FC-DI - PhD Thesis
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Recent Submissions
- Web Interaction Environments: Characterising Web Accessibility at the LargePublication . Lopes, Rui Miguel do Nascimento Dias; Carriço, LuísAccessibility quality on the Web is essential for providing a good Web experience to people with disabilities. The existence of virtual ramps aid these users grasping and interacting withWeb content, just like the experience of those who are unimpaired. However, more often than not, Web pages impose accessibility barriers, usually centred on the unavailability of tailored content to specific perceptual abilities (e.g.,textual description of images, enabling grasping information with assistive technologies), as well as on proper HTML structural elements that adequate the semantics of a Web page. When evaluating the accessibility quality of Web pages, the resulting analysis is often focused on a small sample set (e.g., a single Web page or a selection of pages from a Web site). While this kind of analysis gets the gist of accessibility quality, it misses the big picture on the overall accessibility quality of the Web. This thesis addresses the challenge of observing accessibility phenomena on the Web, through the experimental evaluation of large collections of Web pages. This resulted on new findings about the accessibility quality of the Web, such as its correlation with HTML element count, and the erroneous perception of accessibility quality by developers. Small-scale experiments have been verified also at large scale, such as the correlation between the usage of HTML templates and accessibility quality. Based on the challenges raised by the experimental evaluation, this thesis proposes a novel approach for large scale Web accessibility evaluation based on Linked Data, as well as the establishment of metrics to assess the truthfulness and coverage of automated evaluation methods.
- Visual Attention and swarm cognition for off-road robotsPublication . Santana, Pedro Figueiredo; Correia, LuísThis thesis addresses the problem of modelling visual attention in the context of autonomous off-road robots. The goal of using visual attention mechanisms is to allow robots to focus perception on the aspects of the environment that are more relevant to the task at hand. As this work will show, this capability is a promoter of robustness and computational parsimony in both obstacle and trail detection. These features are key enablers of fast and energetically efficient field robots. One of the major challenges in modelling visual attention emerges from the need to ensure that the model is able to manage the speed-accuracy trade-off in the face of context and task changes. This thesis shows that this trade-off is handled if the cognitive process of visual attention is modelled as a self-organising process, whose operation is modulated by the robot’s action selection process. By closing the loop from the action selection process to the perceptual one, the latter is able to perform on a by-need basis, anticipating actual robot moves. To endow visual attention with self-organising properties, this work gets inspiration from Nature. Concretely, the mechanisms underlying the ability that army ants have of foraging in a self-organising way are used as metaphor to solve the task of searching, also in a self-organising way, for obstacles and trails in the robot’s visual field. The solution proposed in this thesis is to have multiple covert foci of attention operating as a swarm via pheromone-based interactions. This work represents the first embodied realisation of swarm cognition, which is a new born field that aims to uncover the basic principles of cognition by inspecting the self-organising properties of the collective intelligence exhibited by social insects. Hence, this thesis contributes to robotics as an engineering discipline, and to robotics as a modelling discipline supporting the study of adaptive behaviour.
- Evaluation groupware usability at the cognitive level of human actionPublication . Ferreira, António; Antunes, PedroThis dissertation explores the importance of the cognitive level of human action in the evaluation and improvement of groupware usability. This research is motivated by the problem that current methods focus on the rational and social levels of human action and yet an increasing number of users relies on computers to fulfil collaborative tasks dominated by perceptual, cognitive, and motor skill. The first contribution of this research is a groupware interface model that leverages existing knowledge on cognitive-level behaviour with single-user interfaces by expanding its application to multi-user interfaces. To do this, I show that the key differences between users interacting with the computer and interacting with other users through the computer can be supported by specialised groupware information flows and input/output devices. The second contribution of this dissertation is a pair of methods for predicting groupware usability at the cognitive level of human action. The first method applies to scenarios of collaboration occurring routinely in shared workspaces. The second aims at capturing the intertwined nature of mixed-focus collaboration, encompassing shared and private workspaces. I use the methods to evaluate and compare the usability of competing designs in four scenarios of collaboration. The methods do not require user testing or functioning prototypes, so they can be integrated into the iterative process of interactive systems design. The third contribution of this research is the evaluation of an attentive electronic brainstorming tool, which implements a novel attentive device that adjusts the delivery of group awareness information according to users’ natural task switching between doing individual work and attending to the group. I present results from a laboratory experiment, which indicate that groups produced 9.6% more ideas when compared to the immediate broadcast of ideas and provide evidence suggesting that the usability improvement was due to the mitigation of information overload.
- Byzantine Fault-Tolerant Agreement Protocols for Wireless Ad hoc NetworksPublication . Moniz, Henrique Lícias Senra; Neves, Nuno Fuentecilla Maia Ferreira; Correia, Miguel PupoThe thesis investigates the problem of fault- and intrusion-tolerant consensus in resource-constrained wireless ad hoc networks. This is a fundamental problem in distributed computing because it abstracts the need to coordinate activities among various nodes. It has been shown to be a building block for several other important distributed computing problems like state-machine replication and atomic broadcast. The thesis begins by making a thorough performance assessment of existing intrusion-tolerant consensus protocols, which shows that the performance bottlenecks of current solutions are in part related to their system modeling assumptions. Based on these results, the communication failure model is identified as a model that simultaneously captures the reality of wireless ad hoc networks and allows the design of efficient protocols. Unfortunately, the model is subject to an impossibility result stating that there is no deterministic algorithm that allows n nodes to reach agreement if more than n2 omission transmission failures can occur in a communication step. This result is valid even under strict timing assumptions (i.e., a synchronous system). The thesis applies randomization techniques in increasingly weaker variants of this model, until an efficient intrusion-tolerant consensus protocol is achieved. The first variant simplifies the problem by restricting the number of nodes that may be at the source of a transmission failure at each communication step. An algorithm is designed that tolerates f dynamic nodes at the source of faulty transmissions in a system with a total of n 3f + 1 nodes. The second variant imposes no restrictions on the pattern of transmission failures. The proposed algorithm effectively circumvents the Santoro- Widmayer impossibility result for the first time. It allows k out of n nodes to decide despite dn 2 e(nk)+k2 omission failures per communication step. This algorithm also has the interesting property of guaranteeing safety during arbitrary periods of unrestricted message loss. The final variant shares the same properties of the previous one, but relaxes the model in the sense that the system is asynchronous and that a static subset of nodes may be malicious. The obtained algorithm, called Turquois, admits f < n 3 malicious nodes, and ensures progress in communication steps where dnf 2 e(n k f) + k 2. The algorithm is subject to a comparative performance evaluation against other intrusiontolerant protocols. The results show that, as the system scales, Turquois outperforms the other protocols by more than an order of magnitude.
- Support for Dependable and Adaptive Distributed Systems and ApplicationsPublication . Dixit, Mônica; Casimiro, AntónioDistributed applications executing in uncertain environments, like the Internet, need to make timing/synchrony assumptions (for instance, about the maximum message transmission delay), in order to make progress. In the case of adaptive systems these temporal bounds should be computed at runtime, using probabilistic or specifically designed ad hoc approaches, typically with the objective of improving the application performance. From a dependability perspective, however, the concern is to secure some properties on which the application can rely. This thesis addresses the problem of supporting adaptive systems and applications in stochastic environments, from a dependability perspective: maintaining the correctness of system properties after adaptation. The idea behind dependable adaptation consists in ensuring that the assumed bounds for fundamental variables (e.g., network delays) are secured with a known and constant probability. Assuming that during its lifetime a system alternates periods where its temporal behavior is well characterized (stable phases), with transition periods where a variation of the network conditions occurs (transient phases), the proposed approach is based on the following: if the environment is generically characterized in analytical terms and it is possible to detect the alternation of these stable and transient phases, then it is possible to effectively and dependably adapt applications. Based on this idea, the thesis introduces Adaptare, a framework for supporting dependable adaptation in stochastic environments. An extensive evaluation of Adaptare is provided, assessing the correctness and effectiveness of the implemented mechanisms. The results indicate that the proposed strategies and methodologies are indeed effective to support dependable adaptation of distributed systems and applications. Finally, the applicability of Adaptare is evaluated in the context of two fundamental problems in distributed systems: consensus and failure detection. The thesis proposes solutions for these problems based on modular architectures in which Adaptare is used as a middleware for dependable adaptation of assumed timeouts.
- Intrusion Tolerance in Large Scale NetworksPublication . Veronese, Giuliana Santos; Lung, Lau Cheuk; Correia, Miguel PupoO crescimento da dependência na utilização de serviços informáticos em redes de larga escala demanda sistemas que forneçam um serviço correcto e ininterrupto. Por este motivo, algoritmos tolerantes a faltas bizantinas (BFT) têm recebido considerável atenção nos últimos anos. A ideia fundamental destes algoritmos é replicar um determinado serviço num conjunto de servidores, assegurando a sua operação contínua mesmo na presença de um número limitado de servidores faltosos. Cada servidor é uma réplica, uma máquina de estados determinística que executa operações em resposta a requisições¸ realizadas por clientes. Para que serviços replicados sejam tolerantes a faltas, modos comuns de falhas devem ser evitados, essa é a principal motivação desta tese. Mais especificamente, a tese trata de falhas causadas por desastres naturais, falta de energia e ataques físicos. Para que a ocorrência destas falhas afecte um número limitado de servidores é necessário distribuir as réplicas geograficamente. Esta distribuição, requer que os locais onde se situam as réplicas sejam conectados por uma rede de larga-escala (WAN), como a Internet. Infelizmente, quando as réplicas estão distribuídas geograficamente o desempenho dos algoritmos BFT actuais é afectado pelas limitações de largura de banda e latências heterogéneas, típicas em redes de larga-escala. A fim de tratar destas limitações esta tese introduz novos algoritmos BFT que são simultâneamente eficientes e seguros. Alguns destes algoritmos são baseados em um modelo de faltas híbrido, por exemplo, parte do sistema é considerado seguro pela sua construção. Uma importante contribuição desta tese é a definição e concretização de um serviço confiável mínimo: o gerador de identificador único e sequencial (USIG). A tese descreve como concretizar algoritmos de consenso bizantinos com 2 f +1 processos, usando um algoritmo de reliable multicast que requer um componente confiável, uma abstração do USIG. O serviço USIG e a primitiva de reliable multicast são aplicados como componentes nucleares na concretização de dois novos algoritmos BFT introduzidos nesta tese: MinBFT e MinZyzzyva. Estes algoritmos são mínimos em termos de número de réplicas, complexidade do componente confiável e número de passos de comunicação. A fim de mitigar os ataques de degradação de desempenho esta tese propõe o uso de um primário rotativo, definindo assim um novo algoritmo BFT, o Spinning. Além de ser menos vulnerável a ataques causados por primários faltosos, o Spinning atinge um débito similar ao algoritmo base. Finalmente, os mecanismos e técnicas desenvolvidos ao longo desta tese são combinados com o objectivo de definir o EBAWA, um novo algoritmo BFT que é adequado para suportar a execução de serviços replicados em redes de larga-escala.
- Byzantine Fault-Tolerant Agreement Protocols for Wireless Ad hoc NetworksPublication . Moniz, Henrique Lícias Senra; Neves, Nuno Fuentecilla Maia Ferreira; Correia, Miguel PupoEsta tese investiga o problema do consenso tolerante a faltas acidentais e maliciosas em redes ad hoc sem fios. Trata-se de um problema fundamental que captura a essência da coordenação em actividades envolvendo vários nós de um sistema, sendo um bloco construtor de outros importantes problemas dos sistemas distribuídos como a replicação de máquina de estados ou a difusão atómica. A tese começa por efectuar uma avaliação de desempenho a protocolos tolerantes a intrusões já existentes na literatura. Os resultados mostram que as limitações de desempenho das soluções existentes estão em parte relacionadas com o seu modelo de sistema. Baseado nestes resultados, é identificado o modelo de falhas de comunicação como um modelo que simultaneamente permite capturar o ambiente das redes ad hoc sem fios e projectar protocolos eficientes. Todavia, o modelo é restrito por um resultado de impossibilidade que afirma não existir algoritmo algum que permita a n nós chegaram a acordo num sistema que admita mais do que n2 transmissões omissas num dado passo de comunicação. Este resultado é válido mesmo sob fortes hipóteses temporais (i.e., em sistemas síncronos) A tese aplica técnicas de aleatoriedade em variantes progressivamente mais fracas do modelo até ser alcançado um protocolo eficiente e tolerante a intrusões. A primeira variante do modelo, de forma a simplificar o problema, restringe o número de nós que estão na origem de transmissões faltosas. É apresentado um algoritmo que tolera f nós dinâmicos na origem de transmissões faltosas em sistemas com um total de n 3f + 1 nós. A segunda variante do modelo não impõe quaisquer restrições no padrão de transmissões faltosas. É apresentado um algoritmo que contorna efectivamente o resultado de impossibilidade Santoro-Widmayer pela primeira vez e que permite a k de n nós efectuarem progresso nos passos de comunicação em que o número de transmissões omissas seja dn 2 e(n k) + k 2. O algoritmo possui ainda a interessante propriedade de tolerar períodos arbitrários em que o número de transmissões omissas seja superior a . A última variante do modelo partilha das mesmas características da variante anterior, mas com pressupostos mais fracos sobre o sistema. Em particular, assume-se que o sistema é assíncrono e que um subconjunto estático dos nós pode ser malicioso. O algoritmo apresentado, denominado Turquois, admite f < n 3 nós maliciosos e assegura progresso nos passos de comunicação em que dnf 2 e(n k f) + k 2. O algoritmo é sujeito a uma análise de desempenho comparativa com outros protocolos na literatura. Os resultados demonstram que, à medida que o número de nós no sistema aumenta, o desempenho do protocolo Turquois ultrapassa os restantes em mais do que uma ordem de magnitude.
- Tools and Techniques for Mobile Interaction DesignPublication . Sá, Marco Abelha César de; Carriço, LuísO desenho de sistemas interactivos é uma tarefa árdua que requer a atenção dos designers a uma grande diversidade de factores, variando estes desde as necessidades dos utilizadores finais até ao contexto em que a solução fi nal vai ser utilizada. Nesse sentido, as metodologias de desenho e as técnicas que estas englobam foram introduzidas com o objectivo de auxiliar os designers, oferecendo guias e procedimentos que suportam o processo de desenho de aplicações e suas interfaces durante as suas várias fases. No entanto, o recente aparecimento de conceitos como a computação móvel e ubíqua, suportados por uma série de novos dispositivos em constante crescimento, introduziu um conjunto de di ficuldades e desafios extra no processo de desenho de aplicações para este tipo de plataforma. Dadas as características específi cas e peculiares dos dispositivos móveis, especialmente a sua natureza ubíqua e permanente, tamanho reduzido e variadas modalidades de interação, um novo leque de paradigmas de utilização tem vindo a surgir. Como consequência, novas aproximações e técnicas, focando as potencialidades únicas e as limitações inerentes aos dispositivos móveis, a sua ubiquidade, utilização recorrente e permanente em ambientes e locais diferentes, tem vindo a ganhar cada vez mais atenção. Em particular, trabalhos recentes nesta área têm mostrado que, no caso particular do desenho de aplicações e de interfaces para dispositivos móveis, o processo de desenho e desenvolvimento deve ser necessariamente transportado para fora do laboratório, levando o processo a cabo em cenários e condições realistas, superando os frequentemente utilizados testes de laboratório e, consequentemente, produzindo resultados mais fiáveis e um processo de desenho mais efi ciente e coerente. Mesmo assim, apesar de provas cada vez mais contundentes das vantagens do desenho de aplicações móveis no contexto de utilização, a maioria das técnicas existentes e descritas na literatura assentam em simulações dentro de ambientes laboratoriais e tentam recriar variáveis e características de localizações exteriores dentro de laboratórios, sob condições controladas. Estas aproximações tentam evitar o trabalho extra que levar o processo de desenho para o exterior do laboratório pode requerer. A necessidade de recolher dados e avaliar aplicações fora do laboratório implica, na maioria dos casos, a necessidade de seleccionar ou de finir cenários e contextos nos quais praticar estes procedimentos. Entre outros, a fraca adesão que o desenho fora do laboratório tem, apesar das suas vantagens, é um reflexo da inexistência de guias e regras que ajudem designers na tentativa de conduzir o processo de desenho e avaliação de aplicações móveis em contextos reais. A quantidade crítica de possíveis situações de uso, em conjunto com os vários aspectos que devem, necessariamente, ser levados em consideração durante o processo de desenho para dispositivos com características tão particulares, são difíceis de gerir e geralmente levam ao esquecimento de detalhes, negligência de inúmeros aspectos e a resultados aquém do esperado. Neste momento, e face à falta de suporte, ao tentar superar estas difi culdades, os designers optam frequentemente por fazer o porte de aplicações existentes, geralmente disponíveis para plataformas com maiores dimensões (e.g., PCs), para os dispositivos móveis, ajustando alguns detalhes imprescindíveis para o funcionamento básico das mesmas. No entanto, esta aproximação leva, na maioria dos casos, a aplicações pouco elegantes e usáveis que, mesmo sendo providas de um conteúdo brilhante, em pouco tempo se tornam obsoletas e evitadas pelos utilizadores. Mais uma vez, o factor primordial para que os designers sigam tal aproximação centra-se na inexistência de metodologias e técnicas específicas para dispositivos portáteis, de mão e ubíquos. Apesar de algumas guias e regras de desenho, presentes nas tradicionais metodologias de desenho centradas no utilizador, se poderem aplicar a este processo de desenho tão específico , as características únicas dos dispositivos, as restrições impostas por determinados contextos e a liberdade que surge como consequência da sua portabilidade, juntamente com os demais desafi os que são introduzidos no processo, requerem novas, ou no mínimo aproximações altamente refi nadas. Três fases do processo desenho - (1) recolha e análise de requisitos; (2) prototipagem; e (3) avaliação - são particularmente sensíveis e apresentam um maior número de dificuldades. 1. Análise e recolha de requisitos em cenários móveis, onde o uso constante do dispositivo ou aplicação móvel, é feito em contextos mutáveis, introduz detalhes que dificilmente são detectáveis com a utilização de métodos tradicionais. Poder-se-á até imaginar que, conhecendo todos os contextos de utilização possíveis, a aplicação de métodos tradicionais poderia resultar na detecção da influência do contexto nesses cenários específicos. No entanto, para além de esta ser uma perspectiva irrealista, as implicações de mudar de contexto e como esta mudança afecta o utilizador e os seus requisitos perante a aplicação, passam despercebidos. 2. No processo de criação de esboços e construção de protótipos de baixa fidelidades, existem também vários problemas que afectam o processo de forma evidente. Os protótipos de baixa-fidelidade, tal como são presentemente utilizados, são inadequados ás peculiaridades dos dispositivos móveis e aos seus cenários de uso. Estes métodos de prototipagem pouco adequados, para além de levarem a resultados erróneos, especialmente quando os utilizadores finais são envolvidos, têm também repercussões nas fases posteriores de avaliação. 3. De facto, no que toca à avaliação da usabilidade de aplicações móveis, dada a ausência de métodos específicos e guias que auxiliem os designers, esta fase do processo de desenho é frequentemente ignorada. Este problema surge não só como uma consequência de protótipos pouco adequados a testes em cenários reais, tal como à ausência de técnicas que facilitem, mais uma vez, a recolha de dados nestas situações. No geral, as difi culdades inerentes ao processo de desenho de aplicações para este tipo de dispositivos requerem novas aproximações e extensões ás técnicas e ferramentas fornecidas pelas metodologias de desenho centradas no utilizador. Esta tese apresenta soluções e experiências que abordam estes problemas e visam resolver as questões que afectam as várias fases de desenho. Em particular, como primeira contribuição, para os estágios iniciais, onde é feita a análise de requisitos e a sua recolha, é sugerida uma moldura conceptual para a selecção e geração de cenários de suporte para o desenho. Esta apresenta componentes atómicos que, quando conjugados, defi nem contextos de utilização detalhados e que enfatizam as variáveis mais predispostas a afectar a experiência de utilização móvel. Como complemento, são ainda oferecidas sugestões para a recolha de dados, em fases iniciais do processo, nos contextos móveis defi nidos pela moldura conceptual. No que diz respeito à prototipagem, especialmente a de baixa- fidelidade, a tese contribui também para a evolução das técnicas existentes de modo a suportarem, de forma adequada, a construção de protótipos e a sua avaliação em cenários reais. Nesse sentido, são descritas novas abordagens de prototipagem que para além de promoverem o realismo e a participação dos utilizadores finais, facilitam, de forma significativa, a sua avaliação. Nesta última fase, este trabalho contribui também com a introdução de um conjunto de guias que sugerem formas de capitalizar a participação dos utilizadores finais durante a recolha de dados em sessões de avaliação e, mais ainda, mecanismos e ferramentas que permitem a monitorização à distância, quer em modo diferido, como em tempo real, das actividades dos utilizadores em cenários reais. Estes métodos permitem portanto a detecção de problemas de usabilidade em fases muito iniciais do processo de desenho, com custos muito baixos. Finalmente, como última contribuição do trabalho descrito nesta tese, é apresentada uma plataforma de software, denominada MobPro, que leva em consideração todas as técnicas acima descritas e oferece, num ambiente de desenvolvimento integrado, funcionalidades de suporte ás duas fases principais do processo de desenho: a prototipagem e avaliação. A plataforma, constituída por várias ferramentas, oferece de forma simples e sem requerer conhecimentos de programação, funcionalidades como: • Construção de protótipos de várias fidelidades - A utilização de protótipos de várias fidelidades, desde esboços desenhados à mão, com áreas interactivas, até protótipos de software com componentes visuais, permite a avaliação e detecção de problemas de usabilidade a vários níveis (e.g., problemas de navegação, localização de botões, dimensão dos vários ícones). • Prototipagem directamente nos dispositivos móveis - a possibilidade de editar e actualizar os protótipos nos dispositivos onde são experimentados, confi gurando pequenos detalhes como sequências de ecrãs ou localização de componentes, permite aos designers corrigir problemas de usabilidade e testar várias alternativas nos contextos reais onde decorrem as sessões de avaliação, sem necessidade de interromper a sessão ou de equipamento de laboratório para criar novos protótipos. Mais ainda, tendo em conta o processo de edição guiado e sem necessidade de programação, a participação dos utilizadores fi nais é fomentada, abrindo portas para a utilização de técnicas como as sondas e desenho participado directamente nos contextos nais de utilização. • Regras de usabilidade integradas - em protótipos de média e alta-fidelidade, a plataforma oferece um conjunto de guias de usabilidade que podem ser automaticamente aplicadas, quando esta opção for seleccionada pelo designer. Estas estabelecem, por exemplo, regras no que diz respeito à posição dos componentes, ao seu tamanho, à quantidade de informação para cada ecrã e à disposição dos vários elementos visuais relativamente uns aos outros. Estas guias são confi guráveis e podem ser orientadas a domínios especificos (e.g., e-health, educação). A ferramenta de prototipagem inclui ainda funcionalidades que apresentam várias alternativas para os protótipos criados (e.g., apresentar um protótipo com uma modalidade alternativa de interacção - conjunto de botões em substituição de uma lista). • Melhoria do realismo da experiência de utilização - capitalizando as lições resultantes das técnicas de prototipagem anteriormente descritas, a plataforma permite a utilização dos protótipos, e a sua consequente avaliação, directamente nos dispositivos móveis para os quais as aplicações e interfaces estão destinadas. Ao utilizar dispositivos reais, problemas relativos ao peso do mesmo, tamanho e resolução do ecrã, a sua forma e modalidades de interacção são automaticamente solucionados. Mais ainda, como uma vantagem adicional, surge a possibilidade, para os utilizadores fi nais, de interagir com os protótipos em cenários reais, sem as complicações das técnicas tradicionais. • Suporte automático à técnica \Wizard-of-Oz" - ao serem utilizados dispositivos reais e ao permitir a inclusão de áreas interactivas em protótipos de baixa- delidade (incluindo protótipos baseados em esboços à mão), a ferramenta permite a utilizadores nais a interação directa com estes, sem a necessidade de um designer simular o comportamento do sistema. • Recolha de dados de modo passivo e activo - no caso de recolha de dados de modo passivo, todas as acções do utilizador, perante o sistema, são automaticamente registadas, com granularidade con figurável. No modo de recolha activa, técnicas como o ESM - Método de amostragem de experiência (herdado da psicologia) ou registos diários, são directamente integradas nos protótipos, permitindo a recolha de dados de uma forma alternativa. Questionários integrados podem ser automaticamente apresentados ao utilizador durante ou imediatamente depois da utilização do protótipo, facilitando a sua resposta e consequente recolha de dados. • Anotação e ordenação contextual de ecrãs/cartões - cada ecrã do protótipo pode ser numerado e anotado directamente no local onde está a ser utilizado, defi nindo a sequência de navegação num contexto em particular. Esta técnica permite que os designers seleccionem confi gurações óptimas para as aplicações e interfaces que estão a ser desenhados. Mais ainda, oferece uma base para a percepção de condições de adaptabilidade aquando do desenho de aplicações adaptáveis. • Funcionalidades de análise - levando em consideração a importância da análise de dados recolhidos durante as sessões de avaliação, o MobPro inclui um conjunto de funcionalidades de análise que permite a revisão completa e detalhada da toda a interacção que o utilizador teve com a interface. Mais ainda, inclui também mecanismos de navegação pelos resultados dos questionários e registos que são feitos quando são utilizadas técnicas de recolha de dados activas. Estas funcionalidades, juntamente com as técnicas de recolha de dados que a plataforma integra, resolvem parcialmente os problemas de seguir e observar utilizadores durante as fases de avaliação. • Arquitectura extensível e modular - toda a plataforma está desenhada de modo a poder evoluir e crescer. Os componentes que a mesma disponibiliza, usados na criação dos protótipos e interfaces correspondentes (e.g., bot~oes, ícones) podem ser ajustados, estendidos e facilmente integrados nas várias ferramentas que a plataforma integra. Tanto para esta plataforma, como para as experiências e técnicas que a motivaram (e.g., recolha de dados, prototipagem e avaliação) são ainda detalhadas, ao longo da tese, as várias aproximações e casos de estudo onde estas contribuições foram aplicadas, validando não só a sua influência em cada uma das fases a que se destinam, como no conjunto do processo de desenho. Em resumo, nesta tese são apresentadas novas técnicas e ferramentas que suportam o processo de desenho de interfaces para aplicações e dispositivos móveis, superando alguns dos problemas descritos na literatura disponível e preenchendo as lacunas existentes nas metodologias de desenho tradicionais.
- Uma Metodologia para Construção de Geo-OntologiasPublication . Chaves, Marcirio Silveira; Santos, Diana Maria de Sousa Marques Pinto dos; Silva, Mário Jorge Costa Gaspar daA informação textual existente é rica em conhecimento e cresce no tempo em ritmo exponencial. Esse conhecimento precisa poder ser manipulado automaticamente, de modo a tornar-se útil para sistemas que realizem algum tipo de processamento inteligente. As ontologias têm surgido como uma representação semântica unificada do conhecimento disponível tanto em textos quanto em bases de dados. No entanto, a construção de ontologias requer o uso criterioso de técnicas de Processamento de Linguagem Natural (PLN). Esta tese propõe uma metodologia de extracção e integração de informação para construção de geo-ontologias a partir de conhecimento extraído de múltiplas fontes. Inicialmente, colectamos dados geográficos de diversas fontes de informação que integramos em uma base de conhecimento geográfico. Esse conhecimento é posteriormente enriquecido a partir de textos com o auxílio de um sistema de extracção e integração de informação geográfica. Os resultados mostram a utilidade das geo-ontologias geradas a partir da metodologia proposta e colocam o sistema de extracção e integração de informação geográfica ao nível do estado da arte em reconhecimento de locais e seus relacionamentos em português.
- INTEGRAÇÃO DE EMOÇÃO E RACIOCÍNIO EM AGENTES INTELIGENTESPublication . Morgado, Luís Filipe Graça; Gaspar, GraçaEsta dissertação aborda a influência que fenómenos de base emocional podem ter nos processos de raciocínio e tomada de decisão de agentes inteligentes, no sentido de tornar viável a utilização de agentes com esse tipo de capacidades cognitivas, em cenários concretos, onde é exigida uma resposta em tempo-real. São contribuições específicas da tese um modelo de emoção para suporte à modelação de fenómenos emocionais em agentes inteligentes, no qual são enfatizadas as dinâmicas subjacentes ao surgimento desses fenómenos, e um modelo de agente capaz de suportar a modelação da relação entre fenómenos emocionais e cognitivos, tendo por base o carácter dinâmico e contínuo dessa relação. Estes modelos servem de suporte à implementação de mecanismos de regulação e adaptação dos processos de raciocínio e tomada de decisão, capazes de tirar partido da relação entre fenómenos emocionais e cognitivos para focar a actividade cognitiva. Esses mecanismos permitem controlar a utilização dos recursos computacionais envolvidos na actividade cognitiva dos agentes e o tempo disponível para essa actividade cognitiva, bem como tirar partido de experiências passadas para antecipar situações futuras, através da formação de memórias emocionais autobiográficas e da exploração dessas memórias por meio de raciocínio prospectivo. É proposta uma arquitectura de agente genérica, capaz de suportar a implementação de agentes de diferentes tipos e níveis de complexidade, integrando aspectos de base emocional e cognitiva. Como suporte experimental, apresentam-se três protótipos vocacionados para contextos de aplicação distintos: contexto de dinamismo do ambiente variável; contexto com restrições sensoriais e temporais; contexto de raciocínio social.