Provas de Doutoramento em Engenharia Informática: ”Aiding researchers making their computational experiments reproducible”

Candidato:
Lázaro Gabriel Barros da Costa

Data, Hora e Local:
18 de julho de 2025, 16:00, Sala de Atos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Presidente do Júri:
Doutor Pedro Nuno Ferreira da Rosa da Cruz Diniz, Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Vogais:
Doctor Tanu Malik, Associate Professor in the Department of Electrical Engineering and Computer Science at the University of Missouri, U.S.A;
Doutor Miguel Carlos Pacheco Afonso Goulão, Professor Associado do Departamento de Informática da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa;
Doutor Gabriel de Sousa Torcato David, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto;
Doutor Jácome Miguel Costa da Cunha, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (Orientador).

A tese foi coorientada pela Doutora Susana Alexandra Tavares Meneses Barbosa, Investigadora Sénior do INESCTEC Porto.

Resumo:

A reprodutibilidade e a replicabilidade científica são pilares essenciais de uma investigação credível, especialmente à medida que os experiências computacionais se tornam cada vez mais prevalentes em diversas disciplinas científicas, como a química, a ciência do clima e a biologia. Apesar da forte defesa da Ciência Aberta e da adesão aos princípios FAIR (Findable, Accessible, Interoperable e Reusable — Localizável, Acessível, Interoperável e Reutilizável), alcançar uma verdadeira reprodutibilidade continua a ser um desafio considerável para muitos investigadores. Questões fundamentais como a gestão complexa de dependências, metadados inadequados e o acesso frequentemente moroso ao código e dados necessários comprometem seriamente os esforços de reprodutibilidade. Além disso, as ferramentas atualmente disponíveis oferecem frequentemente soluções fragmentadas que não conseguem responder às necessidades multifacetadas de configurações experimentais diversas e complexas, particularmente aquelas que envolvem múltiplas linguagens de programação e sistemas de dados intricados.
Esta tese aborda estes desafios através da apresentação de uma ferramenta abrangente concebida para melhorar a reprodutibilidade computacional em várias áreas científicas. A nossa abordagem
incluiu uma revisão sistemática detalhada das ferramentas existentes de reprodutibilidade com o objetivo de identificar lacunas e limitações prevalecentes ao nível do design e funcionalidade.
Esta revisão evidenciou a natureza fragmentada dessas ferramentas, cada uma suportando apenas aspetos do processo de reprodutibilidade, sem fornecer uma solução holística, em particular
para experiências que exigem uma gestão de dados robusta ou suporte a múltiplas linguagens de programação.
Para colmatar estas lacunas, introduzimos o SCIREP, uma ferramenta inovadora que automatiza aspetos essenciais do fluxo de trabalho da reprodutibilidade, como a gestão de dependências, containerização e compatibilidade entre plataformas. Esta ferramenta foi rigorosamente avaliada utilizando um conjunto curado de experiências computacionais, alcançando uma taxa de sucesso
de reprodutibilidade de 94%. Com o objetivo de aumentar a acessibilidade e a usabilidade da investigação reprodutível, desenvolvemos o SCICONV, uma interface conversacional que simplifica a configuração e execução de experiências computacionais, utilizando processamento de linguagem natural. Esta interface reduz significativamente as barreiras técnicas tradicionalmente associadas à configuração de estudos reprodutíveis, permitindo que os investigadores interajam com o sistema através de conversas simples e orientadas. Os resultados da avaliação indicaram que o SCICONV conseguiu reproduzir 83% das experiências do nosso conjunto de dados curado com a mínima interação do utilizador, demonstrando o seu potencial para tornar a investigação reprodutível mais acessível a uma gama mais ampla de investigadores.
Adicionalmente, reconhecendo o papel fundamental dos estudos com utilizadores na avaliação de ferramentas, metodologias e protótipos — particularmente nas áreas da engenharia de software e das ciências comportamentais—esta tese estende-se também ao domínio da avaliação experimental de ferramentas. Conduzimos uma análise aprofundada das ferramentas existentes utilizadas em experiencias nas áreas mencionadas, identificando e propondo funcionalidades especificas destinadas a melhorar a sua utilidade e facilidade de uso na condução de estudos com utilizadores. Estas funcionalidades foram validadas através de um inquérito a comunidade cientifica, confirmando a sua relevância e a necessidade da sua integração em ferramentas atuais e futuras. As contribuições desta tese são múltiplas, abrangendo o desenvolvimento de uma classificação para ferramentas de reprodutibilidade, a criação de um conjunto de dados de referencia padronizado para avaliação da eficácia das ferramentas, e a formulação das ferramentas SCIREP e SCICONV para um avanço significativo do estado da arte em reprodutibilidade computacional. No futuro, a investigação ira centrar-se na expansão das capacidades destas ferramentas para suportar fluxos de trabalho científicos mais complexos, melhorar as interfaces de utilizador e integrar funcionalidades adicionais que suportem os estudos com utilizadores. Ao faze-lo, este trabalho visa abrir caminho para um ecossistema de reprodutibilidade computacional mais robusto, acessível e eficiente, capaz de responder as necessidades em constante evolução da comunidade cientifica global.

Palavras-chave: Reprodutibilidade; Replicabilidade; Reutilização; Experiências computacionais; Interface de utilizador conversacional; Estudos de utilizadores.

Provas de Doutoramento em Media Digitais: ”Mapping Multi-Meter Rhythm in the DFT: Towards a Rhythmic Affinity Space”

Candidato:
Diogo Miguel Filipe Cocharro

Data, Hora e Local:
22 de julho de 2025, 15:00, Sala de Atos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Presidente do Júri:
Doutor António Fernando Vasconcelos Cunha Castro Coelho, Professor Associado com Agregação do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Vogais:
Doutor Matt Chiu, Assistant Professor of Music Theory at the Conservatory of Performing Arts at the Baldwin Wallace University, EUA;
Doutor Daniel Gómez-Marín, Profesor del Departamento de Diseño e Innovación de la Escuela de Tecnología, Diseño e Innovación de la Facultad Barberi de Ingeniería, Diseño y Ciencias Aplicadas de la Universidad Icesi, Colombia;
Doutora Sofia Carmen Faria Maia Cavaco, Professora Auxiliar do Departamento de Informática da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa;
Doutor Sérgio Reis Cunha, Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto;
Doutor Gilberto Bernardes de Almeida, Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (Orientador).

A tese foi coorientada pelo Doutor Rui Luis Nogueira Penha, Professor Coordenador da Escola Superior de Música e das Artes do Espetáculo.

Resumo:

A música é inerentemente uma manifestação temporal, e o ritmo é um componente crucial dela. Enquanto o ritmo pode existir sem melodia ou harmonia, estas últimas não podem existir sem o ritmo. No entanto, o ritmo é uma disciplina frequentemente menos estudada em comparação com a harmonia. A afinidade rítmica é um conceito musical que descreve a relação natural e agradável entre dois ou mais padrões rítmicos. Trata-se de quando esses padrões, mesmo que complexos ou aparentemente díspares, criam uma sensação de coesão e fluidez em vez de dissonância ou conflito. Esta afinidade pode surgir de vários fatores, como motivos rítmicos partilhados, estruturas rítmicas complementares ou um pulso subjacente forte que unifica as diferentes camadas. Estudiosos da música começaram recentemente a investigar estes fenómenos, particularmente o trabalho seminal de Harald Krebs sobre Dissonância Rítmica, que contribuiu com um quadro abrangente para compreender e categorizar a dissonância métrica na música, ou o trabalho de Godfried T. Toussaint, que discute vários métodos para medir a similaridade rítmica, oferecendo perspectivas sobre as inter-relações estruturais entre diferentes ritmos. Um estudo recente investigou o comportamento de métricas típicas de similaridade rítmica em diferentes géneros. As principais conclusões revelaram que a similaridade varia dentro de um intervalo limitado entre géneros e instrumentos. Esta análise sistemática abriu a discussão e pesquisa sobre o conceito de compatibilidade rítmica, enfatizando a necessidade de compreendê-la como um conceito distinto da similaridade rítmica. Conjuntamente, isso proporcionou condições para estudos subsequentes e abriu novas perspetivas para reunir conceitos relacionados à afinidade rítmica. O espaço da Transformada Discreta de Fourier (DFT) tem sido amplamente aplicado na harmonia para criar espaços de altura, mostrando grande potencial para mapear todos os tipos de configurações de alturas correspondentes às perceções humanas de alturas, acordes e tonalidades, bem como aos princípios da teoria musical como distâncias. A sua aplicação no ritmo tem sido geralmente limitada somente a padrões rítmicos ou dentro do contexto de uma peça musical, não como um espaço rítmico multimétrico que abrangente a todo o espectro de ritmos. Este estudo investiga o potencial da DFT como um espaço rítmico multimétrico para explorar afinidades rítmicas, focando especificamente na categoria de dissonância de agrupamento. Este fenómeno relaciona-se com práticas frequentemente encontradas na composição musical, como poli-metria, poli-ritmos, hemiolas e quiálteras, que permitem a sobreposição de padrões rítmicos que, em princípio, apresentam baixa similaridade entre si, mas que são percecionados como agradáveis enquanto dissonância combinada. O exemplo mais conhecido é o de três contra dois. O objetivo principal é analisar e criar padrões rítmicos examinando similaridade e dissonância no espaço. A nossa abordagem centra-se em estratégias para representar ritmos no domínio do tempo e as suas implicações no domínio da frequência. Constatámos que cada método tem capacidades distintas para captar similaridade e dissonância, podendo ser usado para diversos propósitos musicais.

Daniel Gea, alumnus do Mestrado em Multimédia, vence o prestigiado Best Thesis Award da APDC na Área dos Media

Daniel Gea, graduado do Mestrado em Multimédia da Universidade do Porto, foi recentemente agraciado com o Best Thesis Award da Associação Portuguesa para o Desenvolvimento das Comunicações (APDC) na categoria de Media. A cerimónia de entrega dos prémios, que celebrou a 5ª edição desta iniciativa, teve lugar na Culturgest, em Lisboa, no dia 2 de julho, no âmbito do 34.º Congresso da APDC.

Promovida com o apoio da Axians Portugal, esta distinção, que atribui um prémio pecuniário de 1 500 euros a cada vencedor, visa reconhecer e valorizar o mérito e o trabalho de jovens investigadores nas áreas das Tecnologias de Informação, Telecomunicações e Media, avaliando a originalidade e o caráter inovador (50%), e o impacto social (50%) das soluções propostas.

O trabalho de Daniel Gea exemplifica perfeitamente a combinação destes dois critérios, com uma solução inovadora que promete um impacto significativo na vida das pessoas.

A tese, orientada pelo Professor Gilberto Bernardes (Docente do DEI e Coordenador da Especialização de Música Interativa e Design de Som do Mestrado em Multimédia), foca-se no desenvolvimento de uma técnica inovadora de sonificação para facilitar a navegação autónoma, melhorando assim a autonomia e mobilidade de indivíduos cegos e com deficiência visual. O trabalho aborda a crescente necessidade de incorporar outros sentidos, como a audição, para enriquecer várias áreas, especialmente para os 314 milhões de pessoas que enfrentam deficiência visual – um número que se prevê aumentar com o envelhecimento da população.

O sistema proposto visa transmitir características semânticas e espaciais de objetos através de pistas sonoras não verbais, criando um mapa sonoro com um código único que permite reconhecer rapidamente características espaciais e semânticas, facilitando a perceção do espaço. Este projeto combina computação sonora, acessibilidade e realidade virtual, com o objetivo de representar o ambiente envolvente através do som.

Daniel Gea expressa a sua honra e felicidade com o prémio, que valoriza todo o esforço e tempo dedicados ao seu mestrado. Ele sublinha o impacto do projeto na autonomia de pessoas com deficiência visual e revela planos para continuar o trabalho, integrando tecnologias de visão por computador com inteligência artificial para levar o projeto a contextos reais e aplicáveis no dia a dia.

Daniel conta-nos que a sua motivação principal foi direcionar o projeto para a área da acessibilidade, com uma inspiração inicial no livro “As Cidades Invisíveis”, de Italo Calvino, que o convidou a pensar os espaços para além do que é visível.

De salientar que o DEI tem um histórico de sucesso neste prémio, tendo já vencido o Best Thesis Award em anos anteriores (2023, 2022 e 2021) – tanto na área dos Media como das Tecnologias de Informação e Comunicação – por estudantes do Mestrado em Multimédia e do Mestrado Integrado em Engenharia Informática e Computação.

Este reconhecimento contínuo reforça a excelência do ensino e da investigação desenvolvidos na instituição.

Rúben Almeida, alumnus do M.EIC, distinguido com o 1º lugar do Prémio Arquivo.pt 2025 pelo desenvolvimento de um projeto inovador que promove a proximidade entre cidadãos e o poder local

O projeto “A Minha Região – O teu Portal Autárquico”, desenvolvido por Rúben Almeida, alumnus do Mestrado em Engenharia Informática e Computação (M.EIC), atualmente Assistente Convidado do Departamento de Engenharia Informática (DEI), conquistou o 1.º lugar no Prémio Arquivo.pt 2025, alcançando um prémio pecuniário de 10 mil euros, nesta que foi a 8ª edição da iniciativa e que contou com 36 trabalhos a concurso.

Sob a orientação de Ricardo Campos (Professor da UBI e afiliado ao INESC TEC e Ci2@IPT) e de Sérgio Nunes (Professor do DEI/FEUP e afiliado ao INESC TEC), o projeto consiste numa plataforma digital que centraliza informação sobre o poder autárquico, promovendo a transparência e incentivando a participação cívica.

Motivados pela proximidade do ciclo eleitoral de 2025, e preocupados com os elevados níveis de abstenção nas eleições autárquicas, os autores criaram um portal onde os cidadãos podem aceder a dados eleitorais de 1976 a 2021, informação sobre autarcas eleitos e notícias publicadas durante campanhas (destacando promessas eleitorais, cobertura do processo e reportagens sobre os eleitos). A plataforma inclui ainda gráficos e mapas interativos que ilustram a evolução do panorama político local.

“A MinhaRegião.pt pretende, sobretudo, fomentar o envolvimento cívico dos cidadãos, democratizando o acesso a informação credível e atualizada e promovendo uma tomada de decisão consciente no momento de votar”, sublinham os autores, que ambicionaram contribuir para a redução da abstenção e capacitar os eleitores, tornando-os mais informados sobre as questões que afetam diretamente as suas comunidades.

Rúben Almeida faz ainda questão de sublinhar a importância do Arquivo.pt na concretização do projeto:
“O desenvolvimento do MinhaRegião.pt não seria possível sem a informação compilada pelo Arquivo.pt. A indexação dos presidentes de cada autarquia, a extrapolação dos dados autárquicos para além da datação providenciada pela CNE (2001), assim como o levantamento dos órgãos de comunicação local, permitindo a criação de uma coletânea de notícias sobre as eleições autárquicas em cada região de Portugal, não seria possível sem o Arquivo.pt.”

A cerimónia de entrega dos prémios desta edição realizou-se no dia 11 de julho, durante a sessão de encerramento do Encontro Ciência 2025, pelas mãos do Ministro da Educação, Ciência e Inovação, Fernando Alexandre, e pela Presidente do Conselho Diretivo da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), Madalena Alves.

Repensar a Engenharia Informática na Era da Inteligência Artificial Generativa

No próximo dia 14 de julho, o Departamento de Engenharia Informática (DEI) da FEUP, promoverá mais uma edição do DEI Open Day, este ano para “Repensar a Engenharia Informática na Era da Inteligência Artificial Generativa”.

A emergência da Inteligência Artificial Generativa, em particular dos grandes modelos de linguagem, está a transformar profundamente a forma como pensamos, ensinamos e praticamos Engenharia Informática. Atividades tradicionalmente associadas ao raciocínio humano — como escrever, sintetizar conhecimento ou programar — passam agora a ser partilhadas com sistemas que aprendem, raciocinam e criam.
Este novo contexto levanta questões fundamentais: Que competências devem ser priorizadas na formação dos engenheiros informáticos? O que continua a fazer sentido ensinar? Como devem as instituições de ensino superior preparar os estudantes para um mercado de trabalho em rápida transformação?

A Keynote de Luís Garrido Marques (PBS) e a mesa redonda moderada por Carlos Baquero (DEI/FEUP), que juntará Luís Wolffrom Barbosa (L.EIC), Rita Nogueira Lopes (M.EIC), Pedro Fortuna (Jscrambler), Helena Leite (Cleva) e Miguel Sozinho Ramalho (Bellingcat), irão explorar estas e outras questões, articulando visões académicas, estudantis e empresariais sobre as grandes transformações do mundo atual.

Durante o período da tarde, os representantes das empresas terão a oportunidade de realizar sessões individuais com docentes do DEI, com vista a aprofundar o conhecimento sobre as diversas possibilidades de colaboração institucional, nomeadamente no âmbito das Dissertações de Mestrado, do Projeto Integrador da Licenciatura em Engenharia Informática e Computação (L.EIC), do Laboratório de Gestão de Projetos (LGP), de programas como o FEUP Prime e o DoRPE, bem como através de parcerias com os núcleos estudantis associados ao DEI.

O DEI Open Day realiza-se anualmente e constitui uma montra das atividades de ensino, investigação e inovação do DEI, com o propósito de estreitar laços com empresas, instituições e a sociedade em geral, promovendo colaborações com impacto.

Mais informação sobre o evento pode ser vista na webpage do evento.

DEI Talks | “Immersive Media and the Colombian Armed Conflict: Rethinking Journalism Through 360º Storytelling” por Andrés Lotero

A palestra “Immersive Media and the Colombian Armed Conflict: Rethinking Journalism Through 360º Storytelling” será apresentada dia 10 de julho, às 16:30, na sala I-105, moderada por António Baía Reis (Professor Auxiliar e bolseiro de pós-doutoramento Marie Skłodowska-Curie – Departamento de Sociologia e Comunicação, Universidade de Salamanca, Espanha).

Resumo:

“This talk presents research on the use of immersive media, specifically 360º video technology, as a journalistic tool for covering the Colombian armed conflict and promoting narratives of peacebuilding. Drawing on a qualitative multiple-case study, the speaker explores four immersive projects that document post-conflict experiences from the perspectives of victims and former combatants.The presentation will examine the motivations behind the adoption of immersive technologies in these contexts and critically reflect on their potential, limitations, and ethical implications. Particular attention will be given to the emotional and narrative impact of immersive storytelling, as well as concerns regarding image manipulation and journalistic independence. By highlighting good practices and identifying key challenges, this talk contributes to a broader understanding of the role immersive media can play in conflict reporting and peace communication, offering valuable insights for journalists, media professionals, and scholars interested in emerging storytelling formats. In an increasingly polarized and crisis-driven world, this research invites reflection on how immersive journalism can foster deeper engagement with complex realities.”

Sobre o Palestrante:

Andrés David Castro Lotero é professor de língua espanhola com especialização em Cultura e Economia e doutorando em Ciências da Comunicação na Universidade de Passau desde 2019. Anteriormente, estudou Comunicação e Jornalismo na Colômbia e fez um mestrado em Estudos de Desenvolvimento na Universidade de Passau. O seu tópico de investigação é principalmente a utilização de novos meios de comunicação no desenvolvimento de comunidades vulneráveis e na construção da paz, especialmente em contextos latino-americanos.

Projeto UNIVERSOS e a Parceria com a FEUP: uma iniciativa inovadora para criar mentes curiosas

O “sucesso é a poesia que cada criança escreve no seu percurso de vida”, afirma Nádia Bastos, mentora do projeto UNIVERSOS e professora na Escola do Marco (Agrupamento de Escolas António Sérgio).

Quando se apercebeu que vários alunos não valorizavam os conteúdos, nem tinham objetivos para o futuro, Nádia Bastos desenvolveu o projeto UNIVERSOS que promove uma abordagem multidisciplinar e liga aprendizagens essenciais a saídas profissionais. Inclui visitas de Faculdades à sala de aula e visitas de alunos às Faculdades, workshops e atividades práticas que integram carreiras STEM, lançando desafios que mobilizam os conteúdos do currículo de forma prática. A colaboração entre turmas e a articulação entre professores garantem um ambiente de partilha e investigação contínua.

E foi com este objetivo em vista, e um tópico em mente, a Robótica ligada à Engenharia, que Nádia lança o desafio à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), através do Prof. Raul Vidal, Professor Emérito da Universidade do Porto (DEI/FEUP) que, por sua vez, entusiasma Gonçalo Leão (estudante ProDEI), e o seu orientador, Prof. Armando Sousa (DEEC/FEUP), a juntarem-se à equipa, desafio prontamente aceite por ambos.

Para formalizar e aprofundar a colaboração, foram realizadas visitas mútuas: a equipa da FEUP realizou uma visita à Escola do Marco a 28 de janeiro de 2025, e a Escola do Marco à FEUP no 20 de fevereiro de 2025. Sobre esta última, o Prof. Armando Sousa, com bastante experiência na Robótica para ensino júnior, jogos para aprendizagem e tecnologia ao serviço do ensino, preparou três atividades (LightBot humano, LightBot PC e REDI) para que os 41 alunos das duas turmas visitantes, tivessem oportunidade de as experimentar, à vez. As atividades tiveram como objetivo ajudar ao pensamento crítico e criativo que é, aliás, uma das mais valias deste projeto, e giraram à volta da questão “Como podemos ir para/regressar da escola mantendo-nos saudáveis a nós e ao nosso único planeta?”.

Esta colaboração visou alargar os horizontes dos alunos do 1º ciclo e aproxima-los às universidades e a realidades profissionais desde cedo, facilitando futuras decisões de carreira e desenvolvendo competências essenciais. O projeto UNIVERSOS, tem também parcerias com o Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar (ICBAS), com Faculdade de Belas Artes (FBAUP) e com a Faculdade de Letras (FLUP), abrangendo assim uma série de áreas do conhecimento e de futuras áreas profissionais.

O culminar do projeto aconteceu em formato de conferência, na Casa Comum da Reitoria do Porto, no passado dia 26 de junho, num evento intitulado “Conferência de Pequenos Grandes Pensadores”, reunindo todos os envolvidos no projeto: alunos, professores, pais e as faculdades envolvidas nesta 2ª edição, ICBAS e FEUP, num momento de celebração e partilha do conhecimento adquirido.

Segundo a professora, os resultados são excelentes e animadores: “100% dos participantes demonstraram ambição em continuar os estudos, as notas negativas reduziram significativamente. Alunos com fobia escolar passaram a adorar a escola, outros que aprenderam a ler depois de anos de bloqueio e ainda um aumento claro na motivação, competências e autoestima. Os seus projetos têm vencido prémios nacionais e internacionais, com destaque para concursos de escrita, poesia, ciência e cidadania.”

Em jeito de rescaldo, o Prof. Raul Vidal diz-nos que “analisada esta experiência vivida com a Escola Básica do Marco, devo confessar que fiquei maravilhado e que suplantou largamente as minhas melhores expectativas. Deparei-me com miúdos, e miúdas, de 8 e 9 anos, muito curiosas, sagazes, e com muita vontade de aprender. Acho que vale muito a pena apostar em iniciativas destas, que devem merecer ampla divulgação e serem fortemente apoiadas.”

Atualmente, o UNIVERSOS, anteriormente “Crescer Contigo: um projeto de vida com sentido”, está a ser implementado em várias escolas no Porto, já foi divulgado numa conferência internacional e as boas práticas da professora continuam a ser partilhadas em projetos ERASMUS+.

A Prof. Nádia Bastos foi uma das finalistas do Global Teacher Prize 2025, um reconhecimento do seu trabalho inovador e dedicação à educação.

Provas de Doutoramento em Media Digitais: “Integration of models for linked data in cultural heritage and contributions to the FAIR principles”

Candidata:
Inês Dias Koch

Data, Hora e Local:
1 de julho de 2025, 14:30, Sala de Atos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Título:
“Integration of models for linked data in cultural heritage and contributions to the FAIR principles”

Presidente do Júri:
Doutor João Carlos Pascoal Faria, Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Vogais:
Doutora Maja Žumer, Professora Catedrática, Department of Library and Information Science of the University of Ljubljana, Slovenia;

Doutora María Poveda Villalón, Professora Associada, Departament of Artificial Intelligence of the Technical University of Madrid, Spain;

Doutor José Luís Brinquete Borbinha, Professor Catedrático, Departamento de Informática do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa;

Doutor Pedro Manuel Rangel Santos Henriques, Professor Catedrático, Departamento de Informática da Escola de Engenharia da Universidade do Minho;

Doutora Carla Alexandra Teixeira Lopes, Professora Associada, Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (Orientadora);

Doutora Mariana Curado Malta, Professora Auxiliar, Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

A tese foi Coorientada pela Doutora Maria Cristina de Carvalho Alves Ribeiro, Professora Associada Aposentada do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Resumo:

As diversas áreas do Património Cultural, como os arquivos, os museus e as bibliotecas, têm investido no desenvolvimento tecnológico e na inovação para disponibilizar os seus recursos aos utilizadores de forma mais eficiente e completa. Para tal, a descrição destes recursos é essencial para que sejam explicitados em termos do seu contexto e conteúdo, bem como para facilitar a sua inteligibilidade e acessibilidade. Neste sentido, cada área do património começou a desenvolver os seus próprios modelos e normas para descrever os objetos culturais com que lida. Isto fez com que estas normas se tornassem específicas de cada domínio e pudessem apenas atender às necessidades de informação dentro da área de conhecimento em que foram desenvolvidos, explorando apenas a informação descrita dentro do seu domínio. Como resultado, ligar recursos de diferentes fontes de informação é desafiante. Com a necessidade de tornar os padrões e modelos mais interoperáveis, surgiram modelos de dados ligados no Património Cultural. Estes modelos permitem ligar os vários conceitos das diferentes áreas do património de forma eficiente e eficaz, considerando as características da Web Semântica.
Em Portugal, o Arquivo Nacional sentiu a necessidade de desenvolver um modelo de dados interligados para descrever os seus objetos culturais, o que levou à criação do Projeto EPISA, projeto do qual surgiu esta investigação. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo de dados ligados para descrever os registos de arquivo, bem como conectá-los a outros domínios do património cultural. Para além disso, pretende integrar o modelo desenvolvido com os modelos de dados ligados existentes, promovendo o acesso e a reutilização de dados de instituições patrimoniais com base na descrição especializada. Além disso, visa ligar os modelos de dados existentes a dados de outras fontes disponíveis na Web, como a Wikidata e a DBpedi.Realizamos um estudo que inclui modelos de dados existentes no Património Cultural, como o CIDOC CRM em museus, o RiC-CM em arquivos e o LRMoo em bibliotecas, juntamente com modelos que surgiram em projetos Web, como o DBpedia e o Wikidata. Ao descrever objetos de arquivo, bem como ao criar e explorar relações entre outros modelos de dados, este estudo identifica características e princípios comuns, bem como os aspetos distintivos de cada área. Além disso, identifica a possibilidade de ligar elementos dos vários modelos, garantindo que os modelos podem ser adaptados às aplicações sem perder a riqueza da conceptualização realizada em cada um dos domínios. Num contexto em que a Web promove a explicitação da semântica dos dados através da Web Semântica e disponibiliza ferramentas para a sua representação, é necessário, por um lado, criar ligações entre modelos de diferentes comunidades e, por outro, ajustar a complexidade de cada modelo para cada aplicação de acordo com as suas necessidades específicas. Os Princípios FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable) foram, portanto, utilizados como uma das fontes para os requisitos que os dados e metadados devem cumprir para terem uma estrutura modular. Reunimos uma coleção de casos de utilização ligados a utilizadores de arquivos, incluindo perfis que vão desde gestores de coleções a promotores de património e utilizadores informais. Além disso, compilámos e avaliámos um conjunto de experiências de modelação de dados utilizando diferentes modelos. Deste trabalho resultou o ArchOnto, uma ontologia modular que descreve registos de arquivo. Foi desenvolvido considerando os padrões arquivísticos existentes e validado por especialistas na área,
nomeadamente arquivistas do Arquivo Nacional Português. O ArchOnto baseia-se no CIDOC CRM, combinado com outras quatro ontologias específicas também desenvolvidas neste trabalho. O desenvolvimento do ArchOnto levou à criação de uma plataforma protótipo concebida para explorar e manipular registos de arquivo. Além disso, oferece o potencial de aplicar esta ontologia a outros domínios, especificamente à representação de registos cinematográficos.

Palavras Chave: Património Cultural; Dados Abertos Ligados; Integração de dados; Web Semântica; Princípios FAIR; Humanidades Digitais.

Investigação “Made in FEUP” em mostra no DCE 2025

O DCE – Doctoral Congress in Engineering, está de volta para a sua 6ª edição e dará palco a centenas de trabalhos de investigação em curso nos vários programas doutorais da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP).

Ao longo dos dias 30 de junho e 1 de julho, o evento oferecerá um programa rico e diversificado, que inclui keynote lectures, mesas redondas, exposição/sessão de posters, workshops, os simpósios de todos os programas doutorais, uma entrega de prémios e vários momentos de convívio entre os participantes. Haverá ainda a presença de 34 stands de empresas que procurarão durante os dois dias, mostrar e promover inovação, e atrair talento.

É neste âmbito que se realizará durante a manhã de terça feira, o Simpósio de Informática, este ano sob o tema “Leading the Digital Transformation”, organizado por estudantes de doutoramento do Programa Doutoral em Engenharia Informática (PRODEI), do Programa Doutoral em Media Digitais (PDMD) e do Programa Doutoral em Informática (MAP.i).
Depois da apresentação de vários trabalhos em curso dos três programas doutorais, a sessão encerrará com a palestra “Crowds and Graphics: Beyond Animation and Visual Effects”, apresentada por Julien Pettré, Senior Researcher at Inria Centre da Rennes University.

Uma das iniciativas introduzidas na edição deste ano do DCE é o programa “Venture Scientists” que oferece a estudantes de doutoramento previamente selecionados a oportunidade de apresentar, em apenas 5 minutos, uma proposta de investigação inovadora. A apresentação deverá centrar-se num produto, processo ou serviço derivado da sua investigação, destacando o seu potencial inovador e o correspondente plano de execução.

Nesta edição, estão em competição sete propostas desenvolvidas na FEUP, que serão avaliadas por um painel de jurados com vasta experiência nos meios académico e empresarial: Wilson Caldeira (Professor Convidado da FEUP), Carrie Baptist (Chief Strategy Officer da Conception X), Raphael Stanzani (Responsável pelos Programas de Empreendedorismo da UPTEC), Bruno Azevedo (CEO da AddVolt) e Júlio Martins (CEO da Everythink).

Destacamos a proposta “BodyBoost” da estudante do ProDEI Ana Sofia Teixeira, a frequentar o 2º ano do doutoramento. O projeto consiste no desenvolvimento de um wearable inteligente e discreto, concebido para ser utilizado na zona lombar. Este dispositivo realiza uma monitorização contínua da postura e dos movimentos, identificando de forma silenciosa eventuais maus hábitos posturais. Sempre que necessário, emite uma leve vibração que estimula uma correção rápida e natural, sem interferir com a atividade em curso.

O DCE25 consolida-se como uma plataforma de excelência para a partilha de conhecimento, o diálogo entre diferentes áreas do saber e a promoção de sinergias entre investigação, inovação e a sociedade. Representa a dinâmica científica da FEUP e evidencia a projeção cada vez maior da engenharia portuguesa a nível internacional.

Provas de Doutoramento em Engenharia Informática: ”Towards Continuous Certification of Software Systems for Aerospace”

Candidato:
José Eduardo Ferreira Ribeiro

Data, Hora e Local:
30 de junho de 2025, às 14h30, na Sala de Atos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Título:
”Towards Continuous Certification of Software Systems for Aerospace”

Presidente do Júri:

Doutor Rui Filipe Lima Maranhão de Abreu, Professor Catedrático, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Vogais:

Doutor Miguel Mira da Silva, Professor Catedrático, Departamento de Engenharia Informática, Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa;

Doutor João Miguel Lobo Fernandes, Professor Catedrático, Departamento de Informática, Escola de Engenharia da Universidade do Minho;

Doutor João Carlos Pascoal Faria, Professor Catedrático, Departamento de Engenharia Informática , Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto;

Doutor João Gabriel Monteiro de Carvalho e Silva, Professor Catedrático, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (Coorientador).

A tese foi orientada pelo Doutor Ademar Manuel Teixeira de Aguiar, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Resumo:

Desde a publicação do Manifesto Ágil em 2001, os métodos Ágeis evoluíram para se tornarem a abordagem dominante no desenvolvimento de software em diversos domínios. No entanto, a sua adoção no desenvolvimento de sistemas críticos, como na indústria aeroespacial, permanece limitada por razões habitualmente atribuídas aos rigorosos requisitos regulatórios de safety impostos por normas específicas do domínio. Esta dissertação explora a aplicabilidade dos métodos Ágeis no contexto do desenvolvimento de software aeroespacial crítico, especificamente sob as diretrizes da norma DO-178C, e conclui que, ao contrário dessa perceção generalizada, os métodos Ágeis também podem ser usados com vantagem neste contexto. A norma DO-178C, intitulada Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification, é a principal norma de certificação para software aeronáutico por parte de agências como a Federal Aviation Administration (FAA) e a European Union Aviation Safety Agency (EASA).

Uma observação recurrente durante discussões com profissionais de diferentes organizações e indústrias com fortes requisitos de safety, incluindo espaço, aeroespacial, ferroviária, automóvel, energia e defesa, é a perceção generalizada de que métodos tradicionais como o modelo Waterfall são indispensáveis, se não mesmo obrigatórios, para garantir conformidade e obter a certificação. Esta perceção resulta da exigência de evidências rigorosas relacionadas com safety necessárias para a certificação. No desenvolvimento de software aeroespacial, a adoção mínima de métodos e práticas Ágeis é atribuída às exigências da DO-178C, considerada uma norma restritiva. Contudo, contrariamente a esta crença, a DO-178C não exige nenhum método de desenvolvimento específico, mas fornece diretrizes e objetivos para alcançar as evidências de safety necessárias. Esta flexibilidade abre a possibilidade de adaptar métodos Ágeis para cumprir os requisitos de certificação, mantendo as suas bem-documentadas vantagens, como a entrega incremental e a adaptabilidade a alterações nos requisitos.

Esta pesquisa examina se os métodos Ágeis, particularmente a Scrum framework, podem ser efetivamente integrados no desenvolvimento de sistemas de software aeroespacial críticos, mantendo a total conformidade com o DO-178C. O estudo apresenta o Scrum4DO178C, um processo ágil inovador baseado no Scrum, construído para abordar os desafios específicos do desenvolvimento de software aeroespacial, incluindo os extensos esforços de verificação e validação (V&V) necessários neste contexto. Através de uma revisão abrangente da literatura, das práticas da indústria e de dados, bem como de insights do mundo real provenientes de um caso de estudo industrial envolvendo um projeto aeroespacial crítico (Nível de Software A – Catastrófico), a pesquisa avalia a viabilidade e os benefícios desta abordagem. O caso de estudo demonstra que o Scrum4DO178C melhora o desempenho do projeto, aumenta a capacidade de resposta a mudanças nos requisitos e reduz os esforços de V&V, em comparação com Waterfall, ao mesmo tempo que cumpre os requisitos do DO-178C.
Estes resultados desafiam a noção prevalecente de que os métodos Ágeis são inerentemente incompatíveis com domínios críticos e mostram que, quando adaptados de forma ponderada, os métodos Ágeis podem satisfazer os rigorosos requisitos de normas como o DO-178C. Ao resolver as dificuldades existentes no uso de métodos e práticas Ágeis no desenvolvimento de sistemas críticos, este trabalho defende uma mudança de paradigma no desenvolvimento de software crítico, promovendo uma abordagem mais adaptável e centrada no cliente. Especificamente, a pesquisa destaca a capacidade do Ágil de acelerar a aquisição de conhecimento através de ciclos de entrega e de feedback mais curtos, e de melhorar a rastreabilidade e gerir alterações tardias nos requisitos de forma mais eficiente, também no domínio aeroespacial.

Partindo deste trabalho base estão em curso outras linhas de investigação para aprimorar o processo Scrum4DO178C através da automação, possibilitando a geração e reutilização dos outputs necessários para a conformidade com o DO-178C. Além disso, pesquisas futuras irão expandir estes conceitos para outras normas aeroespaciais e domínios críticos, garantindo a sua aplicabilidade e conformidade em diferentes frameworks regulatórias. Apoiada por iniciativas colaborativas com universidades (projetos de dissertação de mestrado na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) e no Departamento de Engenharia Informática da Universidade de Coimbra (UC)) e parceiros da indústria, esta pesquisa visa reformular as perceções da indústria sobre o papel dos métodos Ágeis em sistemas críticos, promovendo a inovação e adaptabilidade nestes ambientes complexos.

Palavras chave: Agile; Aerospace; DO-178C; FAA; Safety-critical; Software development.