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Ciência de Dados

Ciência de Dados (33)

Estressômetro

Estressômetro

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Pesquisadores

Jó Ueyama, Gabriel Giancristofaro, Eduardo Vasconcelos, José Torres Neto e Leandro Mano

“Você pode estar nervoso, com sono ou cansado. Não acha melhor parar o veículo no próximo posto?”. Este poderia ser um alerta enviado a um motorista, caso o estressômetro estivesse operando em algum dispositivo próximo a ele.

Coordenada pelo pesquisador Jó Ueyama, da área de Inteligência Computacional do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CEPID-CeMEAI), com colaboração dos alunos Gabriel Giancristofaro, Eduardo Vasconcelos, José Torres Neto e Leandro Mano, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP), a tecnologia se baseia no desenvolvimento de um software que combina ferramentas comuns de dispositivos eletrônicos – reconhecimento da tonalidade da voz, câmera, sensores de movimento e de luminosidade – para monitorar o humor dos usuários, podendo detectar estresse elevado, sinais de depressão ou outros tipos de emoções.

Aplicações para beacons

Aplicações para beacons

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Pesquisadores

Edson Moreira

Ainda não é comum nas ruas ou estradas, mas a comunicação entre carros e entre os carros e a infraestrutura viária não demora a chegar. Muitas montadoras já tem lançado a tecnologia V2V - Vehicle to Vehicle - na fabricação de alguns automóveis.

Um recurso de emissão de sinais de rádio, semelhantes ao wi-fi, que poderá propiciar a troca de informações entre carros e com a infraestrutura da estrada. E que poderá propiciar ainda modelos novos de negócios envolvendo a geração de serviços e propagandas nas estradas. Este é o principal foco de uma pesquisa coordenada pelo professor Edson Moreira e que tem apoio da FAPESP - por intermédio do CEPID-CeMEAI.

Mapeamento da Correlação de Genes

Pesquisadores

André Carvalho

O trabalho, desenvolvido em parceria com a Universidade de Regensburg, ao sul da Alemanha, e também pelos pós-doutorandos peruanos Edwin Talavera e Soledad Llerena, da USP-São Carlos criou, pela primeira vez, uma ferramenta computacional que, usando técnicas de aprendizagem de máquinas e ciência de dados, permite identificar interações funcionais entre os genes quando se inibe um deles com algum tipo de produto químico/medicamento.

A pesquisa irá ajudar a universidade alemã no avanço do entendimento e tratamento do câncer, mas a metodologia pode ser aplicada para se entender outros distúrbios da regulação gênica e seus respectivos tratamentos.

Atualmente, não é possível saber, por exemplo, quais genes serão afetados quando a pessoa toma um medicamento, e isso acaba levando a vários efeitos colaterais - inclusive, pode levar a algumas doenças secundárias depois. Então, identificando exatamente a correlação e que genes estão sendo afetados por uma determinada droga, pode-se reduzir e até eliminar esses efeitos.

Plataforma de Avaliação Informatizada

Pesquisadores

Mariana Cúri e Seiji Isotani

Inicialmente chamado Plataforma de Avaliação Informatizada (PAI), o sistema é diferenciado porque não apenas monta as provas, seleciona questões e as corrige automaticamente, mas incorpora módulos estatísticos e matemáticos que permitem que as avaliações sejam adaptativas, personalizadas para cada aluno. Conforme as respostas dadas pelo aluno na prova, é possível escolher uma próxima questão em um banco de dados mais adequada ao nível de dificuldade ou acerto dele, individualizando e aprimorando assim o conteúdo e dificultando as "colas".

O sistema já existente será aprimorado com a participação do grupo de Computação, possibilitando seu uso por outros docentes e também para avaliações de qualquer conteúdo, tais pesquisa de opinião ou marketing, não necessariamente provas ligadas à área educacional.

Diagnóstico de Esquizofrenia

Pesquisadores

Francisco Aparecido Rodrigues

O objetivo principal foi desenvolver um modelo matemático computacional que permite fazer o diagnóstico sem qualquer tipo de experimento invasivo. A partir de um scanner de ressonância magnética, é feito um mapeamento do cérebro e a análise dos dados das redes corticais.

A pesquisa já conseguiu identificar a diferença básica entre o cérebro de uma pessoa que tem ou não a esquizofrenia. 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. 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.

Modelagem Estatística de Dados de Malária

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Pesquisadores

Francisco Louzada Neto, Vicente Garibay Cancho e Cor J. F. Fontes (DM-UFMT).

O estudo tem como base informações fornecidas pela UFMT e 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.

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 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).

Detecção Automática de Vazamentos de Água

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Pesquisadores

Rodrigo Fernandes de Mello

A ideia do projeto é criar um método que identifique a ocorrência de vazamentos em redes de distribuição de água de forma automática. O método se baseia na aplicação de técnicas de aprendizado de máquina usando os dados obtidos continuamente na rede. 

O estudo faz parte de um convênio da USP com o Departamento Autônomo de Água e Esgoto (DAAE) de Araraquara. A ideia do convênio é que o DAAE ceda os dados dos sistemas deles para os pesquisadores e, assim que os resultados forem produzidos, o sistema será disponibilizado ao Departamento.

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.

 

Ambientes de Aprendizado Utilizando Elementos de Games

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Pesquisadores

Seiji Isotani, Prof. Ig I. Bittencourt (UFAL), Leonardo B. Marques e Rafaela V. da Rocha

A gamificação (do Inglês, gamification) é o termo utilizado para referir-se ao uso de elementos de jogos (ou design de jogos) em situações que não são um jogo. Em particular, ambientes educacionais, não são ambientes de jogos, mas que podem se beneficiar coma inclusão de elementos de jogos como forma de motivar os estudantes durante o processo de ensino e aprendizagem. O uso adequado da gamificação tem o potencial de proporcionar diversos benefícios ao aluno, incluindo maior performance e engajamento. Conduto, o seu uso inadequado pode trazes riscos como trivialização da aprendizagem e dificuldade em manter o foco de atenção. Dessa forma, neste projeto estuda-se os efeitos afetivos e didáticos relacionados ao uso de um ou mais elementos de jogos em ambientes educacionais, além de métodos para aplicar adequadamente estes elementos para auxiliar a aprendizagem individual e colaborativa. Baseado nestes estudos, ferramentas, algoritmos e técnicas de adaptação e personalização inteligente do ambiente educacional e dos elementos de jogos estão sendo desenvolvidos para que seja possível projetar a nova geração de ambientes educacionais que interagem com o aluno e oferecem o apoio necessário para o desenvolvimento de seus conhecimentos e habilidades.

Sistemas Biométricos Adaptativos

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Pesquisadores

André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, Paulo Henrique Pisani, Ana Carolina Lorena (UNIFESP), Romain Giot(LaBRI/Université de Bordeaux) e Norman Poh (University of Surrey).

Biometria é a ciência de reconhecer indivíduos por características fisiológicas (e.g. impressão digital, face, iris, etc) ou comportamentais (e.g. assinatura, dinâmica da digitação, voz, etc). Em vista das fraquezas da autenticação baseada em senhas, sistemas biométricos tem sido cada vez mais aplicados para evitar fraudes. As características analisadas por esses sistemas para realizar o reconhecimento devem atender a uma série de requisitos: todos os usuários tem que possuir a característica e ela deve permitir distinguir os usuários. Além disso, as características não devem variar com o tempo. Contudo, estudos recentes mostram que esse último requisito não é atendido para diversas modalidades biométricas, implicando em redução de desempenho preditivo do sistema biométrico. Para lidar com esse problema, foram propostos os sistemas biométricos adaptativos, objeto de estudo deste projeto, que adaptam os modelos dos usuários cadastrados às mudanças nas características ao longo do tempo. Com isso, há uma redução da perda de desempenho preditivo ao longo do tempo.

Detecção da Qualidade de Madeira (NeuroWood)

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Pesquisadores

André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, Carlos de Oliveira Affonso, Andre Luis Debiaso Rossi e Fábio Henrique Vieira

A ideia principal do projeto é aprimorar a classificação da qualidade da madeira através de análises de suas imagens.

Usualmente, as indústrias contam com profissionais responsáveis por identificar, visualmente, se determinado pedaço de madeira pode ser vendido in natura ou se precisa passar por um retrabalho. O problema é que, muitas vezes, algumas subjetividades, como a fadiga ou o grau de concentração, podem atrapalhar o julgamento desse profissional e interferir negativamente no processo de produção da indústria.

O mecanismo da NeuroWood, que consiste em um programa (software) e em um conjunto de equipamentos (hardware), permite que a análise da madeira seja feita de forma objetiva e, assim, evite falhas no processo. Um pedaço de madeira é analisado por câmeras e raios laser, as imagens obtidas são enviadas ao computador e o programa determina se a madeira é do tipo A (maior qualidade), B ou C (menor qualidade).

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