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- The use of technology in the diagnosis and treatment of epilepsy: Trends and open issuesPublication . Fernandes, J.; Gaspar, Pedro Dinis; Menino, Eva; Caldeira, J.M.L.P.; Soares, V.N.G.J.Epilepsy is one of the most common neurological diseases in the world, affecting millions of people. The impact of this disease goes beyond seizures. It has repercussions on the individual’s health and quality of life (i.e., neurological, psychological, and physical consequences) and social inclusion. This article presents a review of the literature and discusses the technological and scientific advances in the diagnosis and treatment of epilepsy. It begins by introducing the related concepts, then analyzes the different technological approaches, exposing their strengths and limitations, and concludes by identifying challenges and open problems for future research.
- The development of a prototype solution for collecting information on cycling and hiking trail usersPublication . Miguel, Joaquim; Mendonça, Pedro; Quelhas, Agnelo; Caldeira, J.M.L.P.; Soares, Vasco N.G.J.Hiking and cycling have gained popularity as ways of promoting well-being and physical activity. This has not gone unnoticed by Portuguese authorities, who have invested in infrastructure to support these activities and to boost sustainable and nature-based tourism. However, the lack of reliable data on the use of these infrastructures prevents us from recording a endance rates and the most frequent types of users. This information is important for the authorities responsible for managing, maintaining, promoting and using these infrastructures. In this sense, this study builds on a previous study by the same authors which identified computer vision as a suitable technology to identify and count different types of users of cycling and hiking routes. The performance tests carried out led to the conclusion that the YOLOv3-Tiny convolutional neural network has great potential for solving this problem. Based on this result, this paper describes the proposal and implementation of a prototype demonstrator. It is based on a Raspberry Pi 4 platform with YOLOv3-Tiny, which is responsible for detecting and classifying user types. An application available on users’ smartphones implements the concept of opportunistic networks, allowing information to be collected over time, in scenarios where there is no end-to-end connectivity. This aggregated information can then be consulted on an online platform. The prototype was subjected to validation and functional tests and proved to be a viable low-cost solution.
- Protótipo de solução de deteção e dispersão de aves para proteção de colheitasPublication . Lourenço, Leonardo G.P.S.; Micaelo, Eduardo B.; Gaspar, Pedro Dinis; Caldeira, J.M.L.P.; Soares, Vasco N.G.J.Os animais são uma das pragas que constituem uma ameaça para a produtividade das culturas destinadas ao consumo humano. As perdas de colheitas causadas por aves representam um desafio sério e dispendioso para os agricultores. O trabalho apresentado neste artigo parte de um estudo prévio dos mesmos autores que concluiu sobre a ineficiência das técnicas dissuasoras comumente utilizadas para dispersão de aves nas colheitas. Assim, num contexto de agricultura inteligente, propõe o uso de drones, inteligência artificial, sensores e IoT, para tentar resolver este problema. Apresenta uma proposta de arquitetura e descreve o processo de implementação de um protótipo, incluindo os seus componentes de hardware e software. Descreve um conjunto de testes realizados para validação do conceito e identifica pontos de trabalho em aberto.
- The development of a prototype solution for detecting wear and tear in pedestrian crossingsPublication . Rosa, Gonçalo J.M.; Afonso, João M.S.; Gaspar, Pedro Dinis; Soares, Vasco N.G.J.; Caldeira, J.M.L.P.Crosswalks play a fundamental role in road safety. However, over time, many suffer wear and tear that makes them difficult to see. This project presents a solution based on the use of computer vision techniques for identifying and classifying the level of wear on crosswalks. The proposed system uses a convolutional neural network (CNN) to analyze images of crosswalks, determining their wear status. The design includes a prototype system mounted on a vehicle, equipped with cameras and processing units to collect and analyze data in real time as the vehicle traverses traffic routes. The collected data are then transmitted to a web application for further analysis and reporting. The prototype was validated through extensive tests in a real urban environment, comparing its assessments with manual inspections conducted by experts. Results from these tests showed that the system could accurately classify crosswalk wear with a high degree of accuracy, demonstrating its potential for aiding maintenance authorities in efficiently prioritizing interventions.
- Desenho e implementação de protótipo para deteção de contentores de resíduos em cidades inteligentesPublication . Valente, Miguel; Silva, Hélio; Caldeira, J.M.L.P.; Soares, V.N.G.J.; Gaspar, Pedro DinisEste trabalho apresenta o desenho e implementação de um protótipo funcional para avaliar e validar a utilização de técnicas de visão computacional, na identificação de contentores de resíduos no contexto de uma cidade inteli- gente. Este protótipo recorre à utilização de uma rede neuronal convolucional YOLO e de um microcomputador Jetson Nano da Nvidia. Comparativamente ao método atual de identificação de contentores de resíduos por radiofrequência, esta abordagem é mais ágil e diminui os recursos necessários para implementa- ção, contribuindo para poupar nos gastos logísticos e de implementação da gestão inteligente de resíduos.
- Sensor sem fios para monitorização da temperatura intra-corporalPublication . Mendes, Américo; Caldeira, J.M.L.P.; Moutinho, José Fonseca; Rodrigues, JoelA aplicação de novas contribuições científicas para a análise de processos fisiológicos deu origem a uma nova era na medicina, introduzindo técnicas e dispositivos para medição e monitorização de parâmetros fisiológicos. Este trabalho tem como objectivo a apresentação de um novo sensor de temperatura para medição e monitorização da temperatura intra-vaginal. Esta monitorização irá permitir estudar as variações deste parâmetro biológico ao longo de determinado período de tempo, como por exemplo, ao longo de todo um ciclo menstrual ou durante um dos dias desse ciclo. O conhecimento do comportamento deste parâmetro biológico poderá ser extremamente útil do ponto de vista clínico. Com base nesse conhecimento e nas suas correlações com determinados estados sintomáticos da fisiologia feminina, poderá ser possível estudar e propor novos métodos para combater a infertilidade dos casais, antecipar e monitorizar o período fértil (podendo ser usado, tanto para ajudar a favorecer a gravidez como apoio a métodos de anti-concepção), propor e ajustar terapêuticas de tratamento de inúmeras doenças ginecológicas, desenvolver novos métodos anti-concepcionais e ajuda à prevenção de partos pré-termo. O protótipo do sistema foi testado e validado com sucesso, estando pronto para utilização.
- Road pavement damage detection using computer vision techniques: Approaches, challenges and opportunitiesPublication . Gonçalves, Miguel; Marques, Tomás; Gaspar, Pedro Dinis; Soares, V.N.G.J.; Caldeira, J.M.L.P.Este artigo apresenta uma visão geral e os resultados de uma investigação preliminar que visa a utilização de técnicas de visão computacional para deteção de defeitos em pavimentos rodoviários, no contexto de uma cidade inteligente. Primeiro introduz os conceitos relacionados. Em seguida, faz um levantamento do estado da arte e das soluções existentes, apresentando as suas principais características, pontos fortes e limitações. São identificadas as soluções mais promissoras. Para finalizar discute desafios em aberto e direções de investigação nesta área.
- A new wireless biosensor for intra-vaginal temperature monitoringPublication . Caldeira, J.M.L.P.; Rodrigues, Joel; Garcia, João F.R.; Torre, Isabel de laWireless Body Sensors for medical purposes offer valuable contributions to improve patients’ healthcare, including diagnosis and/or therapeutics monitoring. Body temperature is a crucial parameter in healthcare diagnosis. In gynecology and obstetrics it is measured at the skin’s surface, which is very influenced by the environment. This paper proposes a new intra-body sensor for long-term intra-vaginal temperature collection. The embedded IEEE 802.15.4 communication module allows the integration of this sensor in a Wireless Sensor Network (WSN) for remote data access and monitoring. We present the sensor architecture, the construction of the corresponding testbed, and its performance evaluation. This sensor may be used in different medical applications, including preterm labor prevention and fertility and ovulation period detection. The features of the constructed testbed were validated in laboratory tests verifying its accuracy and performance.
- iSensA: a system for collecting and integrating sensor dataPublication . Caldeira, J.M.L.P.; Soares, V.N.G.J.; Gaspar, Pedro Dinis; Rodrigues, Joel; Fontes, Ricardo Manuel Valentim; Silva, José Luís LimaThe idea of monitoring several types of parameters in various environments has been motivating significant research works in Internet of Things (IoT). This paper presents the design and construction of iSensA, a system for integrating and collecting information from sensors. The solution implements a multi-sensor monitoring system and then expands the monitoring concept to an IoT solution, by employing multi-network access, Web services, database and web and mobile applications for user interaction. iSensA system is highly configurable, enabling several monitoring solutions with different types of sensors. Experiments have been performed on real application scenarios to validate and evaluate our proposition.
- Desenvolvimento, simulação e validação de protocolos MAC para redes de sensores sem fiosPublication . Cotrim, Rafael; Caldeira, J.M.L.P.; Soares, V.N.G.J.O estudo e implementação de redes de sensores sem fios é um campo emergente da eletrônica que está muito interligado com a internet das coisas. Juntas essas duas tecnologias possibilitam a recolha e transmissão de dados em cenários ondes redes comuns não são adequadas. Entretanto, devido às limitações usuais que são impostas aos equipamentos usados, a conservação de energia se torna indispensável para a sua utilização. Por conta disso, foram criados diversos mecanismos para redução no consumo de energia, uma grande parte das quais passa pela implementação de novos protocolos MAC. Este artigo explica como podem ser feitas implementações desse tipo de protocolo em um simulador, o que permite que se avalie o seu desempenho sem os custos associados com estudos no mundo real. Para tanto, foram comparados os simuladores mais comuns usados neste campo de estudo e o OMNeT++ foi escolhido como o mais adequado. Depois disso foi feita uma demonstração prática de como implementar um protocolo MAC nesse simulador e os resultados da simulação foram analisados.