Temas Para Orientação

- Visualização de Informações;

- Visualização Volumétrica;

- Desenvolvimento de ferramentas computacionais de apoio ao processo de ensino e aprendizagem.

Orientações

Tese de Conclusão de Curso

Estudo comparativo de interpolantes aplicados a dados de poços de petróleo (em andamento)

Aluno: Lohann Pelegrino

Orientadores: Grazione de Souza e Lis Custódio

Desenvolvimento de Ferramenta de Visualização Colaborativa de Dados Relacionados a Pesquisadoras na Área de Exatas (em andamento)

Aluna: Andréia Simas Vidalino

Simulação numérica de efeitos de alta velocidade em reservatórios de gás natural usando coordenadas cilíndricas (em andamento)

Aluno: Diego Aciole Menezes Miguez

Orientadores: Grazione de Souza e Lis Custódio

Desenvolvimento de ferramenta computacional para o ensino e aprendizagem do cálculo numérico (concluído em 2021.2)

Aluno: Victor de Almeida Vieira

O cálculo numérico é uma disciplina presente na grade curricular de diversos cursos de graduação, em especial os de exatas. Nos seus objetivos estão o estudo e a aplicação de métodos numéricos para aproximação de raízes, aproximação de funções, interpolação e aproximação de integração. Tendo em vista a importância desses tópicos para a academia e a indústria, é necessário que o aluno tenha domínio dos conceitos estudados. Sendo assim, esse trabalho tem como proposta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que auxilie discentes e docentes no ensino e na aprendizagem do cálculo numérico. Para isso, foi utilizada a linguagem de programação R e seus pacotes, em especial o Shiny, para o desenvolvimento de um aplicativo web que pode ser acessado através de um dispositivo com acesso à internet ou através de instalação local em um computador. A ferramenta desenvolvida conta com funcionalidades como inputs do usuário, animação dos plots e controle sobre os elementos gráficos. A ferramenta foi batizada de ``CnVisual'' e o resultado de um grupo de testes mostrou que os objetivos traçados foram atingidos.

Assistente de desenvolvimento para pessoas com deficiência visual e motora (concluído em 2021.1)

Alunos: Bruno Costa Criscuolo e Daniel Calábria Zanatta Valente da Silva

A evolução dos recursos computacionais possibilitou um avanço nos estudos e propostas de desenvolvimento das Tecnologias Assistivas. Cabe enfatizar como grande aliado das soluções assistivas o uso de técnicas relacionadas ao comando de voz, que ganharam destaque, especialmente na última década, em função da popularização dos assistentes pessoais presentes na maioria dos dispositivos moveis da atualidade. Outro fator que contribuiu para habilitar o comando de voz como ferramenta protagonista no contexto da acessibilidade, foi a evolução das estruturas que compõem as linguagens de programa¸c˜ao, flexibilizando sua aplicabilidade em diversos sistemas e possibilitando, por exemplo, o uso algoritmos para processamento de linguagem natural de forma abstraıda. Em termos de aplicabilidade das Tecnologias Assistivas para o ensino, mesmo diante de um cenário tecnologicamente favorável e embora os índices estudados nesse trabalho demonstrem uma crescente, a inclusão de pessoas com deficiência em cursos de nível superior, no Brasil, ainda possui uma representatividade baixa se comparada ao ingresso de n˜ao deficientes, em especial na área de tecnologia. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar uma plataforma em caráter de protótipo, concebida com base nos modelos fundamentais da teoria de compiladores e processamento de linguagens, visando utilizar os comandos de voz como ferramenta de acessibilidade que contribua para inclusão de pessoas com deficiência visual e/ou motora no ramo da computação, mais especificamente no que diz respeito ao ensino introdutório da programação de computadores.

Visualização de informação aplicada à análise de sentimento do texto de mídias sociais (concluído em 2020.2)

Aluna: Sinara Guimarães

Dado o crescimento das redes sociais e sites de comércio eletrônico como grandes fontes de opinião pública, surgiu a necessidade de analisar automaticamente o sentimento dos usuários e consumidores. Diversos métodos foram desenvolvidos para classificar os textos de forma computacional, no entanto, ainda há limitações idiomáticas e dos assuntos abordados. Sendo assim, esse trabalho tem como proposta o desenvolvimento de um aplicativo que efetua a análise de sentimentos em textos de língua portuguesa e que exibe os resultados de forma visual para melhor compreensão das informações. Para isso, é necessário apenas que o usuário estipule alguns filtros e realize a pesquisa em tempo real por textos que foram publicados no Brasil, na rede social Twitter; após a coleta de dados é feita a análise de sentimentos em cada tweet através do método léxico, que usa o dicionário léxico em português, OpLexicon. Os resultados da classificação são precisos, proporcionam um panorama geral e novas perspectivas através da visualização no gráfico, na nuvem de palavras e nos mapas.

BeFit: An android application for information visualization, calculations and consultations related to health (concluído em 2019.2)

Aluno: Marllon Novaes Marques

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um aplicativo para sistema operacional Android no qual são empregados técnicas de visualização de informações e cálculos para um feedback em relação a saúde do usuário. Foram avaliados dados estatísticos no Brasil sobre hábitos de seus cidadão e sobre os índices de obesidade através da pesquisa realizada anualmente pela VIGITEL. Foram realizados consultorias com profissionais da sáude para a implementação dos cálculos relacionados à saúde humana e para a descrição dos exercícios físicos propostos. Para uma avaliação de qualidade do aplicativo foram feitas pesquisas de opinião com quatro pessoas. O aplicativo foi desenvolvido em React Native, uma tecnologia para desenvolvimento de aplicativos híbridos.

Desenvolvimento de um guia turístico interativo utilizando conceitos de teoria de grafos (concluído em 2019.1)

Aluno: Lucas Oliveira Freitas

Nos dias de hoje o turista que deseja visitar pequenas cidades encontra grandes dificuldades para conhecer os pontos turísticos do município. Existem muitas informações

fracionadas em diversos portais e redes sociais dificultando a obtenção de informações relevantes. Dessa maneira a ferramenta proposta visa contribuir para visualização clara e objetiva dos pontos turísticos de determinada cidade. Usando apenas uma tabela contendo os dados sobre os pontos turísticos a ferramenta consegue mostrá-los de maneira intuitiva para seus usuários. Com o uso da Linguagem R foi possível elaborar uma ferramenta capaz de contribuir com a visualização de informações em específico na área de turismo, seja mostrando as informações de cada ponto ou sugerindo um roteiro, que e gerado através da interação do usuário com a ferramenta.

Iniciação Científica

Marching Cubes adaptativo topologicamente correto (em andamento)

Alunos:

Alexandre Filho (2022.1 - Atual)

Análise da Coerência Topológica de Algoritmos Extratores de Isosuperfícies e Sua Aplicação na Medicina, no Desenvolvimento de Ferramentas Computacionais que Auxiliem em um Correto Diagnóstico concluído em 2021.2)

Diversas aplicações da visualização volumétrica tem ajudado médicos a melhorar seus diagnósticos, como por exemplo um melhor entendimento das imagens geradas por equipamentos como tomografia computadorizada e ressonância magnética.

Uma vez obtido o dado volumétrico, obtemos as informações nele contidas através do cálculo e representação das isosurperfícies associadas a este dado. E, para que os dados sejam corretamente interpretados, é crucial que a isosuperfície seja interpretada e representada de forma correta.

Dentre os algoritmos de extração de isosuperfícies o Marching Cubes, proposto por Lorensen e Cline em 1987, se destaca devido a sua simplicidade, robustez e velocidade. Por estes motivos o Marching Cubes é amplamente utilizado em ferramentas de visualização científica. No entanto, a grande maioria dessas ferramentas utilizam em sua implementação a primeira versão do algoritmo que, desde sua publicação, vêm recebendo diversas melhorias para garantir a continuidade a coerência topológica da representação gerada. Recentemente no trabalho Practical considerations on marching cubes 33 topological correctness, apontei problemas ainda existentes em uma versão atual do algoritmo Marching Cubes. E propus melhorias que resultaram em um algoritmo Marching Cubes comprovadamente topologicamente correto.

Este projeto busca estudar o problema da coerência topológica da representação gerada por ferramentas de visualização científica atualmente disponíveis. E propor uma ferramenta de visualização volumétrica de simples interface, baseada em um algoritmo topologicamente correto.

Alunos:

Alexandre Maia Martins Filho (2020.1-2021.2)
Daniela Secim Netto dos Reys (2020.1-2020.2l)
Franciely de Souza Mendes Caldas (início: 2018.1 - 2019.2)
Lohayne Santos (início: 2018.1 -2019.2)

Estudo de Interpolantes Aplicados à Visualização Volumétrica

Visualização científica é uma área dedicada à geração de imagens que auxiliam seus usuários na compreensão de dados e processos. A visualização volumétrica, dentro desse contexto, denota o conjunto de técnicas utilizadas na apresentação de dados científicos de volume, que consistem em dados associados a regiões ou pontos regular ou irregularmente distribuídos no espaço. Uma vez obtido o dado volumétrico, uma das forma de se obter as informações nele contidas é através da representação de suas isosurperfícies. E, para que os dados sejam corretamente interpretados, é crucial que a isosuperfícies sejam interpretadas e representadas de forma correta. Dentre os algoritmos extratores de isosuperfícies o Marching Cubes, proposto por Lorensen e Cline em 1987, se destaca por a sua simplicidade, robustez e velocidade. Por estes motivos o Marching Cubes é amplamente utilizado em ferramentas de visualização científica. No trabalho "Practical considerations on marching cubes 33 topological correctness" [CUSTODIO:2013], apontei problemas ainda existentes em uma versão atual do algoritmo Marching Cubes. E propus melhorias que resultaram em um algoritmo Marching Cubes comprovadamente topologicamente correto. Na continuação desta pesquisa, pretende-se neste projeto investigar as limitações do interpolante trilinear (utilizado pelo Marching Cubes e por grande parte dos algoritmos extratores de isosuperfícies por sua simplicidade) na representação de dados. E explorar a utilização de outros interpolantes na visualização do dado volumétrico com o objetivo de desenvolver técnicas de extração de isosuperfícies que melhor representem as estruturas contidas no dado original.

Alunos:

Diego Amoedo (início: 2017.1 - 2019.2)
Lohann Pelegrino (início: 2018.1 - 2019.2 )

Visualização não foto-realista em Web-GL (concluído em 2017.1)

Aluno: João Victor Santana Cunha - PUC-Rio

Início: 2016.2

Análise da coerência topológica de algoritmos extratores de iso-superfícies e sua aplicação na medicina, no desenvolvimento de ferramentas computacionais que auxiliem em um correto diagnóstico (concluído em 2017.1)

Visualização científica é uma área dedicada à geração de imagens que auxiliam seus usuários na compreensão de dados e processos. A visualização volumétrica, dentro desse contexto de visualização científica, denota o conjunto de técnicas utilizadas na apresentação de dados científicos de volume, que consistem em dados associados a regiões ou pontos regular ou irregularmente destruídos no espaço. Diversas aplicações da visualização volumétrica tem ajudado médicos a melhorar seus diagnósticos, como por exemplo um melhor entendimento das imagens geradas por equipamentos como tomografia computadorizada e ressonância magnética. Uma vez obtido o dado volumétrico, obtemos as informações nele contidas através do cálculo e representação das isosurperfícies associadas a este dado. E, para que os dados sejam corretamente interpretados, é crucial que a isosuperfície seja interpretada e representada de forma correta. Este projeto busca estudar o problema da coerência topológica da representação gerada por ferramentas de visualização científica atualmente disponíveis. E propor uma ferramenta de visualização volumétrica de simples interface, baseada em um algoritmo topologicamente correto.

Aluna: Thamires Ramos - IPRJ

Início: 2016.2

Desenvolvimento de ferramentas computacionais para ensino e aprendizagem do cálculo numérico (concluído em 2016.2)

Os softwares computacionais são ferramentas importantes de apoio à pesquisa, ao ensino e a atividades de profissionais das áreas de Ciências Exatas e Engenharias. As experiências de sua utilização em sala de aula já são desenvolvidas há alguns anos em várias instituições de ensino superior em diversos países. O desenvolvimento de ferramentas educacionais adequadas para o auxílio do processo de aprendizagem nos cursos de graduação dará condições para que o estudante prossiga na construção do seu conhecimento de forma cooperativa.

Neste projeto está foi desenvolvida a ferramenta computacional CN Visual para auxiliar no ensino e aprendizagem da disciplina Cálculo Numérico.

Aluno: Victor de Almeida Vieira - IPRJ

Início: 2015.2