RCIPL
Repositório Institucional do Politécnico de Lisboa
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Cross-device platform for collaborative educational experiences in mixed reality
Publication . Lucas, Letícia Inês da Silva Barbedo; Costa, Carla Maria Duarte da Silva e; Jorge, Pedro Miguel Torres Mendes
Abstract
This dissertation presents the design and implementation of a cross-device platform for collaborative educational experiences in Mixed Reality (MR). While these technologies have the potential to transform learning, turning abstract concepts into something tangible, their generalized adoption is hindered by some persistent challenges: device fragmentation and the lack of interoperability between different systems. With different devices providing incompatible capabilities, truly inclusive and scalable classroom experiences are difficult to attain. To address this, the project proposes a modular client-server architecture enabling seamless collaboration between heterogeneous platforms. On the client side, OpenXR provides the foundational layer for interoperability, enabling unified user interaction across devices. On the server side, a dual approach is adopted: a Unity server coordinates multiplayer sessions, object alignment and scene management, while a Python server handles computer vision tasks. The latter integrates a custom object detection pipeline capable of personalized marker recognition and communicates with clients via sockets for real-time responses. The developed platform is validated through a representative educational scenario focused on renewable energies, where users employing Magic Leap 2 and Meta Quest 3 devices - examples of Augmented and Virtual Reality, respectively - collaboratively manipulate synchronized virtual objects (a Sun and clouds), anchored to physical markers (miniature photovoltaic panel replicas). Results demonstrate that the proposed approach achieves real-time synchronization, robust object tracking, and extensibility for integrating both new devices and educational experiences in the future. This work provides an open-source framework that enables educators and developers to create their own custom Mixed Reality experiences, without requiring extensive technical knowledge. Beyond its immediate educational applications, the platform establishes a foundation for future research in cross-platform Mixed Reality systems, especially those that foster collaboration and creativity in learning.
O Balanced Scorecard: Triple Bottom Line aplicado numa empresa do setor cinematográfico
Publication . Pires, Alexandra Martins; Vicente, Célia
As organizações necessitam de ferramentas que permitam uma análise abrangente dos fatores que influenciam o seu desempenho. Neste contexto, Kaplan e Norton (1992) desenvolveram o Balanced Scorecard (BSC), uma metodologia que permite ajustar dinamicamente a estratégia organizacional, focando os objetivos essenciais ao seu sucesso. Em 2020, o BSC foi atualizado para integrar os princípios do Triple Bottom Line (TBL), incorporando as dimensões económica, social e ambiental. Este estudo propõe a implementação do BSC-TBL numa empresa do setor cinematográfico, designada por CineHorizonte, tendo como objetivos específicos a identificação e análise dos objetivos estratégicos e respetivos indicadores, bem como a elaboração do mapa estratégico. A escolha da empresa teve a ver com o facto de se ter verificado a ausência de uma ferramenta de gestão estratégica como o BSC-TBL. A investigação adotou a metodologia de estudo de caso, com entrevistas a diversos departamentos. Os resultados revelam um foco nas dimensões económica e social, mas evidenciam lacunas na vertente ambiental. Conclui-se que os objetivos estratégicos estão alinhados com a visão da empresa, que valoriza a qualidade, a diversidade dos serviços e a oferta de experiências de entretenimento de excelência.
O encenador e o actor: um olhar sobre práticas teatrais contemporâneas
Publication . Istrate, Ioan Alexandru; Parreira, Francisco Luís
O presente relatório serve como processo de investigação teórico-prático sobre a relação que se estabelece entre o actor e o encenador. O objetivo desta investigação é uma análise de algumas práticas teatrais contemporâneas, principalmente da questão do actor-encenador, centrada no diálogo entre o encenador e os seus actores, bem como a relação que o espetáculo de teatro tem com o público. Este processo de reflexão culmina com um momento laboratorial, em que são abordadas as práticas aqui sugeridas, sendo postas em causa para perceber a sua veracidade sobre o métier teatral.
Sensor LSPR para uma rápida deteção da COVID-19
Publication . Moreira, Vânia Micaela Gouveia; Alegria, Elisabete Clara Bastos do Amaral; Almeida, Gabriela
O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um teste de antigénio (Ag) baseado em Ressonância do Plasmão de Superfície Localizada (LSPR) que combinasse a elevada especificidade dos anticorpos monoclonais (Ab) com a elevada sensibilidade das nanopartículas de ouro (AuNPs). A dissertação teve como subobjetivos estudar a influência de diferentes parâmetros na formação e estabilidade de bionanoconjugados assim como realizar uma meta-análise sobre amostras fisiológicas alternativas. Os ensaios foram realizados com AuNPs em solução e em placas de ITO com ouro depositado. O primeiro passo consistiu na preparação do ouro que inclui a sua funcionalização com diferentes tióis (MUA, MPA ou mistura de ambos) e a adição de agentes de acoplamento (EDC e NHS). A formação dos bionanoconjugados compreendeu a imobilização de anticorpos com diferentes especificidades e a imobilização de diferentes antigénios ou do vírus SARS-CoV-2. O fenómeno LSPR permitiu detetar um desvio da banda plasmónica após a imobilização das biomoléculas e os bionanoconjugados resultantes foram caraterizados por espectrofotometria de UV-Visível, eletroforese em gel de agarose e microscopia eletrónica de transmissão (TEM). A funcionalização com MUA e a imobilização das biomoléculas da GenScript permitiram obter os melhores resultados com um desvio após estas etapas. A meta-análise consistiu na pesquisa em diferentes bases de dados e à seleção dos artigos que cumpriam o objetivo da meta-análise e, por fim, procedeu-se à avaliação metodológica dos artigos assim como a meta-análise com vista à avaliação da sensibilidade, especificidade e precisão de amostras alternativas na deteção do SARS-CoV-2. A saliva apresentou os melhores resultados com uma precisão de 92.1%, indicando a possibilidade de ser utilizada como amostra alternativa para a deteção da COVID-19. O presente trabalho permitiu otimizar a estabilidade dos bionanoconjugados e estudar a possibilidade da utilização de amostras alternativas para detetar esta patologia. Contudo, não foi possível concluir o objetivo de desenvolver o teste rápido de antigénio, uma vez que o desvio da banda plasmónica obtido encontrava-se dentro do erro do aparelho de medida.
Classificação automática de lesões ósseas em imagens cintigráficas usando técnicas de machine learning
Publication . Silva, Mariana Gomes Gonçalves da; Oliveira, Francisco Paulo Marques de; Vieira, Lina da Conceição Capela de Oliveira; Costa, Durval Campos
Definição do problema: A cintigrafia óssea é uma técnica de imagem de medicina nuclear que permite observar anomalias no metabolismo ósseo. Grande parte destes estudos visam principalmente a deteção de metástases ósseas. O trabalho de identificação das lesões malignas é muito dependente da experiência do médico que avalia os estudos, podendo ser muito moroso. As técnicas de diagnóstico assistido por computador podem dar um contributo importante neste tipo de trabalho. No entanto, existe uma panóplia considerável de soluções baseadas em machine learning. Deste modo, é necessário realizar estudos no sentido de aferir a aplicabilidade de cada uma das técnicas e comparar o seu desempenho em dados de imagens de cintigrafia óssea. Objetivo: Comparar técnicas de machine learning, nomeadamente decision tree (DT), k-nearest neighbors (k-NN), support vector machine (SVM), artificial neural network (ANN) e convolutional neural network (CNN), na classificação de lesões ósseas em imagens cintigráficas. Métodos: Estudo retrospetivo de 415 estudos de cintigrafia óssea (duas imagens por doente: projeções anterior e posterior após varrimento de corpo inteiro) de 415 doentes. As lesões malignas foram previamente identificadas por médicos especialistas. As regiões de captação óssea visualmente anormal elevada, que não foram considerados malignas ou duvidosas pelo médico especialista, foram considerados como hotspots benignos. Exceto para a aplicação das CNN, as lesões foram todas individualmente segmentadas com recurso a um classificador Bayesiano e depois caracterizadas por um conjunto de 27 características obtidas das mesmas. Para avaliação dos classificadores foi estimada a precisão balanceada com recurso à técnica de validação cruzada leave-one-out. Foi ainda avaliada e comparada a influência da normalização da intensidade de captação do radiofármaco na precisão balanceada dos classificadores. Duas normalizações de intensidade foram avaliadas: normalização pela mediana da captação numa estrutura óssea previamente definida, e normalização pela captação nos tecidos moles das coxas. Resultados: Foram identificadas 1304 lesões ósseas malignas e 873 benignas. Em termos de análise univariada, as características que de um modo geral originaram valores mais elevados de área abaixo da curva receiver operating characteristic (ROC) foram o desvio-padrão, a variância e a assimetria da distribuição da intensidade de captação dentro da lesão; no entanto com valores baixos (entre 0,60 e 0,64 na maior parte dos casos). A performance dos classificadores multivariados foi muito semelhante entre todos, com valores de precisão balanceada de 66%, 68%, 68%, 67% e 68% para os classificadores DT, SVM, k-NN, ANN e CNN, respetivamente. Não se observou uma vantagem significativa na normalização da intensidade de captação. Discussão: A heterogeneidade da intensidade de captação dentro da lesão foi a macro característica que melhor separou os dois tipos de lesão. Era expectável que a normalização da captação pela captação mediana da estrutura ósseas selecionada como referência originasse resultados significativamente melhores do que sem normalização, mas tal não se confirmou. Também era expectável que as características geométricas das lesões pudessem discriminar bem o tipo de lesão. No entanto, isto também não se confirmou. Em relação ao desempenho dos classificadores, estiveram todos dentro do esperado. É expectável que a junção de variáveis demográficas e de localização anatómica das lesões possa melhorar o resultado dos classificadores, tornando-os mais interessantes. Conclusão: Todos os modelos de classificadores multivariados usados originaram bons resultados de precisão balanceada apenas com a informação extraída das imagens, sem diferenças significativas entre eles. Estes resultados são promissores, abrindo portas para a aplicação de sistemas CAD para o auxílio à avaliação de imagens de cintigrafia óssea.