Projetos de Pesquisa
- Implementação de um laboratório virtual usando FPGAs (Prof. Oscar - oscar.mosquera@ufmt.br)
- Resumo: O projeto propõe a criação de um laboratório remoto de FPGA, com o objetivo de facilitar a pesquisa e implementação de sistemas de hardware reconfigurável para os alunos dos cursos de Engenharia da Computação e Controle e Automação no Campus de Várzea Grande, especialmente diante dos desafios impostos pela pandemia de COVID-19. Este laboratório oferecerá um ambiente virtual para experimentos e implementações em disciplinas específicas, como Sistemas Digitais, Organização e Arquitetura de Computadores, Sistemas Embarcados, entre outras. A iniciativa visa criar uma arquitetura cliente-servidor com interface de usuário, possibilitando que os estudantes programem em VHDL ou Verilog remotamente. A etapa subsequente envolverá a programação do FPGA, com a verificação do funcionamento, incluindo a integração com uma câmera, tudo isso sendo realizado de forma remota. Em virtude das restrições impostas pela pandemia, eliminar a necessidade de presença física e manipulação direta dos kits de desenvolvimento é crucial. O projeto, ao promover uma abordagem remota e flexível para a pesquisa e desenvolvimento em hardware, contribui para enriquecer a experiência acadêmica dos estudantes, adaptando-se aos desafios do cenário atual.
- Sistemas acadêmicos e a permanência de pessoas com deficiência nas instituições de ensino: desafios e oportunidades (Prof. Renan - renan.aranha@ufmt.br)
- Resumo: A promoção da acessibilidade em sistemas computacionais é um aspecto fundamental para a inclusão de pessoas com deficiência. Embora existam guias contendo boas práticas para o desenvolvimento de sistemas com recursos de acessibilidade, diversas barreiras ainda podem ser encontradas em sistemas utilizados por instituições de ensino. Em parceria com o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IF Goiano), o Media Lab/UFMT investiga como as limitações de acessibilidade desses sistemas acadêmicos impactam a inclusão e a permanência de pessoas com deficiência nesse contexto.
- Acessibilidade e a formação em computação (Prof. Renan - renan.aranha@ufmt.br)
- Resumo: Desenvolvido em parceria com o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IF Goiano), o projeto visa a investigar como a acessibilidade digital tem sido abordada na formação de profissionais da área de Computação. O projeto emerge da premissa de que temas relacionados à acessibilidade digital devem ser incorporados de forma transversal em diversas disciplinas que integram a matriz curricular dos cursos de Computação, além de explorados em projetos de pesquisa e de extensão universitária.
- Análise de respostas emocionais a estímulos audiovisuais e sistemas interativos (Prof. Renan - renan.aranha@ufmt.br)
- Resumo: As emoções desempenham um papel crucial na existência humana, moldando comportamentos e, inclusive, decisões tomadas. No campo da Interação Humano-Computador, as emoções de um usuário podem sinalizar a qualidade da experiência proporcionada por uma aplicação computacional. A despeito dos avanços tecnológicos que possibilitam a detecção de emoções em tempo real, utilizar tais informações para avaliar automaticamente a experiência do usuário ainda representa um desafio em diversos contextos. Além da influência de fatores contextuais, como o gênero de software que o usuário está utilizando, características individuais podem gerar distintos padrões de comportamento e, por conseguinte, de respostas emocionais. Com o objetivo de contribuir para a avaliação automática da experiência do usuário, este projeto de pesquisa pretende examinar se indivíduos com características semelhantes tendem a reagir emocionalmente de maneira comparável aos mesmos estímulos.
- SelfCar - Carro autônomo de 2 rodas com auto equilíbrio, em duas versões de hardware, plataforma pedagógica de Sistemas Embarcados para aprendizado e desenvolvimento de sistemas de controle PID e Lógica Fuzzy (Prof. Jésus - bueno.jf@gmail.com)
- Resumo: O projeto do SelfCar tem por objetivo construir um carro de 2 rodas, com autonomia de equilíbrio e deslocamento baseando-se em sensores de aceleração, giroscópio e ultrassônicos. Serão construídos 2 protótipos de hardware de SelfCar, utilizando a plataforma comercial de Arduino e sensores e outra usando o microcontrolador ATMEGA 328P e os mesmos sensores. Estes protótipos servirão de base de testes para sistemas de controle, por exemplo, PID e Lógica Fuzzy, para otimização de tempos de respostas, desempenho de processamento e de codificação para sistemas embarcados em microcontroladores. Os testes de performance para comparação entre diferentes modelos de controle deverão considerar também a avaliação de linguagens de programação, como por exemplo, Assembly, C/C++ e plataforma Arduino. Os dados de comportamento do veículo serão armazenados em um cartão micro SD, possibilitando o estudo comparativo dos dados coletados, nas simulações dos sistemas de controle em operação. No final espera-se produzir a placa de circuito impresso (PCB) gerando um produto acabado, a preços acessíveis, que possa ser replicado para uso no ensino de disciplinas em diferentes áreas do conhecimento.
- SelfDrone - Drone autônomo programável construído usando a plataforma Arduino e componentes comerciais (Prof. Jésus - bueno.jf@gmail.com)
- Resumo: O objetivo deste projeto é desenvolvimento de um sistema embarcado para controle de voo SelfDrone, preferencialmente, estudando e implementando o código-fonte original para compreender a dinâmica de monitoramento e controle da aeronave. O protótipo foi construído com componentes importados, como o frame em fibra de carbono, motores e ESCs, mas o microcontrolador Arduino pode ser encontrado no mercado interno. O controle remoto será o único componente pronto para uso que integra o projeto. O controle de voo depende de leitura de dados de sensores, como acelerômetro e giroscópio, barômetro e sensor de distância, como o ultrassônico.
- Turing Tower – Sistema Embarcado para controle e otimização de múltiplos Elevadores (Prof. Jésus - bueno.jf@gmail.com)
- Resumo: Um dos meios de transportes mais utilizados em todo o mundo é o elevador. O projeto Turing Tower tem como objetivo principal a construção de um sistema embarcado utilizando microcontroladores e um aplicativo móvel para controle de múltiplos elevadores, visando otimizar o percurso a ser percorrido pelo usuário, tendo como contrapartida, a minimização do consumo de energia. O protótipo será implementado em uma maquete detalhada de um edifício de 10 andares, com dois elevadores, mas a proposta é que possa facilmente escalonar para um número maior de elevadores. Os protótipos dos circuitos eletrônicos estão sendo montados com componentes discretos, como circuitos integrados, sensores, chaves em placas de circuito impresso ou placa ilha. Os componentes de interação com os usuários, como os botões e indicadores de posição estão sendo posicionados para melhor visualização. O desenvolvimento de algoritmos eficientes para o funcionamento dos elevadores e a criação de uma interface de controle intuitiva por meio de um aplicativo móvel está sendo implementado progressivamente a medida que as funcionalidades exigem. O projeto Turing Tower visa aprimorar as habilidades dos estudantes na utilização de microcontroladores e componentes eletrônicos básicos, promovendo uma abordagem interdisciplinar para resolver desafios de engenharia. A inovação que este projeto pretende trazer a esta importante área é possibilitar o rastreamento de todos os percursos, criando um banco de dados que possibilite a analise de dados para otimização do sistema de controle. Após a conclusão, a maquete servirá como um recurso educacional para o ensino de diferentes disciplinas podendo motivar a construção de futuros projetos por alunos de graduação, estimulando o compartilhamento de conhecimento e a aplicação prática de conceitos de engenharia.
- EcoDevMCUs – Ecossistemas de Desenvolvimento para Microcontroladores: uma visão conceitual e prática para uso na construção de projetos de sistemas embarcados (Prof. Jésus - bueno.jf@gmail.com)
- Resumo: Realizando uma busca por fabricantes de microcontroladores na Internet, encontramos rapidamente cerca de duas dezenas de players nesta área que oferecem dezenas de famílias destes circuitos integrados. Essa diversidade enorme de microcontroladores gera um ecossistema complexo para o projetista de sistemas embarcados que deve escolher um único microcontrolador, baseando-se, geralmente na relação custo/benefício. No entanto, na academia, a realização de projetos de sistemas embarcados usando componentes discretos, como uma unidade de microcontrolador, agrega mais complexidade e uma possível solução é a realização de projetos como uso de kits comercializados por diversos fabricantes que ofertam também o Ambiente Integrado de Desenvolvimento, a IDE. O exemplo mais comum deste tipo de solução é a plataforma Arduino. O projeto EcoDevMCUs tem o objetivo de avaliar e dimensionar 3 kits de placas de desenvolvimento: 1) STM32L4 Discovery kit IoT node, low-power wireless, BLE, NFC, SubGHz, Wi-Fi da STMicroelectronics listada no site por $51.94, 2) MSP430F5529 LaunchPad™ development kit for USB da Texas Instruments avaliada no site1 em $12.99, 3) Freedom Development Platform for Kinetis® KL28MCUs da NXP, avaliada em $32.99. serão prospectados todos os recursos oferecidos gratuitamente aos projetistas visando minimizar o tempo de aprendizado da arquitetura do microcontrolador, como também, recursos para minimizar o tempo de desenvolvimento de projetos de sistemas embarcados. O padrão de recursos pode ser identificado como: software para desenvolvimento, projetos-exemplos, documentação de usuário e de desenvolvedor, comunidades, suporte e facilidade e aquisição das placas. Será feito o levantamento da disponibilidade de componentes externos necessários a um projeto como, os sensores e atuadores, bem com a compatibilidade de migração em plataformas de outras famílias e até de fabricantes. O foco principal do projeto EcoDevMCUs é a abordagem de software, considerando que para cada família de microcontrolador existe um ambiente de compilação especifico, devido as suas características únicas. Considerando que o compilador conecta a IDE do microcontrolador com sua arquitetura de hardware interna, ensejamos, com essa perspectiva, promover a observação de que forma os discentes podem usar o método DNA – Dinâmica Natural Autodidata, que integra a metodologia ABCProj em elaboração, para a construção do conhecimento dentro do complexo ecossistema dos microcontroladores, em permanente evolução.
- ABCProj – Aprendizado Baseado na Construção de Projetos (Prof. Jésus - bueno.jf@gmail.com)
- Resumo: A prática didático-pedagógica de 30 anos de Professor do Magistério Superior na UFMT está baseada no desenvolvimento de projetos de software na disciplina de Análise e Projeto de Sistemas no Instituto de Computação e a partir de 2014, na FAENG, no desenvolvimento de projetos nas disciplinas de Sistemas Digitais, Microcontroladores e Sistemas Embarcados. No início aplicava a metodologia PBL – Problem-Based Learning – que é mais adequada para as áreas de saúde, pois em projetos de engenharia o planejamento e o uso de padrões são condições essenciais para o gerenciamento, controle de custos e a execução bem-sucedida de projetos. Desta forma, surgiu a necessidade de estudar métodos e técnicas para propor uma nova abordagem considerando a prática pedagógica e os critérios em conformidade com os padrões de elaboração de projetos. Essa prática didático-pedagógica está possibilitando o desenvolvimento da metodologia denominada ABCProj – Aprendizado Baseado na Construção de Projetos, que enfatiza o aprendizado colaborativo para execução de projetos em Equipe sob coordenação de um Líder. A construção de projetos é considerada por muitos educadores como o processo-síntese onde se exige a manifestação do domínio de conhecimentos interdisciplinares e conexos para a concepção e execução de projetos. Para a consolidação da metodologia faz-se necessário que pesquisadores da área de Educação possam contribuir para a elaboração de estratégias usadas para proporcionar o feedback do nível de aprendizado dos discentes com a aplicação da metodologia ABCProj.