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Ciência de Dados

CeMEAI e Reenvolta fecham parceria com a Prefeitura de Matão

Cidade utilizará novo sistema de gerenciamento de resíduos sólidos

 

Na última segunda-feira (28), representantes do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) e da cooperativa Reenvolta se encontraram com o prefeito da cidade de Matão, Chico Dumont, para assinar uma parceria entre as instituições. A reunião foi realizada na sala de reuniões do gabinete da prefeitura.

O CeMEAI desenvolveu um sistema online que permite gerenciar resíduos sólidos de qualquer município. Com a ajuda da Reenvolta, o projeto piloto do programa será feito na cidade de Matão. “Por ora, o sistema tem a capacidade de processar quais são os tipos de resíduos, de onde eles estão vindo e para onde eles estão indo. A gente consegue descrever o que está acontecendo com eles”, conta Francisco Louzada Neto, coordenador de transferência de tecnologia do CeMEAI e professor da USP em São Carlos.

Segundo o coordenador administrativo da Reenvolta, Paulo José Penalva Mancini, a parceria é importante pelo pioneirismo. “A nossa ideia é utilizar mais e melhor a tecnologia da informação para uma área que é relativamente nova no Brasil. A pesquisa sobre resíduos sólidos começou na década de 90 e ainda há muito o que se fazer, porque isso envolve questões de hábito, cultura, economia, tributos e fiscais”, argumenta Mancini.

O prefeito de Matão, Chico Dumont, também comemora a união em prol do meio ambiente. “A gente percebe as dificuldades que os municípios têm em relação aos resíduos sólidos e, para nós, vai ser muito importante. Vamos dar um passo grande para que a gente possa melhorar ainda mais o meio ambiente e a qualidade de vida da nossa população com essas informações que serão gerenciadas pelo sistema”, complementa.

A parceria entre o CeMEAI e a Reenvolta foi firmada em setembro do ano passado e tem duração de um ano, com possibilidade de renovação.

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

Leonardo Zacarin – Comunicação CeMEAI

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Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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Pesquisa aponta avanços no diagnóstico da esquizofrenia

Modelo matemático identifica diferenças entre cérebros de quem tem ou não a doença

 

A esquizofrenia é um transtorno mental complexo que dificulta a distinção entre as experiências reais e imaginárias, interfere no pensamento lógico e tem causas ainda desconhecidas. Um estudo realizado no Icmc Usp e coordenado por pesquisador do CEPID - CeMEAI busca métodos inovadores na detecção da doença. Saiba mais: http://goo.gl/WqJsg0

Publicado por CEPID - CeMEAI em Terça, 1 de março de 2016

A esquizofrenia é um transtorno mental complexo que dificulta a distinção entre as experiências reais e imaginárias, interfere no pensamento lógico e tem causas ainda desconhecidas. O distúrbio intriga pacientes, médicos e pesquisadores do mundo todo.

Na USP de São Carlos, teve início em 2012, um trabalho para ajudar no diagnóstico da doença.

Com a coordenação do professor e pesquisador do CeMEAI (Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria), Francisco Rodrigues, a pesquisa já conseguiu identificar a diferença básica entre o cérebro de uma pessoa que tem ou não a esquizofrenia.

Segundo Rodrigues, oobjetivo principal era desenvolver um modelo matemático computacional que permitisse fazer o diagnóstico sem qualquer tipo de experimento invasivo. “A partir de um scanner de ressonância magnética, mapeamos o cérebro e analisamos os dados das redes corticais. Quando a pessoa tem a doença, o cérebro é menos organizado em determinadas regiões do que o de uma pessoa que não tem a esquizofrenia”, explica.

Rodrigues diz ainda que são extraídas e analisadas 54 características e por intermédio de um grafo, é possível afirmar com 80% de chance que trata-se de um paciente com o distúrbio.

Agora, o próximo passo é aplicar o mesmo método para diagnosticar outros tipos de doenças degenerativas como o autismo. E uma parceria junto ao Donders Institute (Instituto Holandês de Estudos do Cérebro) irá unir força neste trabalho. “Os pesquisadores holandeses estiveram aqui na USP e iremos compartilhar os estudos, possibilitando um avanço nos diagnósticos dessas doenças”, conclui.

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Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Raquel Vieira - Assessoria CEPID-CeMEAI

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Pesquisa do CeMEAI utiliza VANT em pulverizações

Estudo busca automatizar a tarefa do despejo de agrotóxicos

 

No campus da USP - Universidade de São Paulo em São Carlos, pesquisadores do CEPID - CeMEAI desenvolveram um modelo de veículo aéreo não tripulado (VANT) que pode ajudar os agricultores. Saiba mais: http://goo.gl/jmcgrs

Publicado por CEPID - CeMEAI em Sexta, 22 de janeiro de 2016

Os veículos aéreos não tripulados (VANTs) têm se desenvolvido bastante na última década e podem ser usados em diversas tarefas. No campus da USP em São Carlos, pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) desenvolveram um modelo que pode ajudar os agricultores.

A ideia do estudo orientado pelo professor Jó Ueyama, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) e pesquisador do CeMEAI, é criar um equipamento que faça pulverizações sem depender de uma pessoa para controlá-lo. Utilizando a inteligência computacional, o VANT é monitorado por uma central eletrônica, que faz todos os cálculos necessários para despejar o agrotóxico no local exato e não poluir o meio-ambiente. “São vários agentes envolvidos, como um anemômetro, para medir a velocidade e a direção do vento, e uma estação base. Todos eles conversam entre si para fazer com que o agrotóxico caia na região correta”, conta Heitor Freitas, aluno de doutorado do ICMC.

Outro doutorando envolvido na pesquisa é Bruno Faiçal, também do ICMC. Ele explica como os testes funcionam: “Os voos são pré-programados. Nós estabelecemos uma rota desejada e passamos para o computador de bordo do VANT. No local onde o teste é realizado, nós só o colocamos no ar e, sozinho, ele segue a rota pré-estabelecida”.

Com o voo programado e a rota determinada, o VANT é capaz de despejar o agrotóxico apenas na área desejada e de forma autônoma, já que o equipamento calcula as variações do vento e da umidade do ar e compensa essas forças para que a margem de erro seja mínima.

O equipamento ainda não está finalizado. A cada cinco dias, Freitas e Faiçal fazem testes no campo de futebol da USP para aprimorar o dispositivo. O sistema do VANT em desenvolvimento pesa 1kg, carrega até 2,5kg de agrotóxico e tem autonomia de voo de aproximadamente 30 minutos.

A intenção dos pesquisadores é incorporar a ideia em aeronaves pulverizadoras maiores. “Esse aqui é um protótipo menor, para testarmos a ideia. O objetivo é levar para uma aeronave maior, que cubra uma área maior” frisa Freitas. E os pesquisadores já estão buscando apoio para isso. “Nós já estamos em contato com uma empresa norte-americana para esse fim e esperamos conseguir financiamento para uma aeronave maior”, finaliza Faiçal.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Leonardo Zacarin - Assessoria CEPID-CeMEAI

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Você sabe qual a probabilidade de ter malária mais de uma vez na vida?

Uma das pesquisas do CeMEAI estuda essa possibilidade

malria

Uma parceria entre pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) e a Universidade Federal do Mato Grosso (UFMT) tem avançado no sentido de entender melhor quais são as chances de uma pessoa ter malária mais de uma vez na vida e sugerir ações mais efetivas no controle e combate da enfermidade.

A doença é causada por protozoários e transmitida pela fêmea infectada do mosquito Anópheles, que carrega o Plasmodium. A malária pode ser de diferentes tipos, e a maioria dos casos se concentra na região amazônica do país, nos estados do Acre, Amapá, Amazonas, Maranhão, Mato Grosso, Pará, Rondônia, Roraima e Tocantins. Os principais sintomas são febre alta, calafrios, suor em excesso, tremores e dor de cabeça. Muitos pacientes também apresentam náusea, vômito cansaço e falta de apetite. O tratamento é simples, eficaz e oferecido pelo Ministério da Saúde. Mas se não tratada, a doença pode levar a óbito.

O estudo tem como base informações fornecidas pela UFMT, onde o médico infectologista Cor Jesus Fernandes Fontes é um dos envolvidos. De acordo com ele, de agosto de 2010 a outubro de 2012, foram atendidas no Hospital Universitário Júlio Mülller 234 pessoas com malária. “Destas, 154 preencheram os critérios para a análise proposta pela pesquisa. Eram pacientes procedentes da área endêmica de malária no Mato Grosso, principalmente de municípios da região noroeste do estado, como Aripuanã, Colniza e Juína. Em geral, a doença acomete mais os homens, em virtude da maior exposição ao mosquito vetor da doença, já que eles frequentam mais as áreas de garimpo e de desmatamento. A proporção de homens na amostra analisada foi de 85% (199 homens e 35 mulheres), com idades entre 16 e 63 anos”.

Também participam do trabalho o professor e coordenador de Transferência Tecnológica do CeMEAI, Francisco Louzada, o professor Vicente Cancho, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP) e a pesquisadora Márcia Macera.

Já são dois anos e meio de estudo e dois artigos publicados. Márcia defendeu a tese dela sobre o assunto no início de setembro. Entre os resultados estão a percepção de que – no banco de dados avaliado – os pacientes com idades superiores a 37 anos têm risco de 40% maior de apresentar a recorrência da malária do que os demais pacientes.

A intenção é aperfeiçoar ainda mais os modelos matemáticos. Márcia explica: “a análise realizada com os dados de malária é um passo preliminar para o desenvolvimento de um modelo ainda mais complexo, considerando talvez outros fatores além dos estudados para a modelagem desses dados”. Os resultados também permitiram identificar, dentre os tratamentos, aquele que é considerado o mais efetivo (artemeter/lumefantrina/primaquina/cloroquina). A probabilidade de ser curado, por exemplo, é de 77% para um indivíduo pertencente ao grupo de referência (pessoas do sexo feminino com idade superior a 37 anos e que receberam tratamento com cloroquina+primaquina).

Márcia conta que os pesquisadores estavam em busca de dados reais novos, que ainda não estivessem na literatura sobre o assunto, para avaliar os modelos. “Os dados enviados pelo professor Cor foram de grande importância para o início do trabalho”, completa a pesquisadora. O médico Cor Jesus Fontes também ressalta que a parceria é muito relevante, porque “conhecer a probabilidade de recorrência da doença, chamada de recaída, poderá ser útil para o Programa Nacional de Controle da Malária no Brasil, permitindo a definição de estratégias específicas para prevenir esse evento entre os pacientes”. É a Modelagem de Risco ajudando os agentes de saúde a mapear e a reduzir os casos de malária no Brasil.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

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Assessoria CEPID-CeMEAI

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Estudo possibilita a detecção automática de vazamentos em redes de água

Pesquisa tem participação de professor do CeMEAI

 

Um estudo de doutorado de uma aluna da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP), em parceria com um pesquisador do CEPID - CeMEAI, busca detectar automaticamente vazamentos em redes de distribuição de água. Entenda: http://goo.gl/9VCjGB

Publicado por CEPID - CeMEAI em Quinta, 17 de dezembro de 2015

Um projeto de doutorado desenvolvido por uma aluna da USP em São Carlos promete criar um método que identifique a ocorrência de vazamentos em redes de distribuição de água de forma automática. Maria Mercedes Gamboa é doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Hidráulica e Saneamento da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) e vem desenvolvendo e testando o método na rede de distribuição da cidade de Araraquara, abastecida pelo Departamento Autônomo de Água e Esgotos (DAAE).

O estudo faz parte de um convênio da USP com o DAAE. A parceria é coordenada pela professora Luisa Fernanda Ribeiro Reis, do Departamento de Hidráulica e Saneamento (SHS) da EESC, que é também orientadora da aluna. “A ideia do convênio é que eles cedam os dados dos sistemas deles para nós e, assim que produzimos resultados, disponibilizamos para que eles utilizem”, relata a professora.

O método se baseia na aplicação de técnicas de aprendizado de máquina usando os dados obtidos continuamente na rede. Para obter os dados da pressão da água nas tubulações, Maria instalou, com a ajuda do DAAE, nove sensores em diferentes pontos da cidade: Jardim Panorama, Vila Suconasa, Vila Melhado, Vila Normanda, Jardim Nova Época, Jardim Residencial Água Branca, Yolanda Ópice e Jardim Paulista. Todos fazem parte do setor Martinez, que abastece cerca de 18 mil habitantes.

Os sensores foram instalados especialmente para a pesquisa de Maria. “Foram feitas adaptações simples do ponto de vista técnico. Foram construídos pelo DAAE nove poços de visita e, dentro deles, nas redes, foram adaptados registros que permitem a conexão dos sensores de pressão”, explica Fernando Lourencetti, gerente de manutenção elétrica e mecânica do DAAE.

Os valores de pressão continuamente medidos constituem o banco de dados que é necessário para o modelo, e que se atualiza semanalmente durante a atual etapa do estudo.“Os sensores de pressão têm memória interna e medem os valores continuamente, registrando os valores a cada dois minutos. Eles conseguem armazenar mais ou menos uma semana de dados. Por isso, toda semana eu venho para Araraquara para transferir os dados para o computador”, conta Maria. A ideia é que, no futuro, essa tarefa seja automatizada.

As informações recolhidas são levadas de volta para São Carlos e analisadas pela aluna com a ajuda de ferramentas computacionais propostas pelo professor Rodrigo Mello, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP e pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI). “A minha parte é contribuir com a modelagem dos dados que a Maria obtém em Araraquara. Cada sensor produz uma série temporal, e essas séries são usadas para montar o modelo que pode detectar momentos em que há ou não o inicio de um vazamento”, esclarece Rodrigo.

Durante a análise dos dados, surgem inicialmente, na tela do computador, gráficos de pressão ao longo do tempo. Uma diminuição da pressão é, possivelmente, um indicativo de vazamento. Mas nem sempre é assim. A diminuição pode ter sido provocada por motivos diferentes ou também ficar mascarada pelas variações normais na rede. Por isso, a função do modelo matemático é distinguir as variações que de fato correspondem a um vazamento das variações que não correspondem. “Nós temos que encontrar limiares para indicar o que é normal e o que não é normal. Um dos componentes da série temporal permite essa análise com uma precisão maior”, conta o pesquisador.

O estudo ainda está em estágio de desenvolvimento, mas Maria já espera que o método, quando finalizado, possa ser usado em qualquer rede de abastecimento de água. “O objetivo do doutorado é criar o método. O que estamos fazendo em parceria com o DAAE é um estudo piloto para obter os dados e desenvolver esse método. Mas o objetivo é que a metodologia fique aberta, disponível para quem quiser implementá-la não só na cidade de Araraquara, mas no Brasil e no mundo todo”, frisa. Para o futuro, a ideia é que os sensores sejam interligados online com o sistema do DAAE e avisem, em tempo real, quando há a suspeita do início de um vazamento, o que diminuiria drasticamente o tempo de reparação do problema e o consequente desperdício de água.

Para Fernando, a pesquisa pode ajudar muito o setor de perdas do DAAE a diminuir a quantidade de água desperdiçada. “Atualmente, com as perdas em torno de 40%, há a necessidade de se buscar novas alternativas, novas tecnologias para baixar esse número. Com essa pesquisa, será possível buscar as perdas de uma forma muito mais rápida do que a usada atualmente”, finaliza.

 

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Propagação de rumores e epidemias é tema de pesquisa no CeMEAI

O trabalho estuda como esse tipo de informação se propaga em redes sociais

 

Um trabalho de pesquisadores do CEPID - CeMEAI analisa sistemas complexos para avaliar como rumores e epidemias se propagam em redes sociais e tecnológicas. Entenda como a pesquisa funciona: http://goo.gl/kuwDTm

Publicado por CEPID - CeMEAI em Terça, 1 de dezembro de 2015

Um trabalho de pesquisadores do CeMEAI analisa sistemas complexos para avaliar como é feita a propagação de um rumor ou a disseminação de uma epidemia em redes sociais e tecnológicas. O projeto, intitulado “Modelagem de processos dinâmicos em redes complexas”, é coordenado pelo professor Francisco Rodrigues, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP). Cinco alunos do ICMC estão envolvidos na pesquisa, que começou em 2013. Estatística, inteligência computacional, física e engenharia são algumas das áreas abordadas pelo grupo.

O objetivo do pessoal é propor modelos matemáticos para prever e controlar a propagação de informações ou doenças infecciosas, mas esse estudo pode ser aplicado a outros sistemas, como o das espécies em uma cadeia alimentar ou redes de aeroportos, que são formadas por voos que conectam pares de cidades. O que os pesquisadores fazem é analisar as construções das redes complexas, aquelas em que muitas partes (geralmente milhares) se conectam. No Twitter ou Facebook, por exemplo, cada usuário é um vértice na rede e a interação entre eles forma conexões. Essas conexões podem se dar em vários níveis (patrão e empregado, marido e esposa, pai e filho, colegas de trabalho, amigos de infância, médico e paciente etc.) “A intenção é descobrir como a estrutura da sociedade, que é um sistema complexo, influencia na propagação de uma informação”, ressalta Francisco.

Aos pesquisadores não interessa o conteúdo da informação que está sendo enviada, mas sim a maneira como essas pessoas ou lugares ou células se interligam. Num primeiro momento, eles extraem os dados da web, para então filtrar as informações. Depois, usam os modelos matemáticos para tentar prever os principais propagadores daquele conteúdo. Se for uma epidemia, a partir do mapeamento da propagação, é possível saber quem deve ser vacinado ou isolado para evitar que a doença atinja mais gente. Se for uma informação, onde devo propagá-la para que chegue mais rapidamente a um número maior de pessoas.

Não há prazo para o término do estudo, que já tem seus primeiros resultados. “Já é possível saber que a previsão de um rumor é mais difícil de ser feita do que a de uma epidemia, porque, na doença, a pessoa se recupera, morre ou pega a doença de novo. Já no rumor, tudo pode acontecer. O que muda é o interesse das pessoas quando aquilo já não for mais novidade. E isso pode levar anos como pode acabar em segundos”, complementa Francisco.

O próximo passo da pesquisa, depois do mapeamento dos sistemas complexos escolhidos, é o aperfeiçoamento dos modelos. “Estamos considerando que as relações entre as pessoas são sempre as mesmas. Por exemplo: que você vai ter sempre os mesmos amigos. Mas isso, na realidade, muda. Então temos que levar em contas mudanças, para termos maior eficácia ao estudar a propagação”, conclui o pesquisador.

 

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As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software. 

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Estudo busca personalizar ambiente de aprendizado com elementos de games

Pesquisa pretende trazer novidades no ensino em escolas e universidades

 

Um estudo orientado por Seiji Isotani, professor do Icmc Usp e pesquisador do CEPID - CeMEAI, busca personalizar os ambientes de aprendizado com elementos de games. Saiba mais: http://goo.gl/zhTK3P

Publicado por CEPID - CeMEAI em Segunda, 9 de novembro de 2015

Você já imaginou um método de ensino onde os alunos trabalham em missões, sobem de nível, disputam posições em um ranking e recebem recompensas por cada exercício finalizado, cada trabalho entregue ou por cada prova feita? E um exercício online em que você pode interagir com várias pessoas que estão tentando resolvê-lo ao mesmo tempo que você?

Para levar e personalizar elementos de games para o ambiente de aprendizado, o professor Seiji Isotani, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos, orienta quatro alunos em uma pesquisa que se baseia em um questionário para determinar os perfis dos gamers (jogadores). A partir das respostas ao questionário, é possível elencar características particulares de cada indivíduo e usá-las para tornar os ambientes de aprendizagem e os estudos mais interessantes e motivadores para os alunos.

O questionário online, que tem 40 questões e está aberto ao público, pode ser respondido em menos de 20 minutos. Os resultados indicam, dentre vários perfis predefinidos, qual é o de cada jogador: gente boa, explorador, conquistador, estrategista, parceiro, ator, competitivo, líder, estiloso, analisador, social, competidor, amigão ou sonhador. “Tem aquele jogador que gosta de ser social. Ele interage com outras pessoas, conversa, constrói as coisas em conjunto. E tem gente que gosta de perturbar outras pessoas e ganhar pontos passando por cima delas. A partir desta constatação, a ideia é entender o perfil desse jogador e utilizar esse perfil para personalizar jogos ou, no contexto em que eu trabalho, ambientes educacionais”, explica Isotani.

O pesquisador considera que 3 mil respostas são suficientes para que o questionário seja o primeiro do Brasil e em português a ser validado na área de gamificação. A ideia é chegar a essa marca em breve para, depois, finalizá-lo e disponibilizá-lo para escolas e universidades. ”Quando chegar a 3 mil [respostas], a gente fará a análise de dados e a validação, retirar os dados redundantes (trapaças na hora de responder ao questionário) e aí deixar disponível para quem quiser utilizar”, planeja.

Mas e se os alunos só forem fisgados pelos elementos de gamificação por um determinado tempo? E se isso cair na rotina e deixar de ser uma novidade? “A longo prazo, existe a possibilidade de esses elementos não surtirem mais efeito. E aí entra a possibilidade de adaptação ou personalização dos elementos de jogos, ou seja, faz-se a adaptação utilizando os perfis de jogador, mas também é necessário fazer adaptações no sentido do fluxo do jogador ao longo do tempo. Ainda são poucos os trabalhos seguindo nesta direção, mas esse é o futuro”, finaliza Isotani.

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Armadilha inovadora pode ajudar no combate à dengue

Bater das asas dos mosquitos permite distinguir as fêmeas, que picam, dos machos

 

Em parceria com a Google, pesquisador do CEPID - CeMEAI desenvolve armadilha que pode ajudar no combate à dengue. Saiba mais sobre o projeto: http://goo.gl/MBFsIJ

Publicado por CEPID - CeMEAI em Quarta, 28 de outubro de 2015

Uma pesquisa desenvolvida no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos permite monitorar e diferenciar espécies e sexos de insetos de acordo com o som emitido pelas asas deles. Para isso, foi criada uma armadilha bem diferente das que são usadas atualmente: ela não gruda nem mata os insetos e não precisa de um biólogo para fazer as classificações.

Utilizando a inteligência computacional, Gustavo Batista, professor do ICMC e pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), pretende que as espécies sejam classificadas só com a nova ferramenta. A armadilha consiste em uma caixa de vidro que contém algumas lâmpadas LED, componentes eletrônicos que convertem a luz em sinais elétricos e sensores. “A gente faz a classificação pelo som, o zumbido que a gente ouve do bater das asas do inseto. A gente converte o sinal da luz em um sinal elétrico muito parecido com o sinal capturado por um microfone. A gente sabe que diferentes espécies batem asas em diferentes frequências, têm diferentes números de asas, formatos de asas, e isso faz com que exista uma assinatura para cada espécie”, explica Batista, que começou os estudos em 2011 em conjunto com um pesquisador da Universidade de Riverside (EUA) e agora orienta o aluno André Maletzke, do ICMC.

Juliano Corbi, ecólogo e professor da Escola de Engenharia (EESC) da USP em São Carlos, explica que a armadilha pode ser usada, por exemplo, no combate à dengue. “Como é a fêmea que pica, que transmite a doença, se você tem uma quantidade maior de fêmeas, você tem maior possibilidade de ter contaminações. Além disso, também é a fêmea quem desova”, analisa.

O objetivo é que a armadilha seja comercializada para o público em geral e que custe, em média, 200 reais. O projeto foi um dos contemplados pelo programa Bolsas de Pesquisa Google para a América Latina, que, por um ano, pagará mensalmente uma bolsa de US$ 1,2 mil para Maletzke e US$ 750 para Batista. Em parceria com a multinacional de serviços e software, a ideia é criar um aplicativo que permita a contagem dos mosquitos em tempo real. Isso possibilitaria que providências para controlar os mosquitos em determinada região fossem tomadas.

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software. 

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Leonardo Zacarin - Assessoria CEPID-CeMEAI

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USP e UFSCar têm parceria para prevenir quedas de idosos

Projeto começou em 2013 e envolve pesquisadores do CeMEAI

 

Pesquisadores da UFSCar - Universidade Federal de São Carlos e da USP - Universidade de São Paulo começaram em 2013 o projeto que busca prevenir a queda de idosos. Parceria faz parte do CEPID - CeMEAI. Saiba mais: http://goo.gl/GDxShO

Publicado por CEPID - CeMEAI em Quinta, 20 de agosto de 2015

Por trás da simplicidade dos testes, uma possibilidade promissora de mapear o caminhar dos idosos e prevenir as quedas, tão comuns na terceira idade. Em São Carlos, alunas de gerontologia da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) preparam os idosos para os exercícios. Eles foram selecionados na Fundação Educacional de São Carlos (FESC), onde está a Universidade Aberta da Terceira Idade (UATI).

Um dos desafios é uma caminhada de seis minutos. O percurso é de 12 metros e o objetivo é caminhar em linha reta, ida e volta, até completar o tempo. Cada passo é acompanhado e cronometrado pelas estudantes Caroline de Oliveira Silva e Patricia Bet. Na cintura, o idoso coloca o acelerômetro, um aparelho que mede a mudança de velocidade durante o trajeto. Há também outros exercícios de coordenação motora e cognitiva. No TUG (sigla de Timed Up and Go), o idoso intercala o caminhar com o sentar. Ele começa sentado e tem um percurso de 3 metros para fazer, até dar meia-volta, refazer o trajeto (mais 3m) e se sentar novamente. A primeira vez é simples assim. Na segunda, o percurso é feito com um copo de água em mãos. Na terceira vez, é preciso fazer contas de cabeça enquanto caminha. E não só isso: também é necessário trocar de bolso algumas moedas – tudo para saber o quanto a distração influencia no passo do idoso.

Os idosos também preenchem formulários de identificação e questionários para detectar indícios de perda de memória ou falta de atenção. “A gente sabe que existe um alto índice de queda em idosos e que os seus agravos são um importante problema de saúde pública. Já existem alguns estudos que usam o acelerômetro para detectar o risco de queda. Porém, são em ambientes simulados e geralmente com pessoas jovens”, diz Caroline.

Dados da Organização Mundial da Saúde mostram que, por ano, são 424 mil mortes por quedas no mundo. De 30 a 60% da população com mais de 65 anos caem uma vez ao ano, e parte dessas quedas (de 40 a 60%) termina com algum tipo de lesão. “Muitas vezes, o idoso começa a cair muito e se limita, acha que ele tem que morar com o filho para ter maior suporte. Então, se a gente tiver esse suporte propriamente na casa do idoso, possibilita a maior independência desse idoso”, comenta Patrícia.

Depois da coleta, é feita a análise dos dados. Na USP, no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), eles são interpretados e transformados em modelos matemáticos e algoritmos. O professor do ICMC, Moacir Ponti, explica que todos os testes são convertidos em gráficos e tabelas. Os pesquisadores analisam, por exemplo, a relação intensidade/tempo. “Nós pretendemos, a longo prazo, conseguir extrair um modelo desses dados que permita acompanhar um paciente e prever se houve uma mudança no padrão do seu movimento e que poderia predispor a queda”, completa Moacir.

Quem também integra o grupo de pesquisa é o pesquisador do CeMEAI André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, da área de Inteligência Computacional. Ele explica que a ideia é fazer com que os idosos usem o acelerômetro em casa e que, em eventual mudança de padrão de caminhada, um responsável ou o próprio médico do paciente seja alertado da possibilidade da queda. Além disso, o aparelho também deve ser adaptado. “Uma coisa que o idoso nem perceba que esteja usando. Por exemplo um relógio desses mais modernos que têm funções inteligentes e que tenha o acelerômetro”, conclui André.

Para Paula Castro, professora do curso de Gerontologia e coordenadora da pesquisa na UFSCar, a longo prazo a intenção é mudar as estatísticas e introduzir o mapeamento de risco de quedas nas políticas públicas. “As intervenções do sistema público podem ser focadas em atender especificamente as pessoas que caem ou que vão cair, e, assim, melhorar o atendimento do ponto de vista de rapidez e de qualidade e diminuir os gastos com saúde pública”, conclui a pesquisadora.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Texto: Carla Monte Rey - Assessoria CEPID-CeMEAI

Fotos: João Terezani

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Biometria Adaptativa: um novo jeito de avaliar a sua identidade

Projeto do CeMEAI usa computação para adaptar cadastros biométricos a mudanças de comportamento ao longo do tempo

 

A biometria é considerada um dos métodos mais seguros de autenticação. E vem sendo usada pela Justiça Eleitoral brasileira desde 2008 para evitar fraudes. No ano passado, 21 milhões de eleitores que compareceram às urnas foram autenticados pelas impressões digitais. Uma assinatura ou uma senha pessoal são outras maneiras de reconhecer clientes de um banco, usuários de um computador, funcionários de uma empresa. Mas não com tanta precisão. A não ser que a gente repare nos detalhes. 

Os detalhes 

Pense numa senha que você usa há tempos. Tente determinar por quantas vezes você a digitou. Provavelmente a resposta será: inúmeras. Em se tratando de senhas, parte-se do princípio de que elas são apenas de conhecimento do dono. Na teoria, deveriam ser “secretas”, pra evitar que as informações do computador ou da sua conta bancária, por exemplo, não sejam compartilhadas. Mas alguma vez você já prestou atenção em como digita esses números? O tempo que leva entre um e outro dígito, se você troca de dedo pra apertar a tecla ou algo assim? Detalhes que passam despercebidos pra muitos de nós. Mas há quem trabalhe usando esse tipo de dado como base. Pra reforçar ainda mais a nossa segurança. Porque mesmo que outra pessoa saiba os números de uma senha sua, ela dificilmente será capaz de seguir os mesmos padrões que você ao tentar usá-la.

Entre as quatro áreas de pesquisa do CEPID-CeMEAI – Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria – está a de Inteligência Computacional e Engenharia de Software. E é nessa linha que trabalha o aluno de doutorado do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos, Paulo Henrique Pisani. Ele estuda a biometria em um contexto de fluxo de dados. Usa técnicas de computação para adaptar o cadastro biométrico a mudanças que o tempo provoca nas características biométricas. Pode ser o padrão de digitar, o jeito de caminhar, o tempo de intervalo entre uma tecla e outra na hora de inserir a senha bancária.

O interesse pelo tema começou na graduação, quando Pisani trabalhava com a dinâmica da digitação. Mas a maioria das pesquisas na área não leva em conta essa mudança. “Mostro em artigos que há pessoas que mudam bastante ao longo do tempo – cada vez ficam mais distantes do modelo inicial – e se o modelo não é atualizado, o desempenho preditivo pode cair. Há outras pessoas que em um primeiro momento mudam bastante, mas depois ficam estáveis. E há outras que mudam e depois de algum tempo voltam ao comportamento que tinham no começo.”

O estudante começou a pós-graduação no ICMC em 2013 e desenvolve algoritmos e modelos de avaliação para lidar com a adaptação a essas mudanças dos usuários. “Sistemas para reconhecer o usuário pela dinâmica da digitação – que é o que mais temos trabalhado – já existem vários. Entretanto, são poucos aqueles que adaptam os modelos dos usuários ao longo do tempo”, conclui ele. Os dados usados foram fornecidos por laboratórios de universidades de outros países, como França e Estados Unidos. “É fácil eu vir aqui, coletar 10 exemplos de digitação seus em um dia. Mas é mais complicado eu ficar por um ano coletando os seus dados de digitação. Há poucos conjuntos de dados disponíveis para este tipo de análise.”, explica ainda o aluno. A previsão é de que o projeto esteja concluído em meados de 2016.

O trabalho é coordenado pelo pesquisador do CeMEAI, André Carlos Ponce De Leon Ferreira de Carvalho, que também comentou a importância do estudo. “O seu padrão de digitar e caminhar hoje é de um jeito e pode mudar porque você vai envelhecendo. Então a biometria registra o dado da pessoa agora e ‘guarda’. Quando a pessoa acessar um sistema, a máquina é programada para perceber se a pessoa é aquela que foi cadastrada ou não. Mas a ideia é dificultar ainda mais as ações de fraude, porque automaticamente você pode ajustar o modelo do usuário para acompanhar o envelhecimento da pessoa ou uma mudança de padrão de comportamento”, conclui André.

Ele também reforçou o pioneirismo da pesquisa. “Existem poucos trabalhos assim. No Brasil eu acho que este é um dos primeiros, senão o primeiro trabalho de biometria adaptativa. Teve um professor da Universidade Federal de Sergipe que fez alguma coisa parecida, mas com outro propósito”, afirmou o professor.

Além disso, o trabalho também conta com a colaboração da pesquisadora Ana Carolina Lorena, da Universidade Federal de São Paulo. Ana Carolina foi orientadora do aluno durante o Mestrado na Universidade Federal do ABC.

 

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As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software. 

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Texto: Carla Monte Rey - Assessoria CEPID-CeMEAI

Fotos: João Terezani – Assessoria CEPID-CeMEAI

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