institution of Engineering and Technology (IET) que contempla resultados científicos e tecnológicos com impacto esperado no curto e médio prazo. A entidade é especializada em publicações de todas as áreas de Engenharia Eletrônica, incluindo Óptica, Comunicação e Engenharia Biomédica, bem como circuitos eletrônicos e de processamento de sinais. Além da publicação do artigo sobre a pesquisa, o professor doutor Carlos Eduardo Thomaz foi convidado para participar da seção de entrevistas da revista, na qual falou sobre o trabalho que desenvolve na FEI, a pesquisa sobre a MEG e projetos futuros. “É uma publicação com ótima visibilidade, e levar o nome do Centro Universitário da FEI reforça a qualidade e demonstra que muitas pesquisas importantes estão sendo realizadas na Instituição”, acrescenta. A íntegra da entrevista do professor da FEI pode ser lida no endereço eletrônico http://digital-library.theiet.org/content/journals/10.1049/el.2013.2700.

Uma década de interesse pelo tema

 

Nos últimos 10 anos, o professor Carlos Eduardo Thomaz tem desenvolvido projetos e pesquisas na área de reconhecimento de padrões em estatística e, quando a Universidade de Nottingham, da Inglaterra, abriu vagas para pesquisadores brasileiros visitantes, em 2012, o docente submeteu um projeto que envolvia processamento de sinais e análise estatística multivariada. Ao ser aceito, o docente trabalhou no Sir Peter Mansfield Magnetic Resonance Centre, que faz parte da Escola de Física e Astronomia da universidade inglesa, onde desenvolveu a pesquisa ‘A MEG multivariate data exploratory analysis based on prior knowledge’ com os pesquisadores Emma Hall, Peter Morris, Richard Bowtell e Matthew Brookes, por 12 semanas. Ao retornar ao Brasil, o docente deu continuidade ao estudo para responder questões pendentes que culminaram na publicação do artigo publicado na revista Electronics Letters.

bO professor enfatiza que esse trabalho só foi possível devido à participação dos pesquisadores do Sir Peter Mansfield Magnetic Resonance Centre, do pesquisador Gilson Giraldi, do Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). “Ainda há questões que precisam e podem ser respondidas utilizando a tecnologia disponível na FEI, por isso, pretendo dar continuidade às pesquisas envolvendo alunos de graduação e pós-graduação, principalmente da Engenharia Elétrica. Acredito que poderemos colaborar para a sociedade, pois, analisando sinais deste tipo, haverá avanços que contribuirão para o entendimento do processo eficiente e robusto de reconhecimento de padrões e extração de informação discriminante realizado pelo nosso cérebro”, acentua.

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Para saber mais sobre o Departamento de Engenharia Elétrica da FEI, clique aqui!

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Matéria publicada na revista Domínio FEI – Nº17 (pág 30)

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