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3D

Segunda-Feira, 19 de Abril
Chairs: Prof. Ant�nio Ramirez, Miguel Pinto (lesi), Jo�o Pinto (lmcc)
09:30 Urban-Virtual - Miguel Dias (Presidente da ADETTI, Professor associado do ISCTE)

Interac��o 3D no Modelo de Angra do Hero�smo Virtual, utilizando a Internet

Descreve-se o desenvolvimento do sistema urban-virtual.com, realizado em colabora��o com a Oficina de Arquitectura de Lisboa, o qual proporciona uma interac��o com uma representa��o 3D realista da Zona Classificada de Angra do Hero�smo, atrav�s de um visualizador de VRML, sobre a infraestrutura da Internet.

A concretiza��o do sistema envolveu diversas etapas processuais. A Oficina de Arquitectura realizou inicialmente o levantamento topogr�fico e das plantas de toda a zona hist�rica de angra do Hero�smo nos A�ores, correspondente �s suas cinco freguesias, a saber, Concei��o, S�o Bento, S�, S�o Pedro e Santa Luzia. Seguidamente, foram obtidas no local fotografias digitais das fachadas de todos os edif�cios destas freguesias (num total aproximado de 2400 edif�cios), juntamente com o levantamento da informa��o e caracter�sticas dos mesmos, num total de 109 ruas. As fotografias foram todas corrigidas relativamente �s deforma��es derivadas da perspectiva e convertidas em formato JPEG, tendo sido reconstru�dos dois perfis fotogr�ficos das fachadas de cada uma das referidas 109 ruas. Com a informa��o gr�fica assim obtida (levantamento topogr�fico, plantas e perfis fotogr�ficos das 109 ruas), a Oficina de Arquitectura realizou o modelo 3D da volumetria exterior de todos os 2400 edif�cios da zona hist�rica de Angra do Hero�smo, utilizando ferramentas dispon�veis no mercado, como o AutoCAD, o 3DStudioMax e o Photoshop. Cada fachada de cada edif�cio foi correctamente mapeada com a imagem da fotografia digital correspondente.

A partir desta fase, os autores, em colabora��o com a Oficina de Arquitectura, agruparam o modelo 3D por rua, para as cinco freguesias, tendo o modelo sido guardado de uma forma estruturada numa base de dados Microsoft Access (nomeadamente, com os seguintes n�veis de abstrac��o: toda a cidade, cada freguesia, cada rua e cada fachada ou n�mero de pol�cia). Toda a informa��o gr�fica (geometria, topologia, imagem) do modelo assim estruturado, foi convertida para formato VRML e comprimida (utilizando o GZIP), para se obter uma maior taxa de transmiss�o da informa��o digital pela Internet. O formato VRML � muito apropriado para ser manipulado por meio de um visualizador espec�fico, sobre a infra-estrutura da Internet. Em cada rua, adicionou-se ainda um som ambiente, um cen�rio diurno e ilumina��o apropriada.

Do ponto de vista de arquitectura, o sistema urban-virtual.com, foi desenvolvida numa plataforma l�gica em tr�s camadas, utilizando o modelo de refer�ncia ASP - "Application Service Provier" (com uma camada de cliente e interac��o com o utilizador, uma camada de servi�o sobre protocolo http e uma camada de gest�o de base de dados). Do ponto de vista da interac��o com o utilizador esta arquitectura, adoptada para o urban-virtual.com, permite ao utilziador observar, no in�cio da interac��o e atrav�s de um visualizador VRML, um modelo geral simplificado em 3D da zona hist�rica de Angra do Hero�smo, numa vis�o de topo, com vista � selec��o inicial da freguesia (entre as cinco poss�veis). Feita esta selec��o, surge o modelo 3D da freguesia escolhida (tamb�m numa vista de topo), com as ruas que a comp�em real�adas. Ao mover o rato por cima das ruas, surgem textos explicativos com o nome da rua em causa. Ap�s a selec��o da rua pretendida, o utilizador pode realizar uma visita animada � mesma (anima��o essa determinada por um processo algor�tmico), ou uma visita interactiva utilizando o rato. Pode ainda seleccionar um determinado n�mero de pol�cia, atrav�s de uma op��o de menu e o sistema determina automaticamente uma perspectiva frontal para a fachada correspondente a esse n�mero. Em modo de navega��o interactiva, o utilizador tem ainda a possibilidade de, ao chegar a um cruzamento, seleccionar uma nova rua. Nesse caso, o sistema faz um pedido, � camada de gest�o da base de dados, via a camada de servi�o sobre http, da rua escolhida e, coloca o utilizador na posi��o e perspectivas correctas, relativamente ao cruzamento em causa. Deste modo, torna-se poss�vel uma visita virtual 3D completa � Zona Hist�rica de Angra do Hero�smo, com uma interface 3D via a rede Internet.

10:15 Animation - putting the pictures into video games - John Norman Sutherland (Reader in Video Games, University of Abertay Dundee, Scotland)

Games can be described as time-based artworks: interactive movies that allow you, the player, to tell the story of the game. The story is told in words, pictures, sounds and music. Although artists produce the pictures, script-writers the words and musicians the sounds and music, all these parts need to be brought together to make a game. Who does this? The programmer.

The visuals consist of static and moving pictures to be moved around in the game program. This is strange data: bytes that describe pictures - often moving pictures. Pictures that need to be fitted onto other pictures. Pictures on pictures that are moved on and off-screen as the camera viewpoint changes. Pictures that are subject to the screen resolution, colour pallette and virtual lighting conditions. Pictures that need to look right, fit the storyline and fit the music and sound of the game.

Many games are now in 3D. Even with today's amazing processing power graphics cannot always be produced on-the-fly in real-time. Much of the visuals in a game are therefore pre-rendered sequences of images. This is the world of 3D animation in games. Its a critical world where the programmers, hardware, software, data, artists, storytellers and musicians meet.

11:15 3D em Jogos e Cenografia Virtual - VANTeC
A Cenografia Virtual e o 3D On-Air Graphics � hoje em dia uma tecnologia, que mais do que em forte expanss�o, � uma realidade no panorama internacional e nacional, permitindo �s televis�es e produtoras de v�deo o aproveitamento de espa�o e tempo na produ��o de programas de televis�o. � uma tecnologia que depende de tecnicos especializados para fazer a gest�o do projecto, com conhecimentos multi-facetados e que permita "colar" as diferentes �reas multi-disciplinares de que dependem estes projectos, a saber cria��o de cenografia, modela��o e anima��o 3D, ilumina��o, realiza��o, opera��o de camera, r�gie, etc, al�m de que depende normalmente de desenvolvimento de scripts � medida, dependendo da solu��o espec�fica. O desenvolvimento de jogos � uma �rea que depende enormemente da capacidade criativa e de produ��o de 3D, mas que de igual forma depende bastante do desenvolvimento de software quer seja no que respeita a rotinas espec�ficas, quer seja no que concerne ao desenvolvimento de motores de jogos (SDK) que melhor se adaptem ao projecto concreto.
12:00 Realtime Shadow Techniques - Tim Schroder

Shadows are an important visual cue in realtime graphics. Various algorithms for their efficent rendering have been developed over the years. They mainly differ in quality, speed and what level of interactivity they allow.

This talk attempts to review the classic and fundamental methods of realtime shadow casting as well as showing current methods and hinting at interesting concepts and ideas that will become useful in the near future.

Linguagens de Scripting

Segunda-Feira, 19 de Abril
Chairs: Prof. Jos� Jo�o Almeida, Jo�o Ferreira (lmcc), Jo�o Campos (lesi)
14:30 TCL - Jos� Paulo Leal (Faculdade de Ci�ncias - Universidade do Porto)

O Tcl teve in�cio como um linguagem de controlo de ferramentas e popularizou-se pela Tk, a sua "caixa de ferramentas" gr�ficas. Enquanto a Tk se estendeu a outras linguagens de programa��o, tamb�m influenciou profundamente a matura��o do Tcl, trazendo conceitos de programa��o por eventos para a interac��o a novas ferramentas. Durante a sua evolu��o o Tcl manteve uma sintaxe simples e concisa que facilita a sua aprendizagem, e adquiriu formas de estrutura��o que permitem a sua utiliza��o em projectos de maior dimens�o, ultrapassando o objectivo inicial de simples linguagem de integra��o.

Nesta sess�o ser�o abordadas: as caracter�sticas marcantes da fam�lia delinguagens em que o Tcl se insere, como os mecanismos de substitui��o e o processamento de linhas de comandos; algumas das ferramentas mais representativas dispon�veis ao programador; e certas padr�es deprograma��o em Tcl do particular agrado do autor.

15:15 Perl: probably the most useful scripting language in the world. - Marty Pauley (Kasei)

Perl was designed to efficiently extract and process information from large text files, but over the last 16 years it has become much more powerful. Useful Perl programs can be written in a single line, while larger applications can be developed as scripts or modular components. Perl is used for system administration, web applications, email filtering, genetic engineering, linguistic analysis, and lots more.

16:30 Python - Christian Reis (Async Open Source)

Python is an interpreted, interactive, object-oriented programming language. It combines remarkable power with very clear syntax and it is suitable as a learning language. Python includes a large library of modules that can be used to do all sorts of tasks ranging from web-programming to graphics. This speech will give the audience an introduction to Python the programming language and also show why it is so popular in the open source community.

17:15 Ruby: Another gem of a language - Simon Cozens
O Ruby � uma linguagem de Scripting orientada a objectos do Jap�o. � inigualmente equilibrado entre as suas influn�cias "pr�ticas", tais como o Perl, e as suas influncias "acad�micas", tais como o Smalltalk e o Eiffel. O desenho desta linguagem � interessante dada a sua s�ntese de ideias, e j� que ir� ter uma grande influ�ncia no perl 6. Nesta sess�o ser� apresentado um tutorial sobre programa��o em Ruby, nomeadamente as propriedades que o atra�ram nesta linguagem.

Pesquisa na Internet

Ter�a-Feira, 20 de Abril
Chairs: Prof. Joaquim Macedo, Alexandra Silva (lmcc), Tiago Fernandes (lesi)
09:00 tumba! - Bruno Martins (Faculdade de Ci�ncias da Universidade de Lisboa)

A Web tem sem d�vida uma natureza global. Contudo, tanto os padr�es de liga��o entre os documentos como comportamento dos seus utilizadores reflectem os seus antecedentes sociais e uma organiza��o em comunidades. Nesta apresenta��o ir� ser descrita a arquitectura e o desenho de um motor de busca especializado para a Web Portuguesa, o tumba! (Temos Um Motor de Busca Alternativo!). Quest�es relacionadas com a extrac��o, armazenamento e indexa��o de grandes volumes de informa��o proveniente da WWW ir�o ser expostas com base nas solu��es adoptadas neste sistema. Ser�o tamb�m apontadas algumas direc��es para o futuro, no que respeita � �rea de recupera��o de informa��o na Web.

09:45 M�todos de pesquisa de informa��o em sistemas peer-to-peer. - Nuno Lopes (Departamento de Inform�tica da Universidade do Minho)

O surgimento de v�rios sistemas peer-to-peer para a partilha de ficheiros, como o Napster, Gnutella ou Kazaa entre outros, permitiram a qualquer utilizador da internet ter agora acesso a um conjunto de informa��o que anteriormente n�o estaria t�o facilmente acess�vel ou disseminado.

No entanto nem todos os sistemas fazem um uso eficiente dos recursos dispon�veis, quer de comunica��o quer de armazenamento, para conseguir pesquisar a informa��o dispon�vel.

No meio acad�mico surgiu uma nova classe de sistemas peer-to-peer que � extremamente eficiente na localiza��o de informa��o, utilizando os recursos partilhados de modo racional e escal�vel, mas que n�o � capaz de efectuar pesquisas de informa��o.

Nesta apresenta��o pretende-se mostrar uma vis�o global das v�rias t�cnicas utilizadas em cada um dos sistemas peer-to-peer para pesquisar informa��o, tendo em considera��o os crit�rios de descentraliza��o, escalabilidade, utiliza��o de recursos e funcionalidade oferecida.

11:30 Pesquisa num cat�logo: a abordagem humana - Armando Batista (AEIOU/Caleida)
O "Google", "deus da Internet" e poderos�ssima ferramenta de pesquisa sobre o conte�do dos sites por si indexados, deve parte do seu sucesso a um avan�ado e eficaz algoritmo de ordena��o dos resultados da pesquisa efectuada. O AEIOU, sendo um "cat�logo" de sites, procura aperfei�oar o mecanismo de pesquisa, no sentido de ofecerer os melhores resultados (os resultados esperados), usando uma abordagem adaptada � realidade de um cat�logo: uma abordagem "humana".
12:15 MOOsaico - Rui Mendes (Departamento de Inform�tica da Universidade do Minho)

As formas mais comuns de comunicar em tempo real pela Internet s�o os IRC (Internet Relay Chat) ou os sistemas de IM (Instant Messaging) como o MSN ou o ICQ, que permitem apenas conversar. O paradigma MOO � bastante mais interessante. Enquanto que os IRC e IM permitem apenas conversar, enviando e recebendo mensagens, o MOO permite tamb�m a cria��o de objectos e um elevado grau de interactividade com estes, tudo isto utilizando um ambiente de programa��o orientado ao objecto. Nesta apresenta��o ser� efectuada uma introdu��o gen�rica ao conceito de MOO, desde a sua concep��o e alguns dados hist�ricos at� um tutorial mais espec�fico sobre as suas potencialidades e linguagem de programa��o.

O MOOsaico � uma comunidade virtual com mais de dez anos, em que um dos principais objectivos � dotar o sistema de capacidades multilingue. Ser� efectuada uma breve introdu��o �s capacidades desse sistema e como podem ser utilizadas e melhoradas utilizando um sistema colaborativo.

IA: Bio-Inform�tica

Ter�a-Feira, 20 de Abril
Chairs: Prof. Victor Alves, Sara Fernandes (lmcc), Nuno Gon�alves (lesi)
14:30 Why Life Is Beautiful - James Tisdall (Biocomputing Associates and Dupont Company)

Using the theory of computation to attempt to discover the secrets of life, and promptly finding that you are over your head, has become a way of life for students of bioinformatics. Bioinformatics is defined loosely as using computers for biology research. It has a long history, but became critically important (and acquired its current name) as a result of the international Human Genome Project. Today we have the complete sequence of DNA for humans, the mouse, a simple worms, a mustard plant, the fruit fly, and many bacteria and viruses. But although we�ve identified most of the genes in these organisms, we are still learning how they all work together to create proteins and regulate the processes of life. Nevertheless, we are in the middle of the Golden Age of Biology, and bioinformatics is an important part of the scientific advances being made.

DNA and RNA have certain suggestive similarities to the Turing machine. It is useful to think of the complexity of life in a cell as a large and poorly understood system. Similarly, computer science has adopted various analogies from biology, such as neural networks, simulated annealing, Petri nets, and genetic algorithms. DNA computers have been demonstrated, that perform computations using DNA.

Bioinformatics, genetics, and molecular biology have contributed substantially to curing human diseases. The technology is very powerful and requires extreme care and spirited public debate. It is not unreasonable to hope for a cure for such plagues as cancer, which is a family of about 100 diseases that result from mutations in DNA. The open problem of protein folding is critical for curing diseases, and misfolding has been identified as the cause of Mad Cow Disease.

15:15 Complex Systems Approach to Computational Biology - Lu�s Rocha - Computer and Computational Science Division, Los Alamos National Laboratory and Instituto Gulbenkian de Ciencia

Biology needs Informatics. The production of larger and larger databases in molecular biology, particularly those containing genomic data, have lead to a strong interest in Bioinformatics and Computational Biology due to the obvious need to analyze and understand such large collections of data. In particular, DNA microarray technology , with its ability to measure the expression patterns of thousands of genes simultaneously, presents researchers with formidable data analysis difficulties. Analysis so far has mostly been limited to identification of genes and arrays with similar overall expression patterns by clustering methods. However, in general, we expect the expression behavior of genes to be influenced by more than one regulatory network or cellular process. Therefore, the application of 'spectral' analysis methods for gene expression data, which could reveal the distinct, superposed, processes influencing a gene's expression level is desirable. We describe our research using such methods for gene expression analysis.

But data-mining approaches to large-scale measurements in biology (e.g. in gene expression) is only the first stage of a more comprehensive approach to bioinformatics. These methods are typically used to discover patterns of expression behavior associated with subsets of genes, which are thus identified. But this analysis is pursued using exclusively the numerical expression values obtained from microarray experiments. Therefore, they cannot directly help us in deriving functional knowledge. The biological reasons for the patterns identified by these techniques must ultimately be ascertained by biologists who need to be able to integrate knowledge about a large number of possible underlying biological mechanisms. Given the large number of genes in microarrays and the myriad possible networks of cellular interaction, this is a daunting task indeed. The second stage of the analysis of the large-scale measurement methods now available to biology, derives from the need to assist biologists in generating functional hypothesis about numerical analysis results (the first stage).

Recent renewed interest in Systems Biology has lead researchers in Bioinformatics to the idea that in general, no single set of measurements, data analysis method, or single research team will be sufficient to understand complex biological networks of vast size . Instead, this research needs to be carried out by interdisciplinary teams empowered with Informatics technology capable of automatically integrating the results of pattern recognition analysis of microarray data, with available sources of functional knowledge. Clearly, such integrative technology does not aim to replace biologists, but rather to assist them by reducing the number of possible explanations of functional behavior.

At Los Alamos we are a) investigating and developing 'spectral' methods for gene-expression analysis and b) extracting functional knowledge from literature sources using several techniques from information retrieval which we intend to develop for this area. Our work is pursued in collaboration with a team of researchers from computer science and biology in several LANL divisions and external research institutions as such an interdisciplinary endeavor requires.

IA: Rob�tica

Ter�a-Feira, 20 de Abril
Chairs: Prof. Victor Alves, Sara Fernandes (lmcc), Nuno Gon�alves (lesi)
16:30 Sensoriza��o e percep��o de multi-agentes roboticos jogadores de futebol - Fernando Ribeiro (DEIUM)

A Robotica abrange sempre muitas �reas de conhecimento, tais como mec�nica, Electr�nica, Software, Inteligencia Artificial, entre outras. Existem varios desafios cient�ficos que estimulam a activade cientifica da �rea da rob�tica. Um deles � o RoboCup, que consiste no desenvolvimento de multi agentes roboticos capazes de realizar uma tarefa em conjunto seja ela jogar um jogo de futebol ou mesmo levar a cabo uma opera��o de salvamento de uma cat�strofe natural (inc�ndios, inuda��es, tremores de terra, etc.). O principal objectivo deste evento consiste na realiza��o de um jogo de futebol no ano 2050 entre a equipa campe� do mundo de robos e a equipa campe� do mundo de robos.

A equipa de futebol robotico da Universidade do Minho tem vindo a participar desde 1998, com varios equipas de robos, sempre desenvolvidos pelos alunos de electr�nica industrial, desde a sua mec�nica, electr�nica, e o software. Um dos aspectos mais importantes numa equipa de robos deste tipo consiste na sua capacidade sensorial e percep��o, pois depende dela o sucesso final da aplica��o. Ser�o descritos os sensores utilizados por estes robos, bem como a forma como � realizada a percep��o, ou seja a passagem de simples dados a informa��o �til. O mais importante sensor utilizado consiste na vis�o por computador. A interpreta��o da imagem omnidireccional utilizada nos robos ser� descrita bem como os algoritmos utilizados para toda a percep��o. De modo a obter-se o maximo de informa��o bem como a mais actualizada possivel, � necessaria uma optimiza��o do c�digo, de modo a conseguir-se da vis�o o m�ximo n�mero de frames por segundo.

17:15 Cognitive Robots: Synthesis and potential applications - Estela Bicho (DEIUM)

One of the great challenges of current robotics research is the design of artefacts, which are able to act intelligently and autonomously in dynamic, unstructured environments. This implies that robots must be endowed with cognitive behaviour, i.e. the capability of generating decisions and motor behaviour that is not directly dictated by the online sensory information. This need is exacerbated if they are supposed to realize purposive and collaborative work with other robots or with humans. For collaborative task execution a robot must be able to make some reasoning, for example, about goals, perception, and the mental states of other agents.

A few approaches (e.g. symbolic and connectionist) have been proposed and implemented on different robots for a diverse set of tasks. However, most of these approaches lack a theoretical underpinning that would allow a thorough analytical design of cognitive functions. Recently, there has been a growing interest in dynamical approaches to cognitive science and thus to New Robotics. The reason is that the mathematical theory of dynamical systems offers the adequate tools to make a dynamical analysis of a cognitive process, that seeks to understand the evolution of that process over time and the multiple internal and external influences whose interplay shapes it.

Our working hypothesis is that if tools from dynamic systems theory can be used to analyze how natural cognitive processes unfold over time then the same tools should allow synthesizing artificial cognitive agents.

In JOIN'04 we will make a brief overview of our current research projects which are held in collaboration with the Department of Mathematics for Science and Technology:

  • CoopDyn: Synthesis of Cooperative Behavior in multi-robot Systems
  • ArteSImit: Artefact structural learning through Imitation
  • JAST: Joint Action Science and Technology

Although each of this projects address particular open questions they all have in common the ultimate goal of developing Autonomous Cognitive Robots, i.e robots able to perform collaborative and purposive work with humans or other robots.

UMTS

Quarta-Feira, 21 de Abril
Chairs: Prof. Alexandre Santos, Jos� Proen�a (lmcc), Andreia Esteves (lesi)
9:00 A import�ncia da Engenharia de Software na Mobilidade - Carlos Oliveira (Mobicomp)

A experi�ncia no desenvolvimento de produtos e solu��es para o mundo da mobilidade vieram desde h� muito confirmar uma necessidade de cuidados adicionais do ponto de vista de Engenharia de Software no desenvolvimento destas solu��es.

A evolu��o constante das tecnologias m�veis, a necessidade de adapta��o das aplica��es a dispositivos desconhecidos, tornam fundamental uma vis�o arquitectural de modo a garantir que as solu��es funcionem no presente e no futuro com um Custo Total de Opera��o comport�vel.

Ser�o apresentadas algumas das solu��es encontradas pela MobiComp para resolver alguns dos problemas recorrentes no mundo das aplica��es m�veis.

Apresenta��o de uma solu��o de backup m�vel.

9:45 Converg�ncia dos Servi�os da 3� Gera��o - Vladimir Borcic (Eng� S�nior da Rede Core GPRS/UMTS - Optimus)

A banda larga da 3� Gera��o permite a total mobilidade dos servi�os IP actualmente existentes nas redes fixas. Por outro lado, os servi�os em "tempo real" (telefonia e v�deo telefonia) come�am a ser suportados na tecnologia IP, devido � implementa��o dos mecanismos de QoS e redu��o dos atrasos na rede de acesso (R�dio). Esta situa��o torna imprescind�vel a colabora��o entre as operadoras m�veis e as empresas que desenvolvem servi�os/conte�dos.

Desafios para as operadoras m�veis:

  • oferecer um conjunto de servi�os que satisfa�a todos os segmentos de mercado,
  • diferenciar a sua oferta,
  • assegurar a End-to-End QoS,
  • implementar a taxa��o diferenciada,
  • acompanhar a evolu��o da arquitectura e tecnologia All-IP ,
  • fus�o de v�rias redes de acesso (UTRAN, EDGE, WiFi),
  • integra��o dos servi�os desenvolvidos pelos terceiros e a sua taxa��o.

11:00 Servi�os baseados em v�deo para a terceira gera��o m�vel - Ant�nio C�mara (FCT-UNL e YDreams)

A segunda gera��o e meia de telem�veis permite antever v�rios dos servi�os m�veis baseados em v�deo que se tornar�o comuns na terceira gera��o: transmiss�o de imagens de eventos desportivos e outros; e aplica��es de seguran�a.

A terceira gera��o permitir�, no entanto, aplica��es mais inovadoras recorrendo a realidade aumentada est�tica e din�mica nas �reas do entretenimento m�vel e navega��o urbana. Essas aplica��es, desenvolvidas pela YDreams, ilustram os horizontes que a banda larga m�vel ir� abrir.


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