Universidade Federal da Paraíba Centro de Informática Programa de Pós-Graduação em Informática LISTA DE PROJETOS

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1 Universidade Federal da Paraíba Centro de Informática Programa de Pós-Graduação em Informática LISTA DE PROJETOS Linha de Pesquisa: Computação Distribuída Orientador Título do Projeto Resumo/Descrição Objetivos Resultados esperados Leitura recomendada Tatiana Aires Tavares Multisensory Design Design da Interação Multisensorial (ou Design Vide: Vide: Multisensorial, MID) considera as interfaces sensoriais, dispositivos, mídias e sua relação com a capacidade sensorial dos usuários. Para qualquer tipo de conteúdo, um ou mais sentidos dos usuários são normalmente utilizados para interpretá-la. Lidar com múltiplos sentidos dos usuários de forma eficiente e simultânea é um objetivo para designers. A fim de observar como aspectos de MID ocorrem em cenários de convergência digital, é preciso considerar a experiência do usuário explorando os sentidos humanos e suas sensações de usuário inovadoras. sory-design/ nsory-design/ Ed Porto Bezerra Visualização de Dados Envolve princípios da representação visual dos dados que são usados para criar gráficos e para organizá-los em peças narrativas coesas. Aborda questões éticas ao projetar gráficos, e como os princípios de Design Gráfico e Design de Interação se aplicam a visualização de dados. Também aborda as principais regras da disciplina, e uma questão prática para projetar infográficos básicos e maquetes para visualizações interativas. Como analisar e criticar infográficos e visualizações em jornais, livros, TV, etc. e propor alternativas para melhoria destes; Como planejar a naração de histórias por meio de gráficos, mapas e diagramas; Como conceber infográficos e visualizações que não são apenas atraentes, mas, que sejam informativos; Regras de Design Gráfico e de Design de Interação, aplicadas a infográficos e visualizações; Como usar Adobe Illustrator, Tableau Public e/ou Google Fusion Tables na criação de infográficos. Geração de infográficos interativos através de ferramentas, e análise das mesmas para propor novas formas de gerá-los. CAIRO Alberto. The Functional Art: an introduction to information graphics and visualization. New Riders, 2013 FEW Stephen. Show Me the Numbers: designing tables and graphs to enlighten. Analytics Press. 2004

2 Waldir Leite Roque Andrei de Araújo Formiga Clauirton Siebra Clauirton Siebra Modelagem de estruturas porosas por isosuperfícies Análise de Dados para Learning Analytics Controle da movimentação de robôs via Algoritimos de Aprendizagem Uso de Processos Inteligentes no Suporte ao Ensino Virtual Estruturas porosas estão presentes com muita frequência em nosso dia-a-dia, a exemplo se solos, rochas, produtos alimentícios, ossos, etc. Tais estruturas apresentam propriedades geométricas, físicas, químicas e mecânicas, que são relevantes para a caracterização das mesmas. A porosidade, conectividade e tortuosidade de um meio poroso são características que exercem impacto direto em diversos comportamentos do meio poroso. A modelagem de estruturas porosas obedecendo à características específicas é importante para diversas aplicações industriais e, muito particularmente, no caso de estruturas de tecidos biológicos. Com a crescente adoção de cursos online ministrados em todo ou em parte através da internet, cresce o interesse em usar as ferramentas de análise de dados e aprendizado de máquina para conseguir extrair informações sobre os estudantes a partir de seu comportamento online no curso. Esta área tem recebido o nome de Learning Analytics e tem sido de crescente interesse para profissionais da educação em todo o mundo. Uma das principais pesquisa em robótica cognitiva está voltada para o desenvolvimento de algoritmos de locomoção em tempo real. Neste tipo de problema, o robô não tem o conhecimento prévio do ambiente em que ele vai operar, de modo que diversos eventos inesperados podem ocorrer durante a sua trajetória. O uso de algoritmos de aprendizagem oferecem um grande auxílio em tais situações, uma vez que os robôs podem ser treinados em uma etapa de setup e o conhecimento adquirido nesta etapa pode ser rapidamente utilizado em um ambiente de execução. Em adição, erros ocorridos durante a execução podem ser também utilizados em um processo de aprendizagem online do robô, configurando uma situação de apredizagem evolutiva. A grande disparidade dos alunos matriculados na modalidade de ensino à distância, junto com as características intrísecas desta forma de ensino, dificultam o acompanhamento e identificação dos problemas enfrentados por tais alunos. Neste contexto, o uso de agentes inteligentes, que funcionem como assistentes personalizados, poderia fornecer uma forma de adaptação do processo às necessidades do aluno, ajudando na evolução do mesmo Desenvolver modelos de estruturas porosas 3D utilizando o conceito de isosuperfícies com características específicas. O objetivo do projeto é realizar um levantamento das medidas, técnicas e métodos atuais da área de Learning Analytics e compará-las criticamente, usando como estudo de caso os dados disponíveis do curso de Licenciatura em Ciências da Computação, oferecido pela UFPB Virtual. Os dados obtidos desta forma servirão para guiar na avaliação das análises aplicadas, e para propor novos métodos de análise que sejam adequados para o contexto da UFPB Virtual. O objetivo do aluno é investigar os possíveis algoritmos de aprendizagem que podem ser aplicados na movimentação de robôs, propor melhorias/extensões, especificar cenários de testes e configurações para robôs simulados (sensores e efetuadores) realizar testes em um ambiente de simulação Identificar as razões para a alta evasão na plataforma de EAD e propor soluções baseadas em técnicas de Inteligência Artificial que atenuem as dificuldades dos alunos. Mostrar o potencial, viabilidade técnica e computacional para criação de estruturas porosas a partir da construção de funções de isosuperfícies. Espera-se obter uma seleção de técnicas e métodos de análise que sejam aplicáveis aos cursos da UFPB Virtual e que possam ajudar na melhoria dos mesmos. Método de aprendizagem, formalmente especificado, que permita a movimentação inteligente de robôs de forma eficiente e independente de domínio. Definição de aplicações/serviços inteligentes que possam ser integrados ao Moodle e passem a auxiliar o processo de aprendizagem do aluno. Para atuar neste projeto o aluno deverá estudar i) conceitos básicos de superfícies e geometria diferencial, ii) conceitos básicos de meios porosos, iii) noções de computação gráfica, iv) linguagens de programação de sistemas de computação algébrica e numérica, v) artigos científicos específicos da área de atuação. Veja o link: 3.pdf B. Argall, S. Chernova, B. Browning, and M. Veloso. A survey of robot learning from demonstration. Robotics and Autonomous Systems, 57(5): , 2009b. D. Pomerleau. Eficient training of artificial neural networks for autonomous navigation. Neural Computation, 3(1):88{97, d?doi= &rep=rep1&type=pdf 012/03/edm-la-brief.pdf

3 Andrei de Araújo Formiga Andrei de Araújo Formiga Aprendizado de Máquina para Big Data em GPUs Modelos Gráficos e Programação Probabilística A análise e aprendizado baseados em grandes volumes de dados, às vezes chamados de "Big Data" vem se tornando cada vez mais importante, à medida que mais dados se tornam disponíveis em várias atividades humanas. A necessidade de processar grandes volumes de dados impõe requerimentos de desempenho e eficiência para os métodos de análise; ao mesmo tempo, o desempenho sequencial dos processadores atuais não cresce mais como antes, sendo os avanços mais recentes no processamento computacional aplicados à computação paralela. Este projeto estuda a aplicação de técnicas paralelas de computação, especialmente a dos processadores gráficos (GPU) em técnicas de aprendizado de máquina. Recentemente propusemos uma técnica de implementação paralela de redes neurais em GPUs, obtendo bastante sucesso. Este projeto deve continuar o trabalho nesta linha. Modelos gráficos probabilísticos como Redes Bayesianas e Redes de Markov têm se tornado uma representação padrão para modelagem em problemas com incertezas, e um alvo comum para o desenvolvimento de algoritmos eficientes para inferência. Isso tem atraído aplicações em aprendizagem de máquina, estatística, robótica, visão computacional, neurociência, inteligência artificial, ciência cognitiva e áreas correlatas. Entretanto, o uso de modelos gráficos em aplicações inovadoras esbarra nas dificuldades de representar e realizar inferências em sistemas complexos. Na maioria das situações, um modelo probabilístico é representado com uma combinação de modelos gráficos, equações matemáticas e descrições em linguagem natural. As linguagens e frameworks para programação probabilística procuram sanar o problema da representação, unificando linguagens de programação de propósito geral e modelagem probabilística. O ideal é que o usuário possa descrever todo o modelo probabilístico na linguagem, e fazer inferências automaticamente a partir dessa descrição. Ter uma linguagem de programação geral permite a representação de distribuições de probabilidade arbitrárias, e o reuso de componentes de modelos. O objetivo do trabalho é analisar técnicas de aprendizado de máquina do ponto de vista da implementação paralela das mesmas em processadores gráficos (GPUs), e propor formas de implementação das ferramentas de aprendizado de máquina que demonstrem eficiência e escalabilidade de acordo com as capacidades do hardware. Investigar as linguagens de programação probabilística existentes; Testar essas linguagens no desenvolvimento de modelos probabilísticos para aplicações em vários domínios; Definir as vantagens e desvantagens das abordagens existentes; Sugerir e implementar melhorias em sistemas abertos já existentes, ou criar novos protótipos de linguagens de programação probabilística que sanem alguns dos problemas identificados; Validar as melhorias ou a nova linguagem desenvolvida. Espera-se que o projeto proponha melhorias significativas na implementação de redes neurais em GPU, ou que proponha novas técnicas de implementação para outras ferramentas da área de aprendizado de máquina e mineração de dados. Espera-se que seja produzida uma análise profunda das técnicas e ferramentas atuais para programação probabilística, ou uma proposta para melhoria dessas técnicas e/ou ferramentas. - Parallel Implementation of Feedforward Neural Networks on GPUs, Sáskya Gurgel e Andrei Formiga - Brazilian Conference on Intelligent Systems, BRACIS 2013 (entrar em contato para obter o texto). - Scaling Up Machine Learning ects/computer-science/pattern-recognitionand-machine-learning/scaling-machinelearning-parallel-and-distributed-approaches ation-technology-artificial-intelligence- Probabilistic-Programming-Building-Better- Machine-Learning-Systems/ -learning-0518.html

4 Gustavo Motta Anand Subramanian Infraestruturas de informação para aplicações avançadas de telemedicina Algoritmos heurísticos e híbridos para problemas de otimização combinatória Enfoques centralizados ou altamente hierarquizados para difundir em larga escala a prestação de serviços de atenção à saúde (SAS), comumente encontrados em iniciativas globais de atenção à saúde, não se adéquam à dinâmica e a imprevisibilidade dos caminhos pelos quais tais serviços podem se expandir e se sustentar. Analogamente, a infraestrutura de informação para suporte a SAS nestes enfoques também encontra dificuldades para lidar com tal dinâmica e imprevisibilidade de forma sustentável. A constatação destas dificuldades nos últimos anos vem estimulando a concepção de sistemas avançados de telemedicina, que referem-se a interação entre pessoas, tecnologias e o ambiente em que estão inseridos, compreendendo um grande número de componentes, como pacientes, profissionais de saúde, fornecedores de serviços, planos de saúde, equipamentos, administradores e formuladores de política de atenção à saúde. A interação entre estes componentes pode gerar estruturas e comportamentos difíceis de se prever e compreender, evoluindo para um nível de organização baseado na auto adaptação em vez de um controle centralizado. A questão que emerge é como planejar e operar uma infraestrutura de informação para suporte a aplicações avançadas de telemedicina, considerando que ela deve ser resiliente e adaptativa, por exemplo, ser robusta quando da ausência de um de seus componentes porque o restante deles pode se adaptar para compensar. Ademais, espera-se que opere de forma estável e eficiente por longos períodos, mas devendo estar preparada para responder a súbitas mudanças no ambiente de forma rápida e sustentável. Desenvolver algoritmos baseados em métodos heurísticos ou que conjuguem métodos exatos com métodos heurísticos para solucionar problemas de otimização combinatória. Investigar as características, os requisitos e o potencial uso de uma infraestrutura de informação para suportar aplicações avançadas de telemedicina. Ampliação do conhecimento das características das aplicações avançadas de telemedicina e dos requisitos da infraestrutura de informação para suportálas. Concepção e desenvolvimento de cenários inovadores para o uso de tais aplicações. Ampliação do conhecimento do processo de construção de uma infraestrutura de informação (concepção, projeto, entrega e operação) para aplicações avançadas de telemedicina. De maneira geral, um problema de Tais estratégias não garantem a otimização otimalidade da solução, mas são capazes combinatória é um problema discreto de de achar soluções de alta qualidade em otimização em que se deseja encontrar tempo computacional aceitável. Além uma solução, em um conjunto finito de disso, os algoritmos desta classe são soluções, que minimiza ou maximiza uma relativamente simples de implementar dada função objetivo. Problemas desta quando comparado com os algoritmos natureza estão presentes em diversas exatos. Conjugar métodos heurísticos e áreas do conhecimento. Aplicações exatos também parece ser uma estratégia podem ser encontradas em problemas de promissora para resolver diversos logística, gestão da produção, alocação de problemas de otimização combinatória. recursos, aviação, eficiência energética, empacotamento de itens biologia computacional, projeto de circuitos integrados, clusterização, gestão de atividades acadêmicas, hospitalares, esportivas, jurídicas, etc. 1. J. F. M. Figueiredo; MOTTA, G. H. M. B. SocialRAD: An Infrastructure for a Secure, Cooperative, Asynchronous Teleradiology System. In: Medinfo th World Congress on Medical and Health Informatics, 2013, Copenhangue. Proccedings of Medinfo Amsterdam, NL: IOS Press, v p (https://www.researchgate.net/publicatio n/ _socialrad_an_infrastructure _for_a_secure_cooperative_asynchronous _Teleradiology_System) 2. J. F. M. Figueiredo ; PIZZOL, Diego Santos de Andrade ; Medeiros Júnior, L. C. ; Bezerra, A. F. F. ; MOTTA, G. H. M. B.. Infraestrutura de segurança para comunicação, autenticação e autorização transparentes em hospitais federados. Journal of Health Informatics, v. 3, p , (http://www.jhi-sbis.saude.ws/ojsjhi/index.php/jhi-sbis/article/view/151) 3. Fernández-Cardeñosa, G., de la Torre- Díez, I., López-Coronado, M., Rodrigues, J. J. P. C. (2012). Analysis of cloud-based solutions on EHRs systems in different scenarios. Journal of medical systems, 36(6), doi: /s Matlani, P.; Londhe, N. D. (2013). A cloud computing based telemedicine service. In 2013 IEEE Point-of-Care Healthcare Technologies (PHT) (pp ). IEEE. doi: /PHT

5 Fernando Matos Fernando Matos Gerência de redes e serviços na computação em nuvem através de SDN Comunicação em Cidades Inteligentes Funcionando tanto como um modelo de serviços (onde recursos, armazenamento e aplicações são oferecidos como serviços) quanto um modelo de negócios (usuários são cobrados pelo uso destes serviços), a computação em nuvem vem ganhando cada vez mais espaço nas empresas. Isto deve-se principalmente ao fato de que equipamentos, como servidores, data centers e aplicativos, como office suites, estarem localizados nos provedores da nuvem. Isto garante um menor custo para a empresa contratante, já que não há a necessidade de adquirir várias licenças de software. Além disso, o gasto com manutenção de equipamentos também diminui consideravelmente. Aproveitando a tecnologia de nuvem implantada, surgiu o conceito de CBN (Cloud Based Networking), onde funções do núcleo da rede, como endereçamento e descoberta de caminho são disponibilizadas na nuvem. Tal tecnologia ganhou força com a utilização de SDN (Software Defined Networking), a qual permite que funções de gerenciamento de rede sejam desacopladas do hardware e executadas através de softwares chamados controladores (controllers) A crescente quantidade e variedade de dispositivos conectados à Internet (incluindo sensores, atuadores e câmeras) criou um problema a ser resolvido pelos pesquisadores, que é a identificação, interoperabilidade e organização destes diferentes dispositivos (área conhecida como Internet das Coisas - Internet of Things (IoT)). Com o advento das chamadas Cidades Inteligentes, a necessidade de resolver estes problemas apenas aumentou, já que vários dispositivos podem estar conectados para facilitar ou melhorar a vida da população em um determinado contexto: saúde, educação, transporte, distribuição de energia e água, meio-ambiente, etc. O objetivo deste projeto é propor/criar modelos para facilitar funções de gerência e configuração de redes através da computação em nuvem utilizando o paradigma SDN O objetivo principal deste projeto é propor/criar mecanismos (middleware, protocolos) para facilitar a comunicação de diferentes disposivitos e aplicações no contexto das Cidades Inteligentes e Internet das Coisas. Como etapa inicial, espera-se a criação de uma camada intermediária de comunicação para facilitar a interoperabilidade entre aplicações e serviços de cuidados da saúde. Dentre os resultados esperados, estão inclusos, mas não limitados a: Definição e aplicação automática de políticas na nuvem; Descoberta de caminhos através da nuvem; Negociação e implantação automática de parâmetros de configuração na nuvem. Dentre os resultados esperados, estão inclusos, mas não limitados a: Modelagem e desenvolvimento de um middleware de comunicação entre diferentes aplicações e serviços no contexto de Cidades Inteligentes; Modelo de dados para ser utilizado entre estas aplicações e serviços. - Tao Feng, Jun Bi, Hongyu Hu, Hui Cao. Networking as a Service: a Cloud-based Network Architecture, Journal of Networks, Vol 6, No 7 (2011), , Jul Mohiuddin Ahmed, Abu Sina Md. Raju Chowdhury, Mustaq Ahmed, Md. Mahmudul Hasan Rafee. An Advanced Survey on Cloud Computing and State-of-the-art Research Issues, IJCSI International Journal of Computer Science Issues, Vol. 9, Issue 1, No 1, January Moumena A. Chaqfeh and Nader Mohamed. Challenges in Middleware Solutions for the Internet of Things, International Conference on Collaboration Technologies and Systems (CTS), José M. Hernández-Muñoz, Jesús Bernat Vercher, Luis Muñoz, José A. Galache, Mirko Presser, Luis A. Hernández Gómez, Jan Pettersson. Smart Cities at the Forefront of the Future Internet, The Future Internet. Lecture Notes in Computer Science, Vol.6656, 2011

6 Rostand Costa Aplicação de Sensoriamento Móvel Urbano no Suporte a Cidades Inteligentes Ambientes ubíquos inteligentes, equipados com sensores e redes de sensores de baixo custo e fácil implantação abrem diversas novas possibilidades para monitoramento urbano. Do ponto de vista de implantação de serviços e aplicações para Cidades Inteligentes, por exemplo, é de extrema importância a construção de repositórios abertos de dados de sensores, coletados em tempo real e de diversas fontes. Tais repositórios podem dar suporte a aplicações inovadoras de monitoramento ambiental, segurança, saúde, educação e mobilidade urbana, entre outros. Neste cenário, fluxos contínuos de dados podem popular o repositório para análises estratégicas em tempo-real ou para posterior mineração de grandes volumes de dados, supostamente correlacionados. Entretanto, a coleta de dados de monitoramento de um grande número de sensores é um desafio atual, devido às limitações tecnológicas, em particular na distribuição e manutenção de sensores fixos pela cidade. Neste sentido, a integração de tecnologias de suporte para Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) e Redes de Sensores sem Fio (Wireless Sensor Networks - WSN) pode ser essencial para dar suporte a um ambiente de sensoriamento de dados urbanos de larga escala. Tal sensoriamento urbano pode permitir a montagem de uma plataforma para criação de aplicações de análise em tempo-real, em diversos cenários estratégicos definidos pelos gestores municipais. O uso de sensores móveis para a coleta de dados é um componente inovador deste projeto que contribui para superar diversas dificuldades de implantação de sensoriamento urbano de larga escala. Nesta abordagem, os sensores coletam dados em movimento e os distribuem em pontos de coleta específicos ou entre seus pares. Alternativamente, os sensores móveis podem estar permanentemente conectados em uma rede de distribuição com cobertura abrangente (WiMax, celular ou satélite). Neste cenário, a categoria emergente de aplicações de mobile crowdsensing, na qual indivíduos com dispositivos dotados de recursos de sensoriamento embutidos coletam e compartilham informações para medir e mapear fenômenos de interesse comum, também se apresenta como uma alternativa promissora. Este projeto de pesquisa tem como objetivo geral a investigação do potencial do uso de sensores móveis para instrumentação de dados no contexto de cidades inteligentes. Os objetivos específicos do projeto são: Prospecção das possibilidades de aplicação de sensoriamento móvel para a coleta de dados urbanos; Avaliação da relação entre a eficácia da coleta móvel e a eventual redução da necessidade de distribuição de sensores estáticos para cobrir uma determinada área de interesse; Investigação da viabilidade de adoção do conceito de mobile crowdsensing na medição de estados e fenômenos individuais ou comunitários que sejam aplicáveis no contexto em pauta. Uma das principais contribuições deste trabalho será avançar no entendimento sobre a construção de bases de dados abertas alimentadas por plataformas móveis de sensoriamento urbano, de forma a suportar a oferta de serviços ao cidadão em vários domínios de aplicações de cidades inteligentes. Um resultado complementar esperado é o mapeamento do estado da arte do uso de sensoriamento móvel para instrumentação de cidades inteligentes e a identificação de diversos desafios de pesquisa ainda em aberto. Paolo Bellavista, Giuseppe Cardone, Antonio Corradi, and Luca Foschini. Convergence of MANET and WSN in IoT Urban Scenarios. IEEE Sensors Journal, Vol. 13, No. 10, October Raghu K. Ganti, Fan Ye, and Hui Lei. Mobile Crowdsensing: Current State and Future Challenges. IEEE Communications Magazine 49(11): (2011).

7 Rostand Costa e Alexandre Duarte Investigação do Uso de Redes de Repositórios Distribuídos para Preservação Digital A preservação digital pode ser entendida como o conjunto de processos responsáveis por garantir o acesso continuado à informação digital durante longos períodos de tempo, isto é, períodos de tempo superiores à expectativa de vida do ambiente tecnológico necessário à interpretação e/ou reprodução dessa informação. Assim, a preservação digital preocupa-se com a capacidade de manter a informação digital acessível, interpretável e autêntica, mesmo na presença de uma plataforma tecnológica diferente daquela inicialmente utilizada no momento da sua criação. A preservação digital levanta desafios de uma natureza fundamentalmente diferente quando comparados com a preservação dos formatos tradicionais. Tradicionalmente, preservar é manter imutável e intacto. No ambiente digital, entretanto, preservar é mudar, recriar e renovar. Onde renovar pode significar mudar formatos, atualizar mídias e substituir hardware e software. Em suma: se, por um lado, queremos manter a informação intacta, exatamente como ela foi criada; por outro, queremos acessá-la dinamicamente e com as mais avançadas ferramentas. Um número crescente de organizações de memória cultural (incluindo as reunidas na iniciativa MetaArchive) aposta que os esforços mais eficazes de preservação digital ocorrem, na prática, através de alguma estratégia para manter múltiplas cópias de conteúdo digital em locais distribuídos seguros. Na era digital, esta estratégia requer investimentos numa matriz distribuída de servidores, capazes de armazenar coleções digitais em uma metodologia précoordenada. A montagem de infraestruturas computacionais para preservação digital distribuída implica em adotar estratégias envolvendo a distribuição geográfica do armazenamento em vários locais e a implementação de segurança forte em caches individuais, uma combinação de abordagens que maximiza a sobrevivência de conteúdo, tanto em termos individuais quanto coletivos. Maximizar as medidas de segurança implementadas em caches individuais reduz a probabilidade de que qualquer cache individual seja comprometida. Por sua vez, a replicação reduz a probabilidade de que a perda de qualquer cache individual leve a uma perda do conteúdo preservado. Este projeto de pesquisa tem como objetivo geral a investigação do potencial do uso de repositórios ativos distribuídos para a criação de uma plataforma escalável que permita a montagem de redes, cooperativas ou não, especializadas na preservação de coleções digitais. Uma premissa básica é dotar cada rede de repositórios com a capacidade de ser organizada em camadas (ou níveis), as quais serão definidas com base no grau de comprometimento das instituições envolvidas e no nível de confiabilidade dos equipamentos e serviços utilizados na montagem da infraestrutura de cada repositório. Os objetivos específicos do projeto são: Levantamento de um conjunto de requisitos básicos para repositórios ativos distribuídos; Definição de uma arquitetura genérica para federação e operação de repositórios ativos em redes de preservação digital; Prospecção de ferramentas para a construção de repositórios ativos que atendam aos requisitos estabelecidos e suportem a arquitetura proposta. A principal contribuição deste trabalho será uma abordagem para a preservação de coleções digitais baseada na montagem de repositórios ativos distribuídos com potencial para adoção por diversas organizações de memória cultural, públicas e privadas. Como contribuição tecnológica, a experiência obtida na prospecção, adaptação e configuração de um protótipo de rede de repositório, aderente à abordagem proposta e baseada em soluções abertas disponíveis no mercado, pode ser muito útil para os usuários desse tipo de infraestrutura de preservação. R. Ruusalepp and M. Dobreva. Digital Preservation Services: State of the Art Analysis. Digital Cultural Heritage Network, DC-NET, K. Skinner and M. Schultz, Eds. A Guide to Distributed Digital Preservation. Atlanta, GA: Educopia Institute, 2010.

8 Carla Taciana Lima Lourenco Silva Schuenemann Engenharia de Requisitos no Desenvolvimento de Serious Games Os chamados jogos sérios (do inglês serious games) são jogos que têm o propósito final definido como sério, como por exemplo, ensinar algo, persuadir sobre uma marca ou treinar uma habilidade. Nesses jogos a diversão apesar de ser um aspecto importante é considerada como uma característica secundária e as características primárias são aquelas que potencializam o propósito sério para o qual o jogo está sendo desenvolvido. Nos últimos 10 anos o uso desse tipo de jogo em ambientes educacionais e treinamento vêm se expandindo gradativamente. Essa expansão se deve a diversos fatores, dentre eles, podemos citar o fato de haver habilidades ou conceitos difíceis de ensinar ou treinar apenas usando recursos teóricos, daí os jogos entram com o importante papel de ser uma ferramenta que possibilita uma maior experimentação e vivência de conteúdo, uma maior interatividade. Apesar da complexidade inerente ao desenvolvimento de aplicativos interativos como jogos digitais, o desenvolvimento de um jogo sério possui ainda outras particularidades. Por exemplo, na maioria das vezes, ele precisa ter um curto tempo de desenvolvimento, com um custo bem mais baixo e uma qualidade tão boa quanto os jogos de diversão desenvolvidos atualmente. Em termos de projeto também há diversos pontos que diferenciam de um jogo digital de entretenimento, por exemplo, há uma necessidade intrínseca de se considerar outras ferramentas adicionais de suporte, como editores e avaliadores de desempenho do jogador. Nesse sentido, este projeto busca identificar e validar recursos e técnicas na Engenharia de Software que possibilitem o desenvolvimento de jogos sérios de uma maneira facilitada e com uma maior qualidade considerando um nicho de aplicação. Identificar e validar recursos e técnicas na Engenharia de Software, especificamente na Engenharia de Requisitos, que possibilitem o desenvolvimento de jogos sérios de uma maneira facilitada e com uma maior qualidade considerando um nicho específico de aplicação, por exemplo, jogos sérios aplicados a saúde. Técnicas devidamente identificadas e validadas que proporcionem o desenvolvimento rápido e de qualidade de jogos sérios. Yusoff, A.; Crowder, R.; Gilbert, L.; Wills, G.A. (2009) A conceptual framework for serious games. 9th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies, Riga, Latvia, July 2009, art. no , p Kang, K.C. and Cohen, S.G. and Hess, J.A. and Novak, W.E. and Peterson, A.S., "Feature-oriented domain analysis (FODA) feasibility study", Technical Report CMU/SEI-90-TR-021, SEI, Carnegie Mellon University, November Mayer, Igor: Towards a Comprehensive Methodology for the Research and Evaluation of Serious Games.. In: Procedia CS, 15 (2012), S Susi, T., Johannesson, M. & Backlund, P. Serious Games - An overview. Technical report, HS-IKI-TR , University of Skövde, Rodrigues, H.F. Aplicando Sistemas Hápticos em Serious Games: Um Jogo para a Educação em Higiene Bucal. Dissertação Universidade Federal da Paraíba, Rollings, A., Morris, D. (2004) Game Architecture and Design: A New Edition New Riders Publishers. Pohl Klaus, Günter Böckle, and Frank J. van der Linden. Software Product Line Engineering: Foundations, Principles and Techniques. Springer-Verlag New York, Inc., Secaucus, Linden, F. J. v. d.; Schmid K and E. Rommes. Software Product Lines in Action:The Best Industrial Practice in Product Line Engineering. Springer-Verlag, Long C.A.. Software product lines: practices and patterns [book review]. IEEE,2002.

9 Carla Taciana Lima Lourenco Silva Schuenemann Gledson Elias Jogos digitais e o ensino de Programação Algoritmos, Técnicas e Ferramentas de Engenharia de Software Baseada em Buscas Os altos índices de trancamento e reprovação em disciplinas relacionadas ao ensino de algoritmos e programação em cursos de Computação e correlacionados têm contribuído para estigmatizar o ensino de programação como sendo um assunto muito complicado e difícil de ser aprendido, o que tem sido motivo de preocupação e alvo de estudo de diversos pesquisadores. Algumas pesquisas destacam que o modo tradicional de ensinar algoritmos e a programar não consegue facilmente motivar os alunos a se interessarem pelo assunto, pois não é claro para eles a importância de certos conteúdos na sua formação. Nesse aspecto, o uso devido de técnicas que auxiliem o ensino e a aprendizagem torna-se essencial, uma vez que são fatores de decisão entre continuação ou abandono de um curso superior. Nesse contexto, alguns experimentos demonstram que o uso de jogos em disciplinas introdutórias de cursos ligados a Computação podem beneficiar e motivar os alunos como também podem aumentar o aprendizado. A Engenharia de Software Baseada em Buscas (SBSE Search Based Software Engineering) é uma área emergente da Engenharia de Software na qual seus problemas são reformulados e modelados como problemas de otimização, e, posteriormente, são resolvidos utilizando conceitos, técnicas, algoritmos e estratégias de busca baseadas em meta-heurísticas. SBSE tem sido aplicada com sucesso a problemas que permeiam todas as atividades do ciclo de vida dos processos de software, como por exemplo: teste de software, elicitação de requisitos, planejamento de tempo e custo de projetos, avaliação de qualidade, manutenção de software, alocação de recursos humanos, e composição de serviços. O presente projeto visa identificar Formas de uso efetivas de jogos para melhores formas de uso de jogos para o apoio ao ensino da Computação ensino da programação de forma a proporcionar uma maior experimentação e vivência dos fundamentos e processos associados com essa grande área de conhecimento. Vale salientar que o projeto proposto está alinhado com as diretrizes da Política Industrial, Tecnológica e de Comércio Exterior do Governo Federal, na área de Software. Além de proporcionar o desenvolvimento de expertise para a construção de jogos sérios com qualidade e inovação em áreas de conhecimento específica. Nesse contexto, este projeto tem por objetivo investigar e conceber algoritmos, técnicas e ferramentas de Engenharia de Software Baseada em Buscas para solucionar problemas em diversas áreas da Engenharia de Software, incluindo a adoção de uma gama de algoritmos de busca baseados em meta-heurísticas e outros métodos de inteligência computacional (lógica fuzzy, ontologias, etc...). O escopo do projeto está aberto a diferentes áreas, com resultados esperados nos seguintes temas: - Formação, seleção e alocação de equipes de desenvolvimento distribuídas e co-alocadas; - Seleção e agrupamento (clustring) de componentes de software; - Seleção de serviços em abordagens de desenvolvimento de software baseado em Serviços Web; - Configuração automática de Linhas de Produto de Software; - Seleção de requisitos em processos de desenvolvimento ágeis. Caspersen, M. E.; Kölling, M. (2009) STREAM: A First Programming Process. ACM Transactions on Computing Education, vol. 9, n. 1, article 4, p. 4:1-4:29 DIGIAMPIETRI, L.A., KROPIWIEC, D. D., Silva, R. A. C. O uso de jogos como fator motivacional em cursos de computação. In: XVIII Workshop sobre Educação em Computação (WEI), 2010, Belo Horizonte. Anais do XXX Congresso da Sociedade Brasileira de Computação (CSBC 2010)., TAYLOR, Matthew E.. Teaching Reinforcement Learning with Mario: An Argument and Case Study. In: Second AAAI Symposium on Educational Advances in Artificial Intelligence. San Francisco, 2011 Vahldick, A. Uma Experiência Lúdica no Ensino de Programação Orientada a Objetos. Anais do Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. SBIE 07. São Paulo, repository

10 Gledson Elias Roteamento em Redes Mesh Redes Mesh ou Redes em Malha Sem Fio (RMSF) possuem algumas características arquiteturais que podem ser exploradas na concepção de protocolos de roteamento, especificamente projetados para este tipo de rede, garantindo maior escalabilidade em termos de número de nós, menor carga de mensagens e menor consumo de energia. Nesta direção, nosso grupo de pesquisa definiu a IWMRA (Infrastructure Wireless Mesh Routing Architecture), uma arquitetura de roteamento dividida em camadas para RMSFs infraestruturadas. O presente trabalho visa o desenvolvimento de um protocolo que opere na camada superior desta arquitetura, a camada de roteamento. O protocolo IWMP (Infrastructure Wireless Mesh Protocol), utilizará as informações obtidas pelas camadas inferiores, de forma a prover proativamente as melhores rotas para qualquer nó da rede, mesh client ou mesh router, evitando que processamento desnecessário seja realizado pelos clientes, que possuem restrições de energia. Os resultados esperados são a concepção, validação e publicação do protocolo de roteamento IWMP. PORTO, D. C. F., CAVALCANTI, G. e ELIAS, G.. A Layered Routing Architecture for Infrastructure Wireless Mesh Networks. ICNS '09 Fifth International Conference on Networking and Services. p , PORTO, D. C. F.. MLSD: Um protocolo de divulgação de estados dos enlaces para redes em malha sem fio infraestruturadas. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Informática. Universidade Federal da Paraíba (UFPB) SANTOS, M. N.. SNDP: Um protocolo escalável para descoberta de vizinhança para redes em malha sem fio infra-estruturadas. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Informática. Universidade Federal da Paraíba (UFPB) AKYILDIZ, I., F. and WANG, X.. A Survey on Wireless Mesh Networks. IEEE Communications Magazine, vol.43, pp.23-30, January 2005.

11 Tiago Maritan e Guido Lemos Acessibilidade em Plataformas Educacionais e Multimídia Pessoas cegas e surdas enfrentam diversas dificuldades para acessar informações, ter acesso às tecnologias da informação e comunicação, participar de ambientes educacionais. Esse projeto/linha de pesquisa tem como objetivo investigar e desenvolver soluções para melhorar o acesso dessas pessoas a esses ambientes e tecnologias. Mais especificamente, o projeto/linha de pesquisa prevê a investigação e desenvolvimento de soluções voltadas a geração de conteúdos em audiodescrição e LIBRAS em diferentes plataformas como TV Digital, Cinema Digital, Web e Dispositivos Móveis. Além disso, pretende-se investigar a adaptação dessas soluções para o contexto educacional. O objetivo geral desse projeto/linha de pesquisa é investigar e desenvolver soluções voltadas a geração de conteúdos em audiodescrição e LIBRAS para diferentes plataformas como TV Digital, Cinema Digital, Web e Dispositivos Móveis. Para atingir esse objetivo geral, é necessário atingir os seguintes objetivos específicos: - Identificar os principais requisitos de comunicação das pessoas cegas e surdas; - Modelar uma solução, ferramenta ou serviço que envolva geração automática de conteúdos em LIBRAS e audiodescrição, a partir de fluxos de áudio ou texto e de roteiros de filmes, respectivamente. - Projetar e desenvolver estratégias que envolvam a síntese de sinais e síntese de voz para geração de fluxos de audiodescrição e LIBRAS; - Projeto de interfaces voltadas para pessoas cegas e surdas; - Validação da solução com usuários cegos e surdos; Com os principais resultados obtidos a partir desse projeto pretende-se: - Desenvolver soluções computacional que reduzam as barreiras de comunicação e acesso a informação de pessoas cegas e surdas; - Formar recursos humanos, em nível Mestrado, nas áreas de Informática com foco em acessibilidade; - Publicar as principais contribuições em Periódicos Científicos e/ou Conferências Nacionais e Internacionais qualificadas pela Capes, contando com a participação discente; - Patentear as principais inovações relacionadas ao presente projeto; - Participar de Conferências nas áreas temáticas do projeto; - Araújo, T. M. U., G. L. Souza Filho, et al. (2012), Automatic Generation of Brazilian Sign Language Windows for Digital TV Systems, Journal of the Brazilian Computer Society, v. 19, , Ferreira, F. L. S., T. M. U. Araújo, G. L. Souza Filho, et al. (2012), Generating Window of Sign Languages on ITU J.200- Based Middlewares, International Journal of Multimedia Data Engineering and Management 3(2), Silva, D. A. N. S., T. M. U. Araújo, G. L. Souza Filho et al. (2012), A Formal Language to Describe and Animate Signs in Brazilian Sign Language. SBC Journal on 3D Interactive Systems, v. 3, p , Silva, D.A.N.S., T. M. U. Araújo, G. L. Souza Filho, et al. (2012), FleXLIBRAS: Description and Animation of Signs in Brazilian Sign Language, em Anais do XIV Simpósio de Realidade Virtual e Aumentada, SVR2012, Niterói, Brasil, pp Ferreira, F. L. S., T. M. U. Araújo, G. L. Souza Filho, et al. (2011), Providing Support for Sign Languages in Middlewares Compliant with ITU J.202, em Proceddings of the 2011 IEEE International Symposium of Multimedia, ISM 11, Dana Point, EUA, pp Lemos, F. H., T. M. U. Araújo, G. L. Souza Filho, et al. (2011), Uma Proposta de Protocolo de Codificação de LIBRAS para Sistemas de TV Digital, em Anais do XVII Simpósio Brasileiro de Sistemas Multimídia e Web, Webmedia 11, Florianópolis, Brasil, pp Silva, D.A.N.S., T. M. U. Araújo, G. L. Souza Filho, et al. (2011), WikiLIBRAS: Construção Colaborativa de um Dicionário Multimídia em Língua Brasileira de Sinais, em Anais do XVII Simpósio Brasileiro de Sistemas Multimídia e Web,Webmedia 11, Florianópolis, Brasil, pp

12 Tiago Maritan e Guido Lemos Cinema Digital Interativo Os avanços recentes nas tecnologias de Vídeo Digital, como, por exemplo, o desenvolvimento de câmeras de alta-resolução, de projetores digitais, de modernos algoritmos de compressão de imagens, das rede de alta velocidade e o desenvolvimento de dispositivos de armazenamento maiores e mais rápidos, tem impulsionado o desenvolvimento da era do "Cinema Digital". Além de melhorar a qualidade dos conteúdos audiovisuais, a digitalização do cinema também torna possível o desenvolvimento e inclusão de novos serviços e aplicações no ambiente do cinema. Essas aplicações e serviços podem trazer um número de benefícios para os usuários, através da expansão das funções do sistema, permitindo que os usuários participem de novas experiências, acessem novas informações, interajam com os conteúdos audiovisuais, dentre outros. Para explorar esses benefícios, nesse projeto, é proposto a investigação e desenvolvimento de um plataforma para o desenvolvimento de aplicações interativas e serviços em plataformas de Cinema Digital. O objetivo geral desse projeto é investigar, desenvolver e prover uma infraestrutura para o desenvolvimento de aplicações interativas e serviços em plataformas de Cinema Digital. Para atingir esse objetivo geral é necessário atingir os seguintes objetivos específicos: - Fazer um levantamento bibliográfico sobre as principais soluções relacionadas a cinema interativo; - Modelar a arquitetura de um middleware para sistemas de Cinema Digital; - Projetar um conjunto de APIs para esse middleware e implementar um protótipo do mesmo; - Projetar e desenvolver aplicações alvo para validar o protótipo desenvolvido; Com os principais resultados obtidos a partir desse projeto pretende-se: - Desenvolver uma infraestrutura que permita a construção/desenvolvimento de serviços interativos nos Cinemas Digitais; - Formar recursos humanos, em nível Mestrado, nas áreas de Informática com foco em Cinema Digital; - Publicar as principais contribuições em Periódicos Científicos e/ou Conferências Nacionais e Internacionais qualificadas pela Capes, contando com a participação discente; - Patentear as principais inovações relacionadas ao presente projeto; - Participar de Conferências nas áreas temáticas do projeto; - Lucenildo Aquino Junior, R. Gomes, Manoel Silva Neto, A. Duarte, R. Costa, Guido Souza Filho, "A Software-Based Solution for Distributing and Displaying 3D UHD Films," IEEE Multimedia, vol. 20, no. 1, pp , D. Simeonidou et al., Optical Network Services for Ultra High Definition Digital Media Distribution, Proc. 5th Int l Conf. Broadband Comm., Networks, and Systems, IEEE, 2008, pp Lucídio dos Anjos Formiga Cabral Lucídio dos Anjos Formiga Cabral Problema da Diversidade Máxima Problema da Edição de Arestas em Grafos Bipartidos A proposta é desenvolver uma infraestrutura que permita expandir as funções tradicionais do Cinema, permitindo que usuários interajam diretamente com os conteúdos, que tenham acesso a conteúdos adicionais em dispositivos de segunda tela, como, por exemplo, trilhas em LIBRAS ou audiodescrição, legendas em outras línguas, dentre outros. O Problema da Diversidade Máxima (PDM) consiste em, dado um conjunto N composto de n elementos, selecionar um subconjunto M Ì N de forma tal que os elementos de M possuam a maior diversidade possível entre eles. O PDM pertence à classe de problemas NP-Difícil limitando, com isso, o uso exclusivo de métodos exatos e tornando atrativo o desenvolvimento de novos métodos heurísticos na solução aproximada deste problema. The NP-hard Bicluster Editing Problem consists of adding and/or removing at most k edges in order to transform a bipartite graph G = (V;E) into a vertexdisjoint union of complete bipartite subgraphs. Silva, Geiza Cristina da, Ochi, Luiz Satoru and Martins, Simone Lima Proposta e avaliação de heurísticas grasp para o problema da diversidade máxima. Pesqui. Oper., Ago 2006, vol.26, no.2, p ISSN Bastos, L., Novos Algoritmos e Resultados Teóricos para o Problema de Particionamento de Grafos por edição de Arestas, Tese de Doutorado, Universidade Federal Fluminense, Rian Gabriel S. Pinheiro, Ivan César Martins, Fábio Protti, Luiz Satoru Ochi, Luidi Gelabert Simonetti, Métodos Exatos e Heurísticos para Biclusterização em Grafos, Proceedings of CLAIO/SBPO 2012.

13 Lucídio dos Anjos Formiga Cabral Alexandre Duarte Prolema da Alocação Dinâmica de Espaços Análise de Redes Sociais Este projeto visa estudar técnicas de Análise de Redes Sociais para aplicação em redes sociais online, buscando entender o comportamento dos indivíduos, e da sociedade como um todo, nessas redes e sua relação com seu comportamento no cotidiano. Brito, A. V. (2010). Estudo da Utilização de Redes Sociais como Ferramenta de Avaliação de Participação. III Workshop de Avaliação..XXI Simpósio Brasileiro de Informática na Educação (SBIE), 2010, João Pessoa. Anderson, C. (2008) A Cauda Longa: Do mercado de massa para o mercado de nicho. Editora Campus, OLIVEIRA, R. F. ; ARAUJO, J. ; MEDEIROS, F. P. A. ; BRITO, A. V.. Monitoramento das Interações dos Aprendizes na Rede Social Twitter como Apoio ao Processo de Mediação Docente. In: Brazilian Workshop on Social Network Analysis and Mining (BraSNAM), 2012, Curitiba. Anais do Congresso Brasileiro de Computação CSBC. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, v. 1. p

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