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Provas de Doutoramento em Engenharia Informática: ”An Optimization Strategy for Resource Allocation in Cyber Physical Production Systems”

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Candidato:
Eliseu Moura Pereira

Data, Hora e Local:
17 de junho de 2025, 10:00, Sala de Atos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Presidente do Júri:
Doutor Carlos Miguel Ferraz Baquero-Moreno, Professor Catedrático, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Vogais:
Doutor Pedro Nicolau Faria da Fonseca, Professor Auxiliar, Departamento de Eletrónica, Telecomunicações e Informática, Universidade de Aveiro;
Doutor Paulo Jorge Pinto Leitão, Professor Coordenador Principal, Departamento de Eletrotecnia, Escola Superior de Tecnologia e Gestão, Instituto Politécnico de Bragança;
Doutor André Monteiro de Oliveira Restivo, Professor Associado, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto;
Doutor Gil Manuel Magalhães de Andrade Gonçalves, Professor Associado com Agregação, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto (Orientador).

A tese foi coorientada pelo Doutor João Pedro Correia dos Reis, Investigador Auxiliar do Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores.

Resumo:

Os Sistemas de Produção Ciberfísicos (CPPSs) integram tecnologias de computação, comunicação e controlo, proporcionando a flexibilidade necessária para a reconfiguração dinâmica do chão de fábrica e para a manufatura eficiente. Uma fábrica com maior flexibilidade de chão de fábrica tem a vantagem de uma maior personalização ou manufatura de novos produtos, quando comparada com as indústrias tradicionais. Esta vantagem é relevante principalmente quando a indústria introduz um novo produto ou porque o chão de fábrica produz produtos altamente variáveis que necessitam de uma reconfiguração constante. Hoje em dia, vários fabricantes adotam esta filosofia de produção, como é o caso da indústria automóvel, onde uma grande variabilidade de modelos e especificações de automóveis exigem diferentes ajustes/configurações do chão de fábrica para os fabricar. Em linhas de produção sequenciais, como as linhas de montagem de automóveis, os CPPS reconfiguráveis desempenham um papel essencial porque o processamento de um produto pode afetar todo o desempenho da produção, exigindo a reconfiguração do chão de fábrica para otimizar a sua execução. Um desafio significativo nos CPPSs surge quando as condições mudam, como novos produtos ou requisitos, que exigem reconfiguração. Os sistemas atuais frequentemente dependem de intervenção manual, o que leva a atrasos significativos, especialmente em grandes indústrias, onde a reprogramação de centenas de máquinas pode demorar dias ou semanas. Esta tese aborda esse problema propondo uma plataforma que otimiza automaticamente a atribuição de software aos recursos existentes, acelerando o desenvolvimento, execução e reconfiguração, permitindo que os CPPSs se adaptem rapidamente a perturbações externas.

Com o objetivo de acelerar o desenvolvimento, a reconfiguração e a execução de software em CPPSs, esta tese visa otimizar a atribuição de Function Blocks (FBs) aos dispositivos existentes num Sistema Ciberfísico (CPS) baseado no IEC 61499, reduzindo o tempo total de execução. Com este objetivo principal, a tese resultou no desenvolvimento de 3 ferramentas: 1) o Dynamic Intelligent Architecture for Software and Modular Reconfiguration (DINASORE), que permite o desenvolvimento, execução e reconfiguração manual de CPSs baseados no IEC 61499, 2 ) o Task Resources Estimator and Allocation Optimizer (TREAO), que simula e otimiza a atribuição de tarefas/FBs aos dispositivos, recomendando layouts de software adequados às características do CPS, e 3) o Task Assignment Optimization and Synchronization Engine (T-Sync), que integra as duas ferramentas anteriores numa solução, que otimiza de forma online a atribuição de FBs aos dispositivos existentes num CPS baseado no IEC 61499.

A integração das ferramentas no T-Sync resultou numa solução diferenciadora porque 1) permite a atribuição de FBs online para otimizar continuadamente a execução do CPS e 2) melhora a transparência e interoperabilidade entre FBs nos dispositivos baseados no IEC 61499. Com esta solução, o desempenho da execução de FBs em CPSs reconfiguráveis melhorou em 30% em ambiente simulado e 61% em um CPS. Para além do T-Sync melhorar o tempo total de execução, o DINASORE melhora a eficiência e a flexibilidade da reconfiguração, enquanto o TREAO facilita o desenvolvimento de CPSs ao otimizar a atribuição de tarefas e FBs aos recursos disponíveis. Além das ferramentas mencionadas, durante esta tese, outros algoritmos foram implementados e testados para otimização da atribuição de tarefas, e outras ferramentas foram desenvolvidas para aumentar a interoperabilidade e a portabilidade em CPSs. O trabalho futuro prevê a geração automática de pipelines FB a partir de requisitos estruturados, com especificações formais como diagramas UML, integrando consequentemente o TREAO, simuladores de processos de fabrico e o T-Sync para validar, otimizar, simular layouts de fábrica e implementar software CPS iterativamente com flexibilidade e adaptabilidade melhoradas.

Palavras-chave: Alocação de Tarefas; Aprendizagem Automática; IEC 61499; Sistemas de Produção Ciberfísicos.

Raquel Esteves (Alumna MM) alcança um Best Student Paper Award

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Raquel Esteves, recém graduada do Mestrado em Multimédia da Universidade do Porto, levou o seu trabalho de dissertação à Noise and Vibration Conference and Exhibition by SAE International, realizada no mês passado nos Estados Unidos, e regressou com o Best Student Thesis Award, com a investigação “Sound Design for Electric Vehicles: Enhancing Safety and User Experience Through Acoustic Vehicle Alerting System (AVAS)”.

O aumento dos veículos elétricos conduziu a alterações significativas na conceção dos automóveis, particularmente em resposta à ausência dos sons tradicionais dos motores de combustão. Esta mudança exigiu inovações para aumentar a segurança dos peões e melhorar a experiência do utilizador. Este trabalho explora o estado atual da investigação e desenvolvimento na criação de som para veículos elétricos, centrando-se na implementação de Sistemas Acústicos de Alerta de Veículos (AVAS).

Através de uma revisão abrangente da literatura, o estudo examinou conceitos-chave relacionados com a sonificação, interação homem-máquina, design de som, engenharia de automação e considerações ambientais, tais como a gestão da paisagem sonora urbana, a sustentabilidade ecológica e a poluição sonora. Os sistemas AVAS existentes foram analisados para identificar abordagens comuns, avaliar a sua eficácia e explorar o potencial de melhoria. Além disso, o estudo investigou também as caraterísticas das paisagens sonoras de baixa e alta fidelidade para determinar os sons mais adequados para otimizar os AVAS, alinhando-os com a segurança dos peões e os objetivos ambientais.

A componente prática da investigação envolveu a conceção de protótipos AVAS utilizando ferramentas de software especializadas, incluindo Ableton Live e Wwise Automotive. Estes sons foram integrados em cenários de condução simulada em Unity para testar o seu desempenho e determinar as preferências dos utilizadores e o seu impacto na segurança dos peões e na experiência do utilizador.

O estudo oferece informações valiosas para a conceção dos AVAS, equilibrando a segurança, a satisfação do utilizador e o mínimo de perturbação ambiental. Os participantes preferiram sons melódicos discretos, suaves, semelhantes aos da natureza, com frequências mais baixas para paisagens sonoras de alta fidelidade e sons melódicos e de baixa frequência para paisagens sonoras de baixa fidelidade a velocidades mais elevadas. Preferiram tons melódicos, fiáveis e futuristas para sons de automóveis, evitando sons demasiado épicos que pudessem interferir com a condução. A ênfase nas frequências baixas e médias criou uma sensação de ligação à terra.

Esta investigação melhora a tecnologia dos veículos elétricos e promove uma interação mais harmoniosa entre os Veículos Elétricos e os ambientes urbanos.

“Estou grata aos organizadores, aos revisores e a todos os que apoiaram o meu percurso até agora, bem como a todos os investigadores fantásticos que tive a oportunidade de conhecer e com quem aprendi durante o evento” partilha Raquel, estendendo os agradecimentos ao Mestrado em Multimédia e aos Orientadores Gilberto Bernardes e Eduardo Magalhães, pelo seu apoio continuo.

Mais sobre este artigo nesta página.

Diogo Castro (L.EIC) conquista o 1º lugar no World Boccia Challenger

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Diogo Castro, estudante do 1º ano da Licenciatura em Engenharia Informática e Computação (L.EIC), alcançou a medalha de ouro no 2º Torneio Mundial de Boccia Challenger, organizado pelo Centro de Treino Olímpico e Paralímpico de Pajulahti, que teve lugar de 9 a 17 de maio de 2025, na Finlândia.

Nuno Teixeira (SICC/FEUP) entrevistou o vencedor após esta conquista assinalável:

“Com apenas 18 anos, Diogo Castro é já uma certeza no panorama mundial do Boccia.

Depois da conquista da medalha de ouro no Campeonato do Mundo jovem da modalidade, em março deste ano no Brasil, o estudante do 1.º ano da licenciatura em Engenharia Informática e Computação já olha para as próximas competições com ambição, com especial enfoque nos jogos Paralímpicos.

Para já, o atleta do FC Porto vai participar no Campeonato da Europa, a disputar em Zagreb, na Croácia, entre 8 a 16 de julho, onde, como já tem sido habitual, quer ouvir “A Portuguesa” no final da prova.

Como é que o Boccia surgiu na tua vida?
Experimentei o Boccia bastante cedo, quando tinha oito anos, mas os horários não eram compatíveis com a escola, então só aos 10 anos é que surgiu a oportunidade de jogar no FC Porto, mas principalmente com o objetivo de socializar e fazer algo diferente.

Fala-me um pouco sobre o teu percurso desportivo no Boccia.
No início era mesmo por diversão, mas com o tempo percebi que a modalidade era muito mais do que apenas “lançar bolas”. À medida que os anos foram passando, e com a conquista de algumas medalhas, a maneira como olhava para a modalidade foi mudando e tornando mais competitiva. Com várias conquistas nos campeonatos jovens, percebi que podia evoluir cada vez mais. Contudo fui adquirindo novos equipamentos, nomeadamente a rampa/calha e bolas, para me manter competitivo, numa modalidade em constante crescimento.

O que gostas mais na prática do Boccia?
De ser um jogo tático, onde o atleta que pense melhor o jogo supera as dificuldades que vão sendo criadas pelo adversário.

Jogas numa classe de Boccia chamada Bc3. Em que é que consiste e em que é que se diferencia das outras?
Os atletas são distribuídos pelas várias classes, tendo em conta a sua condição física. No meu caso por não ter força para lançar a bola, utilizo uma calha. Bc3 é a única classe que utiliza calha e a ajuda de um operador de calha, que não vê o jogo e apenas faz aquilo que eu lhe peço, no sentido de colocar a rampa na direção do jogo, e a bola na altura certa.

Como é que funciona essa ligação entre ti e o operador de calha?
No meu caso o operador de calha é o meu pai, que funciona como os meus braços e pernas. É importante estar em sintonia com o operador de calha, pois a informação que lhe dou tem de ser percetível e de fácil entendimento pois temos de jogar dentro do tempo limite (seis minutos individual e sete minutos em pares).
Estás quase a representar Portugal no Europeu de Boccia, agora em julho. Como é que perspetivas esta competição? Confiante num bom resultado?
Vai ser uma competição importante que me poderá dar muitos pontos para o ranking mundial, dependendo sempre dos resultados. Nesta competição vão estar presentes os melhores da Europa, que por sua vez se encontram no top mundial. Tenho a noção que o grau de dificuldade é superior a qualquer competição em que já entrei, mas estou confiante na minha capacidade de enfrentar os melhores. Eu gosto de pensar passo a passo e o primeiro objetivo é passar a fase de grupos, tentando sempre chegar o mais longe possível, com o sonho de trazer uma medalha.

Venceste, no mês passado, a medalha de ouro no Pajulahti 2025 World Boccia Challenger, na Finlândia, tendo derrotado três adversários do top-20 mundial. Como é que foi saborear esse momento?
Para mim foi a primeira medalha individual internacional pela seleção principal, o que significa muito nos meus objetivos. Sentir o meu esforço recompensado ao mais alto nível na conquista da medalha de ouro foi, sem dúvida, um sentimento único. Terminar a noite a ouvir “A Portuguesa” tornou o momento inesquecível.

Estavas à espera de conseguir esta medalha, naquela que foi a apenas a tua segunda prova internacional? O que mais te marcou nesta competição?
Para ser sincero, o principal objetivo era mesmo passar a fase de grupos e depois sonhar em conquistar uma medalha. Foi importante ouvir elogios dos adversários ao meu desempenho uma vez que era o atleta mais jovem na competição.

Apesar dessa juventude, já tens um currículo competitivo muito interessante, com a conquista de vários títulos nacionais…
Sinceramente, sinto que estou no ponto mais alto da minha curta carreira, a nível nacional e, principalmente, internacional ao serviço da seleção nacional. Atualmente, encontro-me nos melhores quadros do Boccia em Portugal, graças a essa evolução do material, e de uma maior entrega da minha parte em termos de treino e competição, o que me permitiu várias conquistas nacionais e internacionais.

Aos 18 anos, Diogo Castro já conta com uma carreira recheada de conquistas, entre elas o terceiro lugar no World Boccia Youth Championship, Campeonato Nacional Jovem, ambos em 2023, o Bicampeonato Nacional Jovem, Campeão de pares no World Boccia Challenger (no Cairo, Egito), Vice-Campeão Nacional Absoluto, tudo em 2024, e já neste ano, a conquista do Campeonato Regional Zona Norte, a medalha de ouro no challenger do World Boccia Youth Championship em Curitiba (Brasil), primeiro lugar no World Boccia Challenger em Pajulahti (Finlândia), o terceiro lugar em pares, também neste challenger finlandês, e a medalha de prata no Campeonato Nacional Individual masculino.
Qual é o momento mais alto da tua carreira até agora?
Posso afirmar que os títulos mais importantes conquistados foram precisamente esta época, desde a conquista do campeonato regional, ao título de campeão do mundo jovem no Brasil, terminando na conquista da medalha de ouro no Challenger na Finlândia.

Esperavas ter este tipo de desempenho quando começaste a carreira no Boccia?
Quando comecei a carreira estava bem longe de pensar que poderia estar onde estou atualmente. Só em 2023 é que fui convocado para o campeonato de mundo jovem para representar a seleção nacional, e foi aí que me apercebi daquilo que poderia alcançar com o Boccia.
Até onde esperas chegar na tua carreira desportiva?
Atualmente o sonho de poder representar a seleção nacional nos Paralímpicos é um objetivo claro no meu crescimento como atleta.

Que ídolos é que tens nesta modalidade?
Eu identifico-me muito com dois atletas: o Adam Peška e Daniel Michel, muito em parte pelas superações físicas bastante semelhantes às minhas.

Estás a frequentar o 1.º ano da Licenciatura em Engenharia Informática e Computação. Estás a gostar?
Sim, vai de acordo com as minhas expectativas.

O que é que te fez escolher a FEUP e a área da Engenharia Informática? Sempre foi um objetivo para ti entrar aqui na FEUP?
Sempre tive interesse nas novas tecnologias, pelo que a área da engenharia informática sempre esteve entre as minhas opções. Para além da FEUP ser uma Faculdade próxima da minha residência, é uma Faculdade de Engenharia de renome a nível nacional e internacional principalmente na área da informática. Desde que tomei a decisão de seguir esta área que a FEUP estava nos meus planos.

A mudança da escola secundária para o ensino superior pode ser desafiante. Como foi a adaptação?
Nas primeiras semanas senti uma clara mudança entre a realidade do secundário e da Faculdade, mas julgo que me adaptei bem e atualmente sinto-me bem integrado.

O processo de adaptação pode ser visto como algo com duas vias. Como é que a própria FEUP se adapta a alguém com as tuas particularidades? Há algo que possa ser feito para melhorar?
Penso que a FEUP se adaptou bem às minhas necessidades, e tinha todas as condições para o fazer, o que facilitou claramente a minha integração. A única situação negativa a apontar é mesmo a falta de um/a assistente pessoal que foi pedido no início do ano letivo e até a presente data não foi atribuído/a.

Como é que concilias os treinos no Boccia com os estudos na FEUP?
Os treinos são normalmente ao fim do dia, o que permite a minha presença nas aulas, sendo por isso fácil conciliar com os treinos. As maiores dificuldades acontecem nos períodos das competições e estágios da seleção nacional, nessas alturas torna-se mais difícil poder acompanhar a matéria.

O que é que mudarias para poder facilitar esta conciliação?
Não vejo como poderia mudar, uma vez que as datas não são flexíveis e temos sempre de nos adaptar.

Quais é que são os grandes objetivos para a tua vida enquanto atleta e engenheiro?
O ideal será sempre poder conciliar a vida desportiva com a profissional, ou seja, tendo sempre disponibilidade para poder treinar e competir, sem abdicar do tempo profissional.”

Provas de Doutoramento em Engenharia Informática: “Inmplode: A Framework to Interpret Multiple Related Rule-Based Models”

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Candidato:

Pedro Rodrigo Caetano Strecht Ribeiro

Data, Hora e Local:

13 de junho de 2025, às 15:00, na Sala de Atos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Presidente do Júri:

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

Vogais:

Doutor Johannes Fürnkranz, Full Professor at the Department of Computer Science of the Institute for Application-Oriented Knowledge Processing at the Johannes Kepler University Linz, Austria;

Doutor José María Alonso Moral, Profesor Titular de Universidad del Departamento de Electrónica y Computación de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Santiago de Compostela, España;

Doutor José Luís Cabral de Moura Borges, Professor Associado, Departamento de Engenharia e Gestão Industrial, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto;

Doutor João Pedro Carvalho Leal Mendes Moreira, Professor Associado, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto (Orientador).

A tese foi coorientada pelo Doutor Carlos Manuel Milheiro de Oliveira Pinto Soares, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Resumo:

Esta tese investiga os desafios e as oportunidades apresentados pela tendência crescente de utilização de múltiplos modelos especializados, designados por modelos operacionais, para abordar problemas complexos de análise de dados. Embora esta abordagem possa melhorar o desempenho preditivo para subproblemas específicos, frequentemente conduz a um conhecimento fragmentado e a dificuldades na compreensão de fenómenos a nível de uma organização.

Esta investigação centra-se na síntese do conhecimento incorporado num conjunto de modelos de árvores de decisão, escolhidos pela sua interpretabilidade inerente e adequação à extração de conhecimento. Por exemplo, uma empresa com cadeias de lojas ou uma universidade com diversos cursos, cada uma utilizando modelos de previsão dedicados (volume de vendas ou abandono escolar, respetivamente). Embora estes modelos localizados sejam importantes, uma perspetiva global é importante a nível organizacional. Contudo, a gestão de muitos modelos operacionais, especialmente para análises interprogramas/lojas, pode ser complexa.

É introduzida uma framework para fundir conjuntos de modelos operacionais em modelos consensuais. Estes modelos são direcionados a decisores de níveis superiores, melhorando a interpretabilidade do conhecimento gerado pelos modelos operacionais. A framework, denominada Inmplode, aborda desafios comuns na agregação de modelos e apresenta um processo customizável com um fluxo de trabalho genérico e componentes adaptáveis, detalhando abordagens alternativas para cada subproblema encontrado no processo de agregação.

A framework foi aplicada a quatro conjuntos de dados públicos de diversas áreas de negócio e a um estudo de caso na educação com dados da Universidade do Porto. Em cada caso, foram exploradas diferentes abordagens de agregação de modelos, ilustrando várias instanciações do processo.
O processo de agregação de modelos revelou que os modelos consensuais resultantes são frequentemente incompletos, ou seja, não conseguem cobrir todo o espaço de decisão, o que pode comprometer o seu propósito. Para abordar o problema da incompletude, são exploradas duas novas metodologias: uma baseia-se na geração de conjuntos de dados sintéticos seguida de treino de árvores de decisão, enquanto a outra utiliza um algoritmo especializado concebido para construir uma árvore de decisão diretamente a partir de dados agregados (i.e., simbólicos).

A eficácia destas metodologias na geração de modelos consensuais completos a partir de conjuntos de regras incompletos é avaliada nos cinco conjuntos de dados. Os resultados empíricos demonstram a viabilidade de superar a incompletude, constituindo um contributo para a área da síntese de conhecimento e modelação com árvores de decisão. Contudo, foram identificados compromissos entre a completude e a interpretabilidade, bem como entre o desempenho preditivo e a fidelidade dos modelos consensuais.

Globalmente, esta investigação aborda uma lacuna crítica na literatura, fornecendo um framework para sintetizar conhecimento a partir de múltiplos modelos de árvores de decisão, com particular foco no desafio da incompletude. As conclusões têm implicações significativas para organizações que procuram usar modelos especializados, obtendo também uma compreensão holística do fenómeno analisado.

Palavras chave: interpretability; rule-based models; model merging framework; decision trees; completeness.

Provas de Doutoramento em Engenharia Informática: ”Intelligent Ticket Management Assistant for Helpdesk Operations”

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Candidato:

Leonardo da Silva Ferreira

Data, Hora e Local:

13 de junho de 2025, às 9:30, 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, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Vogais:

Doutor Pedro Manuel Henriques da Cunha Abreu, Professor Associado com Agregação, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade de Coimbra;

Doutor Paulo Jorge Freitas de Oliveira Novais, Professor Catedrático, Departamento de Informática, Escola de Engenharia da Universidade do Minho;

Doutor Carlos Manuel Milheiro de Oliveira Pinto Soares, Professor Associado, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto;

Doutora Ana Paula Cunha da Rocha, Professora Associada, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto;

Doutor Daniel Augusto Gama de Castro Silva, Professor Auxiliar, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (Orientador).

A tese foi coorientada pelo Professor Mikel Uriarte Itzazelaia, Professor Associado da Escuela de Ingeniería de Bilbao, Universidad del País Basco.

Resumo:

A evolução dinâmica da internet, particularmente em setores como serviços multimédia, computação na cloud, internet of things, simulação, e inteligência artificial, levou a que as empresas tenham assistido a uma expansão significativa dos seus serviços e mercados. No entanto, este crescimento também expôs diversas vulnerabilidades que ameaçam a confidencialidade, integridade e disponibilidade dos dados organizacionais e pessoais. Enquanto os especialistas trabalham para responder aos alertas gerados por sistemas de segurança, a inteligência artificial tem introduzido novas formas de comprometer a segurança, variando desde métodos simples e de baixo custo até ataques altamente sofisticados. Abordagens de baixo custo incluem, por exemplo, phishing e password spraying, que exploram falhas humanas e senhas frágeis. Por outro lado, ameaças mais complexas, como os advanced persistent attacks e zero-day exploits, exigem conhecimento e recursos, sendo frequentemente direcionados a sistemas críticos. Várias organizações dependem de centros de helpdesk de cibersegurança, sejam internos ou subcontratados, para gerir incidentes. Contudo, estes centros enfrentam dificuldades em responder de forma eficaz devido à sobrecarga de dados e escassez de operadores qualificados.

Esta dissertação aborda a carência de operadores especializados e o elevado volume de incidentes enfrentados pelas operações de helpdesk, propondo o desenvolvimento de um assistente de gestão de tickets para apoiar operadores humanos na resolução destes incidentes. A plataforma incorpora um sistema de recomendação que, dependendo do contexto, identifica o par operador-procedimento mais rápido para cada incidente, melhorando continuamente com cada tratamento realizado. Para garantir a privacidade dos dados, o sistema de recomendação é treinado com dados artificiais gerados por um gerador de dados personalizado. Além disso, a tese explora a possibilidade de melhorar este assistente com funcionalidades de automated machine learning para prever tickets futuros. Esta funcionalidade pode auxiliar gestores na antecipação da carga de trabalho e na adaptação proativa das suas equipas de segurança.

O desenvolvimento desta framework é realizada em colaboração com a empresa de cibersegurança S21sec, que disponibilizou estruturas e taxonomias de dados históricos anonimizados relacionados com o tratamento de incidentes. No entanto, devido à ausência de informação granular sobre a resolução dos incidentes e informação relacionada com o conjunto de dados partilhados e à necessidade de preservar a privacidade, as técnicas de geração de dados sintéticos tornam-se essenciais. O gerador implementado cria dados artificiais que replicam distribuiçôes semelhantes às dos dados reais, ao mesmo tempo que simula processos do mundo real, incluindo priorização de tickets, agendamento e tratamento.

O gerador de dados artificiais é avaliado pela sua eficiência em replicar as características de conjuntos de dados do mundo real, através de métricas de similaridade como Hellinger distance e Kullback-Leibler divergence. Além disso, são explorados vários cenários de agendamento de tickets, variando o número de operadores e a sua distribuição em três turnos de trabalho. Os resultados demonstram que esta ferramenta consegue replicar tickets com diferentes distribuições e durações de tratamento, derivadas dos dados reais. Adicionalmente, este gerador permite a simulação de operações reais de helpdesk, proporcionando uma base sólida para explorar diversos contextos operacionais sem comprometer a privacidade dos mesmos. A análise do agendamento de tickets mostra consistentemente que cenários caracterizados por um grande desequilíbrio nos turnos e com menos operadores levam a tempos de espera mais longos e a mais tickets agendados para tratamento posterior.

O sistema de recomendação é testado em duas vertentes: escalabilidade e impacto no tratamento de tickets. A primeira fase utiliza diversos conjuntos de dados de teste com tamanhos e números de operadores diferentes, analisados com métricas como o tempo médio de recomendação e memória consumida. Por outro lado, o impacto no tratamento de tickets é examinado considerando as melhorias nos tempos de espera dos tickets antes de serem atribuídos a um operador e o tempo de resposta necessário para a sua resolução, utilizando diferentes graus de aceitação das recomendações. Os resultados indicam que o número de operadores que o sistema de recomendação utiliza tem um impacto ligeiramente superior na sua escalabilidade em comparação com o número de tickets de teste. Ambas as características mostram um padrão de crescimento linear semelhante em relação às métricas referidas, sendo que o número de operadores apresenta um maior declive. A integração deste sistema de recomendação no tratamento de tickets reduziu o tempo médio de resposta entre 37.9\% e 45.1\% e o tempo médio de espera entre 62.2\% e 63.2\%, assumindo que os operadores aceitam sempre as recomendações. Com taxas de aceitação de recomendações variáveis, o tempo médio de espera mantém-se constante, enquanto a melhoria no tempo de resposta varia entre 0.4\% e 11.7\%.

A potencial aplicação de automated machine learning para a análise preditiva é explorada através de um estudo onde as decisões relativamente à dimensionalidade das equipas recomendadas pelo sistema são comparadas com os resultados esperados. Este estudo avalia o sistema com base na precisão das previsões e na sua capacidade de sugerir ajustes no tamanho das equipas. Entre as distribuições de conjuntos de dados testadas, os modelos treinados com dados de três anos superaram os treinados com dados de quatro anos, apresentando um erro médio mais baixo ao utilizar dados reais sobre a frequência de tickets ao longo do ano. Relativamente às recomendações de dimensionalidade da equipa, incluindo a contratação ou despedimento de operadores, a ferramenta baseada em automated machine learning propôs frequentemente decisões estreitamente alinhadas com as esperadas no mesmo periodo.

Coletivamente, estes resultados mostram que as ferramentas propostas podem otimizar os fluxos de trabalho de tratamento de tickets em aplicações do mundo real, levando a um uso mais eficiente dos recursos e a uma redução dos atrasos operacionais. Além disso, a sua capacidade de simular operações do mundo real sem comprometer a privacidade permite que os centros de operações de segurança possam testar vários cenários e aperfeiçar as suas estratégias.

Palavras-chave: Helpdesk; Ticket; Cibersegurança; Dados Sintéticos; Sistemas Recomendação.

DEI Talks | “How to hack the Turing trap with Trustworthy AI?” por José María Alonso Moral (CiTIUS-USC)

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A palestra “How to hack the Turing trap with Trustworthy AI?” será apresentada dia 12 de junho, às 18:00, na sala B008, com a moderação de João Pedro Moreira (DEI).

Resumo:

“In this talk, in addition to technical aspects (i.e., fundamentals and tools for developing and validating human-centric self-explaining technologies that are aimed at assisting in all phases of the design, analysis and evaluation of trustworthy intelligent systems), we will discuss Ethical, Legal, Socio-Economic and Cultural (ELSEC) implications of Artificial Intelligence. Special emphasis will be placed on how to certify if intelligent systems comply with European values.”

Sobre o Palestrante:

José María Alonso Moral holds a M.S. and Ph.D. degrees in Telecommunication Engineering, both from the Technical University of Madrid (UPM), Spain, in 2003 and 2007, respectively. He is currently Associate Professor at the Department of Electronics and Computation of the CiTIUS-USC, Vice-Chair of the Task Force on “Explainable Fuzzy Systems” in the Fuzzy Systems Technical Committee of the IEEE Computational Intelligence Society (IEEE-CIS), Associate Editor of the IEEE Computational Intelligence Magazine (ISSN: 1556-603X) and the International Journal of Approximate Reasoning (ISSN:0888-613X), member of the IEEE-CIS Task Force on Fuzzy Systems Software, member of the IEEECIS SHIELD Technical Committee which is aimed at researching on Ethical, Legal, Social, Environmental and Human Dimensions of AI. He has published more than 190 papers in international journals, book chapters and conferences. His research interests include explainable and trustworthy artificial intelligence, computational intelligence, interpretable fuzzy systems, natural language generation, and the development of free software tools, etc.

A entrada é livre, sem necessidade de inscrição.

Alexandra Mendes reconhecida com um “Amazon Research Award”

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No passado dia 3 de junho foram conhecidos os vencedores do prestigiante prémio “Amazon Research Awards” (ARA), programa que apoia a investigação em instituições académicas e organizações sem fins lucrativos, em áreas que se alinham com a sua missão de promover uma ciência centrada no cliente.

Na lista dos 70 vencedores, que representam 44 universidades em 10 países, encontramos Alexandra Mendes, Professora Auxiliar do DEI, vencedora na área de Automated Reasoning, pela proposta “Overcoming Barriers to the Adoption of Verification-Aware Languages“. Esta atribuição traz a novidade de ser a primeira vez que o prémio é atribuído a investigadores portugueses baseados em Portugal.

A Professora focará o seu trabalho na identificação e resolução dos obstáculos à adoção de linguagens de programação com suporte para verificação formal, em particular Dafny, em colaboração com a Amazon Web Services (AWS). O objetivo é promover a usabilidade e a adoção de ferramentas de verificação formal entre os programadores de software.

Os ARA são altamente competitivos, com propostas avaliadas por cientistas da Amazon, em função da qualidade do seu conteúdo científico e do seu potencial de impacto na comunidade de investigação e na sociedade. Entre os premiados atuais e anteriores contam-se investigadores de outras instituições de referência, como a Carnegie Mellon University (CMU), o Massachusetts Institute of Technology (MIT), Harvard, Stanford, e Yale.

Toda a informação sobre esta última edição dos ARA (Fall 2024) pode ser vista aqui.

Última Aula do Prof. A. Augusto Sousa

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Na passada segunda feira, dia 26 de maio, o Auditório José Carlos Marques dos Santos encheu para assistir à Última Aula do Prof. A. Augusto de Sousa, que se despede assim de uma carreira universitária com mais de 40 anos.

“Computação Gráfica e Realidades Múltiplas: explicando uma carreira” foi apresentada a centenas de estudantes (antigos e atuais), colegas docentes e técnicos, familia e amigos, presentes neste momento de homenagem, emocionante para todos os que assistiram.

“A Computação Gráfica permite representar e interagir com objetos virtuais, assim como sintetizar imagens dos mesmos. As ferramentas, os modelos e os algoritmos são inúmeros e permitem desenvolver várias realidades, sejam elas virtuais, aumentadas ou mistas. Talvez, com alguma imaginação, possam também modelar a realidade da carreira de um docente universitário.” – E assim foi neste caso. Uma carreira universitária que teve inicio em 1983, ainda como assistente estagiário, e que viria a ser percorrida de Km de caminhos diversos, sempre impulsionados pela paixão pelo Ensino e pela Pedagogia.

A sessão terminou em festa com a atuação da TUNAFE, da TEUP e do Grupo de Fados da FEUP.

A última aula teve transmissão direta, tendo sido gravada e disponibilizada aqui.

Linking Great Partners 2025

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A Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto acolhe no próximo dia 3 de junho o evento Linking Great Partners 2025, evento emblemático do Departamento de Engenharia Informática (DEI), reconhecido pelo impacto do contributo dos estudantes e da Universidade, no ecossistema de inovação regional.

Decorrerá ao longo de todo o dia no auditório José Carlos Marques dos Santos, em dois momentos, o LGP Challenge (sessão de pitch, dividido em quatro atos) e o Tech in Action (feira de produtos, divido em dois momentos).

Relativamente ao LGP Challenge, o primeiro ato – innovating with AI – inclui as startups de LGP que desenvolveram soluções em baseadas em AI. O segundo ato – innovating with the market – é composto por um painel com as startups que exploraram ideias propostas pelos estudantes e desenvolveram esses produtos interagindo com o mercado. No terceiro ato – innovating with organisations – apresentam as startups que desenvolveram soluções para melhoria dos processos das organizações. O último ato – innovating with society – inclui as startups que desenvolveram soluções em colaboração com atores da sociedade.

São 29 as proto-startups criadas pelos cerca de 320 estudantes inscritos na unidade curricular de Laboratório de Gestão de Projetos (LGP), provenientes de diversos cursos da Faculdade de Engenharia (FEUP) e da Faculdade de Economia (FEP) para dar resposta os desafios reais apresentados pelas 23 organizações parceiras e a oportunidades identificadas no mercado.

A partir da aplicação de métodos ágeis de desenvolvimento de software e de experimentação, as equipas de estudantes desenvolveram várias soluções tecnológicas inovadoras, como é o caso de “Saudade à Viola”, um projeto desenvolvido em conjunto com o artista Gil Ferreira onde um avatar digital junta-se em palco, reagindo em tempo real à sua voz e acrescentando elementos visuais à história de cada música; e da plataforma “HackTrack” para a aprendizagem sobre cibersegurança através de desafios do mundo real, em colaboração com a Associação Visionarium. Nesta edição de 2025 foram também concebidos os produtos “Immersia Stations”, uma solução para experiências interativas e imersivas em museus e ainda a “Há Cartas?”, uma aplicação móvel que permite transformar qualquer momento numa oportunidade para jogar às cartas, mesmo que todos se tenham esquecido de trazer as cartas. Estes são apenas alguns exemplos dos produtos que serão apresentados durante o evento.

Luis Filipe Teixeira, coordenador da unidade curricular e Professor Associado do DEI, destaca que esta abordagem “dá aos estudantes uma oportunidade de adquirir não só competências técnicas, mas também capacidades de colaboração, resiliência e criatividade, ao navegarem pela incerteza e pela complexidade do desenvolvimento de produtos tecnológicos para clientes e para o mercado” e acrescenta que “LGP promove um ambiente onde a experimentação é encorajada e onde os alunos assumem papéis empreendedores, envolvem-se com stakeholders reais e aprendem na prática.”

Para Raul Vidal, Professor Emérito da Faculdade de Engenharia, “ao envolver estudantes de várias esferas curriculares e de perfis distintos num trabalho colaborativo que instiga o pensamento crítico e criativo, o LGP assume-se como uma oportunidade ímpar para desenvolver competências nas áreas de gestão de projeto, trabalho em equipa, interação com os clientes, marketing, comunicação, e tantas outras valências que fazem dos nossos estudantes futuros profissionais com um perfil verdadeiramente diferenciado e os preparam para serem futuros líderes”.

O Linking Great Partners 2025 poderá ser acompanhado em direto através do canal Youtube do evento.

Provas de Doutoramento em Media Digitais “Interaction methods for digital musical instruments: Application in personal devices”

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Candidato:
Alexandre Resende Clément

Data, Hora e Local:
5 de junho de 2025, 14:30, 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 da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Vogais:
Doutor Marcelo Mortensen Wanderley, Professor Catedrático do Departmento de Music Research da Schulich School of Music da McGill University, Canadá;
Doutor Damián Keller, Professor Titular do Centro de Educação, Letras e Artes da Universidade Federal do Acre, Brasil;
Doutora Sofia Carmen Faria Maia Cavaco, Professora Auxiliar do Departamento de Informática da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade NOVA de Lisboa;
Doutor Rui Pedro Amaral Rodrigues, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática 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).

Resumo:

“Esta tese explora o potencial da utilização de dispositivos móveis como ferramentas para a interação e performance participativa com instrumentos musicais digitais. Orientada pelos princípios da música ubíqua e interação intuitiva, esta investigação analisa de que forma os dispositivos móveis podem ser apropriados para resolver desafios e criar oportunidades na criação musical contemporânea, através de abordagens participativas, mapeamento gestual e feedback multimodal. O núcleo deste trabalho é constituído por três experiências. A primeira descreve e avalia um sistema permitindo a participação de públicos de grandes dimensões em performances multimédia. Destaca a possibilidade de utilização destes dispositivos para envolver os utilizadores e promover a colaboração, revelando também desafios no design de interações intuitivas para participantes inexperientes. A segunda experiência examina de que forma os utilizadores representam instintivamente parâmetros musicais básicos – como afinação, duração e amplitude – através de mapeamento gestual, e o impacto da sua experiência musical nas estratégias de interação escolhidas. A terceira centra-se no estudo da influência do feedback multimodal, combinando modalidades auditivas, visuais e hápticas, em tarefas de afinação musical de notas. Os resultados reforçam a necessidade de elaborar diretrizes padronizadas para a interação e de integrar feedback multimodal, de forma a tornar os instrumentos digitais musicais mais acessíveis e intuitivos. A experiência 1 mostrou que a ausência de um modelo de interação unificado limita o envolvimento intuitivo, realçando a necessidade de padronização que equilibre criatividade individual e intenção colectiva. A experiência 2 encontrou preferências claras do utilizador para mapeamentos de gestos de início, afinação e duração de notas musicais, ancorados na familiaridade cultural e sustentando a importância de manter o design associado ao contexto. A experiência 3 mostrou que, embora o feedback multimodal demonstre pouco efeito imediato na precisão na afinação de notas musicais, melhorou a confiança do utilizador e pode ajudar na aprendizagem a longo prazo. Esta investigação contribui para a compreensão de como os dispositivos móveis podem apoiar as práticas musicais participativas e criativas, promovendo o desenvolvimento de ferramentas musicais inclusivas, fáceis de usar e versáteis.”