ESTGV - DI - Dissertações de mestrado (após aprovadas pelo júri)
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- Modelos de Preditivo de Estimativa do Peso Corporal Baseado em Inteligência Artificial: Uma Abordagem Integrada de Pré-Processamento e AvaliaçãoPublication . Figueiredo, Diana Margarida Lopes; Cunha, Carlos Augusto da Silva; Duarte, Rui Pedro Monteiro AmaroO peso corporal é muito mais que um número numa balança. Este valor pode ser indicador de várias doenças, pois tanto o excesso como a falta de peso têm implicações na saúde dos indivíduos. O excesso de peso está associado a doenças cardíacas, obesidade, diabetes, hipertensão arterial, distúrbios respiratórios, entre outras. Enquanto a falta de peso num nível extremo está associado a problemas de deficiência nutricional, enfraquecimento do sistema imunológico, osteoporose e desequilíbrios hormonais. Devido a estes problemas, surge a necessidade de acompanhar e analisar as alterações corporais, para a adoção de uma dieta e um estilo de vida equilibrado com as necessidades do indivíduo. O processo de controlo do peso é um processo complicado e está dependente de vários fatores. Assim sendo, e considerando que a versatilidade da área de Machine Learning (ML) permite desenvolver projetos que melhorem a qualidade de vida do ser humano, neste trabalho pretende-se desenvolver um modelo de ML para prever o peso futuro tendo em conta o registo alimentar, exercício físico e Taxa Metabólica Basal (TMB) de indivíduo, com o objetivo de mostrar o impacto que três dias podem ter no peso futuro. Os resultados da performance do modelo obtidos através do cálculo das métricas de desempenho, foram positivos. Através do cálculo do Coeficiente de Determinação foi obtido o valor 0.75, o que para esta métrica é considerado um valor bom, visto que está mais próximo de 1 do que de 0. Os valores do cálculo do Mean Squared Error (MSE) e do Mean Absolute Erro (MAE) demonstra que o modelo conseguiu aprender os padrões nos dados e que não existiu overfitting significativo. Estes resultados demonstram ser viável o desenvolvimento deste tipo de soluções.
- Signal processing measurement of the results of the up-down hop test using sensorsPublication . Capris, Ticiana Carneiro Lopes; Cunha, Carlos Augusto da Silva; Pires, Ivan MiguelThe advancement of mobile technology and sensor development has profoundly impacted several sectors, including physical therapy and rehabilitation sciences. This study focuses on measuring the Up-Down Hop Test findings with sensor technologies to improve clinical assessments and rehabilitation outcomes and contribute to the growth of sports science. By incorporating sensors into mobile devices, the study investigates novel techniques for objectively analyzing data from the Up-Down Hop Test, providing a complete understanding of the patient’s lower limb function and stability. Using sensors, such as accelerometers, gyroscopes, and magnetometers, allows for the accurate capturing of movement data, which is essential for assessing the efficiency of rehabilitation programs and establishing an individual’s readiness to resume physical activity. The study describes the limitations of traditional ways of evaluating Up-Down Hop Test results, which rely on subjective assessments and physical measurements. The study uses sensor technology to overcome these issues, suggesting a more ob jective and efficient assessment process. This method improves the accuracy and reliability of test findings and facilitates the formulation of tailored rehabilitation plans based on quantitative data analysis. A thorough literature analysis offers the study’s theoretical underpinning, em phasizing the importance of the Up-Down Hop Test in physical therapy and the po tential benefits of introducing sensor technology into its evaluation. Related works are discussed, contrasting various techniques and their clinical usefulness, highlight ing the need for trustworthy, objective, and cost-effective tools for assessing athletic performance and healing. The methodology section describes the methods used to execute and evaluate the sensor-based assessment of the Up-Down Hop Test, including sensor selection, data collection protocols, and analytic approaches. Pilot tests and statistical analysis have validated the suggested method’s effectiveness, proving its ability to provide a complete knowledge of test results and guide rehabilitation efforts. The study’s findings support the viability of using sensor technology to correctly quantify Up-Down Hop Test outcomes. It provides valuable insights into the healing process and aids evidence-based decision-making in physical therapy practices. This study adds to the expanding body of knowledge about using sophisticated technology in healthcare, recommending future directions for developing more effective and tailored rehabilitation treatments.
- Detection of fake images generated by deep learningPublication . Monteiro, Stéphane Mesquita; Lacerda, Ana Cristina Wanzeller Guedes de; Caldeira, Filipe Manuel SimõesDuring the last few years, the amount of audiovisual content produced is continually increasing with technology development. Along with this growth comes the availability of the same information through numerous devices that any individual holds, including smartphones, laptops, tablets, and smart TVs, in an entirely free and open manner. These type of content are considered an authenticity element since they represent a reality record. For example, in court, photos frequently determine the jury's course of action since what is available is a recorded picture that validates a narrative and usually does not leave room for doubts. However, with the advancement of Deep Learning (DL) algorithms, a new and dangerous trend known as Deepfakes begins to emerge. For example, a deepfake can be a video or an image of a person on which their face or body is totally or partially modified to appear to be someone else. This technique is often used for manipulation, blackmailing, and spreading false information. After recognizing such a dangerous problem, this study aims to uncover patterns that deepfakes show to identify authenticity as accurately as possible, using machine learning and deep learning algorithms. To get the highest level of accuracy, these algorithms were trained on datasets that included both real and phony photos. The outcomes demonstrate that deepfakes can be accurately identified and that the optimal model may be selected based on the specific requirements of the application.
- Caracterização Anonimizada de Utilizadores de Twitter com base na Análise de SentimentoPublication . Saraiva, Gonçalo Sebastião Trindade; Pinto, Filipe Marques da Silva Cabral; Guedes, Ana Cristina WanzellerAo longo dos anos, impulsionada pelo avanço tecnológico e pela constante inovação de serviços, a sociedade tem intensificado substancialmente o uso das redes sociais, alcançando níveis de dependência (SNS, 2020). A rede social X (antigo Twitter) é uma rede social que permite aos seus utilizadores partilhar as suas opiniões. Esta é uma das redes sociais mais utilizadas atualmente (Martin, 2023) e, quando surgiu, era permitido um máximo de 140 caracteres por tweet, valor que foi aumentado para 280 em 2017. Em Portugal, 2,5 milhões de pessoas usam a rede social X e, mundialmente, esta rede social conta com mais de 330 milhões de utilizadores, o que origina em média a criação de 5 787 tweets por segundo em todo o mundo, o que equivale a quase 500 milhões diariamente (Bacelar, 2022). Estes tweets geram uma quantidade significativa de dados, dados estes que estão a ser cada vez mais importantes na atualidade, pois é possível retirar informações relevantes e/ou ser capaz de identificar perfis. Isto é alcançado através da tecnologia e da descoberta de novas técnicas e algoritmos, sendo estas as principais razões para o desenvolvimento deste projeto. O projeto teve os seguintes objetivos: • Tratar Dados de forma a conseguir obter o melhor resultado possível. • Determinar tópicos para conseguir perceber os assuntos. • Classificar os tweets de modo a determinar se os utilizadores são a favor, contra ou neutros relativamente aos tópicos discutidos nas redes sociais. • Recomendar conteúdos com base no sentimento detetado anteriormente, tendo em conta o tópico abordado. Com o intuito de esclarecer os objetivos deste estudo, propõe-se o seguinte exemplo ilustrativo: Se o Presidente da República for a entidade selecionada, procede-se, assim, à recolha de tweets que façam menção ao perfil "@PresidenteDaRepublica". Em seguida, serão realizadas as etapas necessárias para o tratamento adequado desses tweets, seguido pela identificação dos tópicos mais frequentemente discutidos em relação a essa figura pública. Isso estabelecerá a base de dados fundamental para a condução deste projeto. Uma vez obtida a base de dados, sólida e coesa, realiza-se a análise de sentimento com o objetivo de identificar e classificar os perfis de utilizadores em categorias como "Positivo", "Neutro" ou "Negativo" em relação a diversos temas relacionados com a entidade. Posteriormente, será implementado um sistema de recomendação para enviar conteúdos diferenciados a cada grupo de utilizadores previamente identificados. Esta abordagem permitirá potencialmente influenciar as opiniões das pessoas ou auxiliá-las na formação de opiniões bem fundamentadas e construtivas, independentemente das opiniões serem positivas ou negativas a determinados assuntos.
- Modelo machine learning para padrões alimentares de doentes com AlzheimerPublication . Cardoso, Tiago Ribeiro; Cunha, Carlos Augusto da Silva; Duarte, Rui Pedro Monteiro AmaroEste trabalho pretende explorar a aplicação de técnicas de machine learning na análise de padrões de alimentares. A área de machine learning pode ser aplicável a qualquer indústria e que, se corretamente aplicada, poderá trazer benefícios que até agora eram impossíveis de alcançar para a qualidade da vida humana. Por estas razões a utilização de técnicas de machine learning tem vindo nos últimos anos a ganhar importância no âmbito do reconhecimento de padrões para suporte á tomada de decisões. A doença de Alzheimer leva as pessoas a perder a autonomia de exprimir as suas necessidades. Com isto os doentes de Alzheimer tornam-se dependentes de outras pessoas, mesmo para as tarefas mais básicas, nomeadamente a escolha de alimentos. Tornando assim o controlo alimentar destas pessoas uma tarefa bastante importante executada pela pessoa que apoia a sua rotina diária, denominada de Cuidador Informal (CI). Este acompanhamento é sem dúvida um processo que exige do CI uma grande responsabilidade, disciplina e habilidade para lidar com possíveis adaptações circunstanciais, como a substituição de alimentos prescritos no plano alimentar por outros equivalentes ou a combinação cuidadosa de alimentos. A combinação de alimentos é um fator sobretudo ligado à preferência dos próprios doentes, para além das regras de combinação dos alimentos recomendados pelos especialistas da doença, existem padrões particulares a cada indivíduo que podem variar ao longo do tempo. Pretende-se assim, desenvolver um modelo de machine learning para detetar padrões a partir do registo prévio alimentar, podendo substituir o doente nas suas escolhas e auxiliar a pessoa que o acompanha. Pretende-se explorar várias combinações de configurações, adaptando os valores dos diferentes hiperparâmetros na execução do trabalho experimental, para comparar e obter resultados que servirão para retirar conclusões sobre a aplicação destas técnicas neste contexto.
- Modelo das Salas de Aula de Futuro na Região Dão LafõesPublication . Ferreira, Lisete Maria Teixeira; Sá, Filipe Alexandre Almeida Ningre de; Pinto, Maribel Santos MirandaAo longo dos tempos, sérias transformações têm vindo a operar-se em todos os setores socias, graças aos avanços das tecnologias e à sua incontrolável disseminação. O setor educativo tem sido o mais fustigado, mercê do compromisso que assumiu, desde sempre, com a sociedade. A criação de projetos que apelam à implementação das TIC nas escolas constituem um exemplo desse acordo. A criação do projeto “Future Classroom Lab” (FCL) pela European Schoolnet (EUN) e a divulgação dos resultados pelo iTEC (Innovative Te-chnologies for an Engaging Classroom) apelam para a importância das TIC, disseminação e sua implementação nas Escolas. Propiciadoras da criação de cenários educativos inovadores, impõem-se como um meio privilegiado para o uso da tecnologia nas áreas do investigar, criar, apresentar, interagir, partilhar, e desenvolver o conhecimento. Estas são motivadoras das aprendizagens do aluno, permitindo implementar uma nova dinâmica e organização do ensino. Decorrente daquele pressuposto o objetivo geral do presente trabalho traduziu-se na realização de um estudo na Região Dão Lafões, relacionado com as Salas de Aula do Futuro, cujo foco incidiu nas práticas educativas, fruto das metodologias de ensino e aprendizagem atualmente utilizadas nesses espaços que fomentam a motivação. A metodologia adotada, de natureza quantitativa, foi o inquérito por questionário - instrumento de recolha de dados - e a análise estatística como técnica. Trata-se de um estudo, que contou com cento e vinte e um indivíduos – oitenta e nove alunos e trinta e dois professores. Os resultados obtidos demonstraram que a amostra escolhida para o estudo em questão, pouco contacto teve com um cenário educativo com aquelas características, contudo, foram recetivos à inovação e reconheceram a mais-valia que as Salas de Aula do Futuro podem constituir para o êxito do processo de ensino e aprendizagem.
- O Scratch para o ensino de programação com crianças do 2º CEBPublication . Pereira, Ana Paula do Amaral; Sá, Filipe Alexandre Almeida Ningre de; Pinto, Maribel Santos MirandaAtualmente as tecnologias são ferramentas que estão presentes no quotidiano dos alunos. Elas desempenham um papel de suma importância na sua formação, proporcionando-lhes a obtenção de conhecimentos e o desenvolvimento de novas competências. Perante os outros e a diversidade do mundo, a mudança e a incerteza, importa criar condições de equilíbrio entre o conhecimento, a compreensão, a criatividade e o sentido crítico. Neste sentido, a disciplina de Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) é uma ferramenta essencial no processo de ensino aprendizagem, pois vem dotar os alunos de competências digitais. Nesta disciplina, no domínio Criar e Inovar, emerge o pensamento computacional e o início à programação por blocos. Este estudo mostrar mostrar a importância do pensamento computacional, critico e criativo através da linguagem Scratch. Neste sentido, realizaram-se atividades práticas, em contexto de sala de aula, que consistiram na resolução de tarefas de programação, para compreender se o Scratch é uma ferramenta adequada para o desenvolvimento do pensamento computacional e criativo em crianças. Com a finalidade de concretizar este estudo foi envolvida uma turma de vinte e um alunos, de uma escola pública localizada no concelho de Tondela. Foram lecionadas cinco aulas de TIC, com conteúdos de programação. Para compreender se o Scratch é uma ferramenta facilitadora no processo de ensino aprendizagem, do pensamento computacional, utilizou-se o método quantitativo na realização desta investigação-ação. Tendo por base os resultados obtidos, procedeu-se à sua apresentação, análise e posterior discussão, que conduziu à respetiva conclusão. A análise dos resultados obtidos através das atividades de programação realizadas no Scratch, proporcionaram evidências de que esta ferramenta é profícua no desenvolvimento do pensamento computacional e criativo, assim como no interesse pela programação.
- Análise e Exploração de Dados em Cuidados de SaúdePublication . Gomes, André Filipe Domingos; Lacerda, Ana Cristina Wanzeller Guedes de; Fialho, Joana Rita da SilvaEm diversos setores, há uma grande quantidade de dados recolhidos e armazenados, mas que não são analisados. A área da saúde não é distinta e, pela importância que tem junto da população, esta situação não é desejável. Os dados podem fornecer informações históricas ou tendências que poderão ajudar a melhorar o desempenho das organizações no futuro. Para contornar as dificuldades referidas, a mineração de processos (Process Mining) possibilita a extração de conhecimento a partir de dados gerados e armazenados nos sistemas de informação. Assim, este trabalho pretende mostrar os benefícios da utilização do Process Mining na melhoria de processos de saúde, neste caso aplicada a dados de um serviço de urgências. O trabalho iniciou-se por uma fase de pesquisa e exploração, na qual os algoritmos e ferramentas de Process Mining foram investigados, analisados e comparados. Nesta fase, as ferramentas de Process Mining, PM4Py, ProM e Disco, foram testadas, bem como os algoritmos disponíveis Alpha Miner, Directly-Follows Graphs, Fuzzy Miner, Heuristic Miner e Inductive Miner, em cenários com dados que apresentavam desafios reais. Destes testes resultaram comparações e conclusões que foram apresentadas de forma compreensível e intuitiva. Esta fase foi de extrema importância, pois permitiu obter um conhecimento prático necessário para que a posterior aplicação das técnicas fosse o mais eficiente possível. O caso de estudo final permitiu perceber o real potencial das contribuições que o Process Mining pode dar a uma área de tão relevante interesse geral. Com resultados muito positivos, chegou-se a um modelo que permitiu a análise do real funcionamento de um serviço de urgências. Este modelo foi examinado ao pormenor e, posteriormente, foi verificada a conformidade de acordo com o modelo previsto. Esta comparação possibilitou retirar conclusões em relação à gestão do processo, assim como dos seus recursos. Estas informações são extremamente úteis para que os profissionais de cada unidade possam agir sobre as ineficiências existentes e melhorar um serviço com tanta importância para a população.
- Caso de estudo sobre automação de testes de softwarePublication . Trindade, Sofia Inês Morais; Lacerda, Ana Cristina Wanzeller Guedes de; Cunha, Carlos Augusto da SilvaA qualidade de um sistema, atualmente é algo imprescindível para os utilizadores. Sem o mínimo de qualidade o produto pode não chegar ao consumidor final. Para assegurar a qualidade é necessário efetuar uma quantidade exaustiva de testes durante as fases do seu desenvolvimento de onde podem surgir defeitos. Quanto mais cedo os defeitos forem detetados menor é o seu custo de resolução. Atualmente, existe também a necessidade de validar os sistemas de forma mais rápida e segura devido ao conceito de entrega e integração contínua, cujo objetivo é colocar qualquer tipo de alteração no ambiente de produção. Neste sentido, recorre-se a estratégias de automação de testes para otimizar o seu processo de entrega. Com a realização deste trabalho pretende-se aprofundar os fundamentos teóricos sobre a área da qualidade, mas também, propor uma estratégia de automação de testes de software, tendo em conta uma arquitetura básica e passível de aplicação na maioria de sistemas que a usem. Esta estratégia é aplicada num caso de estudo, tendo em conta as boas práticas e diretrizes do processo de teste: planeamento, controlo e monitorização, análise, desenho, implementação, execução e conclusão. A arquitetura adotada pela estratégia de testes proposta é baseada no padrão arquitetural de três camadas. O âmbito da estratégia passa pela implementação de testes de integração nos serviços da camada aplicacional, onde se validam as regras de negócio, o corpo e o código das respostas recebidas. Inclui ainda a implementação de testes End-to-End na camada de apresentação, onde se validam interações entre os componentes e as interfaces da aplicação. Todos os testes automatizados são executados numa pipeline de integração e entrega contínua, sempre que pretenda enviar qualquer alteração para o ambiente produtivo. A aplicação da estratégia a um caso de uso permitiu concluir que a mesma é passível de utilização em projetos de várias dimensões, visto que são abordados os aspetos mais pertinentes da definição estratégias de teste. Qualquer pessoa que tenha interesse na área de automação de testes consegue obter as bases necessárias para proceder á implementação de testes automáticos, criar baterias de testes de regressão automáticas e investir o restante tempo em testes exploratórios manuais, cujo foco são situações nunca antes pensadas e de onde podem surgir problemas ainda não identificados, evitando que estes cheguem ao consumidor final.
- A influência da Embalagem na Compra de Águas EngarrafadasPublication . Lopes, Cátia Alexandra Rodrigues; Antunes, Joaquim GonçalvesAs empresas estão cada vez mais competitivas, daí um dos principais objetivos para alcançar o sucesso é a diferenciação perante as restantes. Não se pode dar por garantida a venda de um produto, é necessário saber diferenciá-lo. Por isso, o ponto principal começa quando este se consegue destacar dos restantes na prateleira do local de venda. Esta investigação tem por base perceber como é que a embalagem das águas engarrafadas comunica com o consumidor, pois de nada serve apresentarmos uma bebida em que sugerimos elevada qualidade se depois essa qualidade não é transmitida. Assim, o principal objetivo é perceber como é que a embalagem das águas engarrafadas influência na compra nomeadamente através da importância do packaging das águas engarrafadas quanto ao marketing e através os aspetos que levam à interação da embalagem com o consumidor. O packaging é, por isso, um elemento diferenciador, pois é através dele que se desperta o interesse e a curiosidade do ser humano. No caso das águas engarrafadas estas têm sofrido muitas alterações desde o seu formato da embalagem, até à sua composição, isto porque têm surgido cada vez mais concorrentes no mercado. Até há algum tempo a água era considerada como um produto que servia apenas para beber, não interessando a sua embalagem. Hoje em dia, essa abordagem mudou e a água engarrafada é vista como um produto igual aos outros, sujeita também a diferenciação. Podemos atualmente encontrar as marcas brancas e as marcas premium em que é valorizada a diferenciação da embalagem. A embalagem premium era geralmente encontrada em restaurantes e lojas gourmet. Hoje já se consegue encontram em qualquer superfície comercial. Com o surgimento de todas as diversas marcas de água engarrafada, a água deixou de ser vista apenas como um bem, passando assim a ter outro destaque quando é encontrada numa prateleira de supermercado. Assim, os principais resultados mostram que efetivamente a embalagem influência na compra onde as características destacadas são embalagens Recicláveis e Reutilizáveis em que ocorrem algumas diferenças no género feminino e masculino. Consequentemente, percebeu-se que existem características que são vistas pelos consumidores como mais importantes do que outras para a influência da compra. Por último são apresentadas as conclusões, as limitações do estudo e as pistas para investigações futuras.