Ciência da Computação
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Navegando Ciência da Computação por Autor "Cristhian Heck, M.Eng"
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- ItemClassificação de folhas de tabaco através de técnicas de processamento de imagem e visão computacional(2018) Prada, Dan Lúcio; André Alessandro Stein, Msc; Rodrigo Curvêllo, M.Eng; Cristhian Heck, M.EngA cadeia produtiva de tabaco exerce um papel socioeconômico importante no Brasil, principalmente na região Sul, concernindo sustento para milhares de agricultores e tornando-se uma das alternativas econômicas mais seguras na geração de renda para muitas propriedades rurais. Ao longo dos anos evidenciou-se o beneficiamento de tecnologias aplicadas ao agronegócio, soluções como a classificação de hortifrútis, automatização em processos e agricultura de precisão são exemplos aplicados que impactam de maneira direta na produtividade, qualidade e otimização de recursos. Contudo são escassas as soluções tecnológicas disponíveis a indústria fumageira, de modo consequente têm-se uma grande quantidade de processos manuais durante o ciclo produtivo do tabaco e sua comercialização, muitos destes suscetíveis a falhas humanas. Dentro desse contexto, o presente trabalho visa abordar técnicas e estratégias que permitam au tomatizar o processo de classificação de folhas de tabaco, evitando uma avaliação subjetiva e inconsistente das safras por parte das empresas compradoras, causadas principalmente em ra zão de variações luminosas, fadiga ocular e influencias mercantil. Por meio de técnicas de visão computacional e processamento de imagens se mostram promissoras na extração de dados sobre as folhas de tabaco e inferir sua classificação com base em suas características de cor, dimensão e área.
- ItemDetecção de placas veiculares em ambientes não controlados via redes convolucionais leves(2023) Back, João Paulo; Cristhian Heck, M.Eng; Daniel Gomes Soares, Msc; André Alessandro Stein, MscCom a crescente frota de automóveis ao redor do mundo, a construção de modelos que reconhecem placas veiculares, ou ALPR, tornou-se uma ferramenta de suma importância para a fiscalização e análise do tráfego de veículos. À vista disso, em um sistema ALPR estão envolvidas fases como a de segmentação, reconhecimento e também a de detecção da placa veicular. Durante a etapa detecção, pode-se surgir diversos complicadores, tais como a detecção em ambientes com variações climáticas, ângulo ou luminosidade. Essas complicações podem ser contornadas através da utilização de métodos de aprendizado profundo, mais especificamente Redes Neurais Convolucionais, ou CNNs, que utilizam múltiplas camadas de processamento. A utilização de métodos com estas características pode levar a um aumento excessivo do uso de recursos computacionais, sendo consequentemente impróprio pra muitos tipos de aplicações. Dessa forma, neste trabalho foram propostos modelos de CNN leves, na qual estes não apresentem um custo computacional excessivo, sendo o local de estudo escolhido o de ambientes não controlados. Para alcançar os objetivos do trabalho, inicialmente foi realizado uma revisão bibliográfica com o objetivo de identificar os modelos que têm sido utilizados na detecção de placas veiculares para ambientes não controlados e também identificar quais foram as variáveis utilizadas nos experimentos. Essa análise forneceu a pergunta de pesquisa proposta neste trabalho, que é a de verificar se é possível obter resultados competitivos na detecção de placas veiculares através de modelos de CNN leves em relação à abordagem tradicional. Posteriormente, foi realizado a construção e o treinamento dos modelos que utilizam mais camadas convolucionais (tradicionais), e de modelos que utilizam menos camadas convolucionais (leves), em diversas configurações de parâmetros. O desempenho dos modelos foi analisado por meio de métricas utilizadas na detecção de objetos e gráficos. Em especial, nos testes com dois conjuntos de imagens da CCPD, os modelos leves alcançaram a mesma eficácia dos modelos tradicionais, porém com uma velocidade de detecção 3 a 5 vezes menor. Dessa forma, os resultados demonstram que é possível utilizar redes de CNN leves para detectar placas veiculares em ambientes não controlados, tanto em termos de eficácia, quanto de eficiência.
- ItemFramework para sistemas de raciocínio baseado em casos(2017) Schulz, Fernando; Daniel Gomes Soares, Msc; Cristhian Heck, M.Eng; Marcela Leite, Msc; Rodrigo Curvêllo, M.EngA IA abrange uma enorme variedade de subcampos, desde área de uso geral, como aprendizado e percepção, até tarefas específicas como jogos de xadrez, demonstração de teoremas matemáticos, criação de poesia e diagnóstico de doenças. Uma subárea da IA que se originou a partir de uma abordagem para a solução de problemas e para o aprendizado com base em experiência passada, chama-se Raciocínio Baseado em Casos (RBC). De uma forma simplificada, podemos entender o RBC como a solução de novos problemas por meio da utilização de casos anteriores já conhecidos. Um novo problema que nos é apresentado é resolvido com a reutilização da solução de um problema anterior parecido com o atual. Diversos artigos, trabalhos de conclusão de curso e livros da área, implementam, utilizam e exemplificam o RBC através de um framework, ou seja, usando-o através de uma aplicação ou bibliotecas, provendo assim, uma funcionalidade genérica para a técnica, porém, atualmente, as soluções existentes para o desenvolvimento de sistema de RBC obrigam o usuário a terem pleno domínio sobre esta técnica. Também não disponibilizam uma interface amigável e consistente para definição da representação do conhecimento e das métricas de similaridade, além disso, outra característica que deve ser levada em consideração na elaboração de sistemas de RBC é a integração desse sistema com diferentes tecnologias, desde a forma como são armazenadas as informações, até as interfaces para apresentação das informações aos usuários. Sendo assim, esse trabalho abrange o desenvolvimento de um framework na qual permite conexão com diferentes tecnologias de banco de dados, e por tratar-se de uma aplicação desenvolvida em Java, pode também, comunicar-se com diferentes tecnologias de linguagem de programação. A metodologia utilizada consistiu em pesquisa bibliográfica, levantamento de requisitos funcionais e não funcionais. Com o intuito de validar todas as funcionalidades desenvolvidas no framework, foram elaborados diversos testes distintos. O desenvolvimento deste trabalho resultou em um projeto que atendeu todas as propostas, permitindo assim, conexão com diferentes tecnologias de banco de dados, comunicação com diferentes tecnologias de programação e estruturação de sistemas RBC de qualquer natureza.
- ItemGeopothole: framework para detecção e georreferenciamento em tempo real de buracos em rodovias(2016) Menegazzo, Jeferson; Rodrigo Curvêllo, M.Eng; André Alessandro Stein, Msc; Cristhian Heck, M.Eng; Wesley dos Reis Bezerra, M.EngO modal rodoviário constitui, atualmente, a principal matriz de transporte para escoamento de produção e circulação de pessoas no mundo. Sua infraestrutura, consequentemente, se mostra vital para o desenvolvimento de uma nação. Desta forma, problemas estruturais decorrentes de seu estado de conservação acarretam uma série de implicações socioeconômicas. Os buracos, em especial, constituem uma das deformidades mais recorrentes e perigosas nas rodovias. Este tipo particular de deficiência implica em maiores gastos com manutenção dos veículos, consumo de combustível e tempo de viagem, afetando também a segurança e conforto dos usuários. Devido a esses problemas, ocasiona maior custo operacional para empresas, onerando o escoamento de produtos e seu preço final, prejudicando sua competitividade no mercado. Diante destas implicações, o monitoramento constante da superfície das rodovias, assim como seu reparo, quando necessário, se mostram essenciais. Entretanto, a identificação de deficiências do pavimento, quando realizada manualmente por uma pessoa, torna-se onerosa e morosa, além de comprometer a confiabilidade dos dados. Portanto, a aplicação de técnicas computacionais para realizar esta tarefa se mostra mais adequado. Dentre os métodos desenvolvidos para este propósito, o baseado em vibração se mostra mais apropriado, uma vez que sua implementação em smartphones constitui um meio eficaz e de baixo custo. Contudo, devido a popularização dos smartphones ser relativamente recente, estudos e aplicações em torno da temática se mostram escassos e, por vezes, incompletos. Desta forma, este trabalho objetivou o desenvolvimento de um framework para detecção e georreferenciamento de buracos em tempo real, capaz de realizar a identificação da falha e obter sua localização de forma mais eficaz e eficiente que os atuais algoritmos, contornando problemas recorrentes de sensibilidade, através de recurso de auto calibração, contendo interferências nos dados de forma a garantir sua confiabilidade, fornecendo ainda controle automatizado no uso de recursos. Os resultados obtidos com o protótipo desenvolvido demonstraram a efetividade do framework, com baixo consumo de recursos e valores de erro próximos a zero. Por fim, pretende-se consolidar o framework como uma plataforma unificada para dispositivos móveis, onde pesquisadores possam centralizar pesquisas futuras e evoluir o protótipo a partir da engenharia disponibilizada.
- ItemImplantação do repositório científico institucional(2023) Gramkow, Vinicio; Rodrigo Curvêllo, M.Eng; Marcela Leite, Msc; Cristhian Heck, M.EngPara auxiliar seus alunos, professores, administradores e gestores, diversas universidades ao redor do mundo estão implementando repositórios científicos institucionais, de maneira a preservar a longo prazo e disponibilizar acesso livre às suas obras intelectuais. Visto que o Instituto Federal Catarinense – Campus Rio do Sul, ainda não possui um repositório científico institucional para seu benefício, este trabalho visa realizar uma pesquisa entre algumas ferramentas open source presentes no mercado, buscando encontrar a melhor para ser utilizada na implantação. A partir da pesquisa realizada, levando em conta os requisitos mínimos necessários, a ferramenta open source encontrada que satisfaz todas as condições necessárias para o uso na instituição e que será utilizada é o Dspace. Assim, uma máquina virtual no servidor da instituição foi criada para ser utilizada pela ferramenta. Com isto criado e configurado, a leitura da documentação e a implementação da ferramenta foi realizada. Contudo, estes processos foram complexos e extremamente custosos em tempo, e gerando diversas dificuldades, porém ao final, a implementação da ferramenta se deu por satisfatória. Com esta etapa concluída realizamos o resgate dos trabalhos, este que foi relativamente satisfatório, visto que apenas não conseguimos resgatar alguns trabalhos do ensino técnico integrado ao ensino médio do ano de 2016 e 2017. Com os trabalhos resgatados, incluímos estes dentro da ferramenta, realizando a categorização de cada um destes. Com as etapas anteriores concluídas, foi disponibilizada a ferramenta para os alunos e professores utilizarem, coletando o feedback destes sobre a ferramenta utilizada. Estes que se demonstraram bastante satisfatórios, fazendo com que a ferramenta se apresentasse extremamente robusta, confiável, e possui uma boa usabilidade, performance e as funcionalidades essenciais, e ainda, será de ajuda no dia-a-dia para os alunos e professores.
- ItemInterface em smartphones para controle de pequenos robôs(2017) Schiquetti, Felipe Augusto; Patrícia Blini Estivalete, Dr; Cristhian Heck, M.Eng; Wesley dos Reis Bezerra, M.EngA interação humano-robô é uma área de pesquisa multidisciplinar, que se beneficia de conhecimentos e métodos de outras áreas como robótica, interação humano-computador, psicologia, sociologia e antropologia, a fim de conhecer melhor os fenômenos que cercam a interação entre pessoas e robôs. Este conhecimento é motivado pela quantidade de robôs que interagem com pessoas que não tem experiência com robótica, gerando uma preocupação com a qualidade de uso de interfaces. O trabalho propõe facilidade de aprendizado e uso na interação humano-robô com base na usabilidade, um critério de qualidade de uso da interação humano computador que considera a capacidade cognitiva, perceptiva e motora dos usuários utilizada durante a interação. Para avaliar a facilidade de aprendizado e uso foi desenvolvida uma interface para smartphones, que permite a interação por toque. A interface foi avaliada através do teste de usabilidade, método de avaliação por observação que envolve os usuários na identificação de problemas de interface e de interação entre humano-robô. O resultado obtido se mostrou positivo, indicando que a interface é adequada às pessoas com limitações motoras, de modo que possam controlar um robô na execução de tarefas em ambientes domésticos.
- ItemSoftware educacional de apoio ao ensino de algoritmos genéticos(2018) Wessner, William; Daniel Gomes Soares, Msc; Cristhian Heck, M.Eng; Fábio Alexandrini, DrDurante as últimas décadas os Algoritmos Genéticos (AGs) ganharam destaque por ser uma técnica poderosa para resolver problemas de busca e otimização, e consequentemente, o ensino desta técnica está se tornando cada vez mais comum. As aulas práticas com o uso de ferramentas didáticas são fundamentais para que os alunos consolidem e apliquem os conceitos aprendidos nas aulas teóricas. Este trabalho apresenta o GeneticsA, que é um software educacional de apoio ao ensino de AG, que tem como objetivo enriquecer o aprendizado, fazendo que o aluno consiga compreender como ocorreu a fases de avaliação, seleção, crossover e mutação. O GeneticsA permite que o usuário escolha as funções de avaliação (Simples, Normalização linear, Windowing e Escalonamento Sigma), os métodos de seleção (Roleta viciada, Método do torneio e Amostragem Estocástica), os operadores de crossover (Um ponto, Dois pontos e o operador Uniforme) e o problema de maximização de funções. O usuário também pode configurar parâmetros como tamanho da população, taxa de mutação, quantidade máxima de gerações e o número de genes. O software foi desenvolvido na linguagem de programação Java e para a criação da interface foi utilizada a API JavaFX.
- ItemSoftware para determinação da circularidade da córnea em tempo de execução no pós-operatório em ceratoplastia(2017) Fernandes, Hélton José Oliveira; André Alessandro Stein, Msc; Cristhian Heck, M.Eng; Renon Steinbach Carvalho, DrA utilização das tecnologias computacionais a cada dia está sendo mais difundida, com o objetivo de auxiliar em outras áreas como a oftalmologia. Portanto, dispositivos que auxiliem um procedimento médico são de grande valia para a qualidade e controle nesses procedimentos. No caso específico dos transplantes de córnea (ceratoplastias), é identificado um alto grau de astigmatismo residual nos pós-operatórios, mesmo em procedimentos considerados de sucesso que, dentre outros motivos, pode ser ocasionadas por diferença nas tensões das suturas realizadas. Para correção desta situação, podem ser aplicadas técnicas cirúrgicas como micro incisões de relaxamento e/ou remoção suturas efetuadas em pontos específicos, que geralmente dependem da perícia e experiência do médico cirurgião. Neste sentido o presente trabalho visa o desenvolvimento de um protótipo de software para a determinação da circularidade da córnea humana em tempo de execução, a fim de auxiliar nas intervenções cirúrgicas de redução do astigmatismo residual no pós-operatório de ceratoplastias. Os testes realizados do protótipo apresentaram resultados satisfatórios, mostrando a viabilidade do desenvolvimento de um sistema para a detecção do astigmatismo e determinação da circularidade da córnea mais robusto. Haja vista que há um interesse em continuar os trabalhos com a utilização de programação com placas gráficas em GPU.
- ItemSumarização da Especificação OpenMP em Linguagens de Programação: Desempenho e Maturidade(2017) Marconatto, Marco Antonio; Rodrigo Curvêllo, M.Eng; Cristhian Heck, M.Eng; Wesley dos Reis Bezerra, M.EngO crescente avanço tecnológico dos últimos anos e o desenvolvimento do processamento paralelo para a computação científica, interferiram diretamente no desenvolvimento de API’s de paralelização. Para isto foi desenvolvido a API OpenMP pela ARB. O desenvolvimento de uma boa API para uma linguagem de programação incentiva desenvolvedores não oficiais a produzirem réplicas da API aplicadas a outras linguagens, e.g. OMP4J. Por isso é importante identificar a coerência entre a API padrão da especificação e as demais distribuídas por desenvolvedores não oficiais. Para análise das API’s, testes de desempenho e maturidade foram implementados cinco algoritmos de ordenação, aplicando para cada algoritmo, 10 repetições para cada grupo de threads de tamanho 2, 4, 8, 16 e 32, e cada grupo com dois grupos de entradas de dados, matriz inversa e matriz randômica imutável, ambas com 1000 posições. Com as execuções, os resultados obtidos mostram que a API OMP4J teve desempenho superior ao da OpenMP em dois algoritmos, demonstrando, no algoritmo Radix sort, desempenho duas vezes maior que o da OpenMP. Quanto aos testes de maturidade das API’s, a OMP4J teve menos de vinte por cento de coerência com a OpenMP. No geral a API OMP4J não está pronta para a utilização em ambientes empresariais por exemplo, mas com porta-se muito bem para ambiente acadêmico, onde o intuito é aprendizagem.
- ItemUso de algoritmos de busca heurística e algoritmos genéticos para dinamizar a logística no empacotamento de cargas(2019) Santos, Rafael José Schmidt; Juliano Tonizetti Brignoli, Dr; Cristhian Heck, M.Eng; Daniel Gomes Soares, MscProblemas de empacotamento possuem uma relação forte com a área de logística, quando trata da alocação de um conjunto de itens em um recipiente, considerando variáveis como a otimização de espaço e ordem de entrega. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma aplicação para dinamizar a logística no empacotamento de cargas utilizando algoritmos de Busca em Espaços de Estados com Heurística A* e Algoritmos Genéticos. Seu principal objetivo é apresentar a melhor forma de alocar um conjunto de pacotes de variados tamanhos em um confinamento também de tamanho variável, de forma com que se aproveite ao máximo o espaço, deixando a maior área útil livre possível no confinamento, como também deixar os pacotes com maior prioridade de retirada mais próximos da saída, e então comparar os resultados obtidos com ambas as técnicas. Os resultados mostram que é possível utilizar tanto o algoritmo de Busca em Espaços de Estados quanto Algoritmos Genéticos para solucionar o problema do empacotamento, verificando que para itens de grandes dimensões ou com maior largura, o Algoritmo de Busca em Espaço de Estados obteve melhor resultado, e para itens pequenos ou com maior comprimento, o Algoritmo Genético obteve o melhor resultado.