Candidata
Maria José Gomes Pedroto

Data, Hora e Local
22 de julho, às 10:00, na Sala de Atos da FEUP

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

Vogais
Doutora Myra Spiliopoulou, Full Professor of Business Information Systems da Faculty of Computer Science da Otto-von-Guericke-University Magdeburg, Alemanha;
Doutor Manuel Filipe Vieira Torres dos Santos, Professor Associado com Agregação do Departamento de Sistemas de Informação da Escola de Engenharia da Universidade do Minho;
Doutor Alípio Mário Guedes Jorge, Professor Catedrático do Departamento de Ciência de Computadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (Orientador);
Doutor Rui Carlos Camacho de Sousa Ferreira da Silva, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

A tese foi coorientada pelo Doutor João Pedro Carvalho Leal Mendes Moreira, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Resumo

Este trabalho foca-se em modelar e prever episódios Time-to-Event (TTE), e tem dois propósitos. O primeiro propósito é explorar o potencial de recorrer a dados genealógicos para previsão time-to-event. Adicionalmente, visa melhorar o diagnóstico feito pelos profissionais que trabalham com pacientes portadores de Hereditary Transthyretin Amyloidosis (ATTRv amyloidosis). Esta é uma doença genética, hereditária, altamente debilitante, com um passado histórico que transporta para as aldeias piscatórias da Póvoa do Varzim, no norte de Portugal.

Para explorar o valor dos dados genealógicos para previsão time-to-event, este trabalho tem contribuições em feature engineering, nomeadamente na área de construção e seleção de features. Para este propósito, explora e compara uma abordagem de sumarização focada na extração manual de características significativas de árvores genealógicas, com uma abordagem mais automatizada que usa embeddings. Contribui para model construction criando uma abordagem multivariada, orientada a dados, para rastrear o risco de um paciente desenvolver o início de sintomas em diferentes idades. Ainda neste campo, explora o impacto da combinação de diferentes modelos focados em previsão de idades, usando janelas temporais próximas. Finalmente, contribui para model evaluation, abordando as questões de implementação de uma abordagem que indica o retorno expectável em alterar um conjunto de diretrizes clínicas, tomando

partido de capacidades de previsão. Ainda neste campo, apresenta esquemas de avaliação robustos que suportam a abordagem multivariada orientada a dados na seleção do melhor modelo. A aplicação é focada em pacientes com ATTRv Amyloidosis. Para caraterizar o trabalho realizado, esta tese está estruturada em quatro secções principais. Começa com uma introdução e uma apresentação de ATTRv Amyloidosis tendo por base uma perspetiva histórica. Em seguida, apresenta o contexto relevante, relacionando a ligação entre previsão time-to-event com feature engineering, model construction e model evaluation. Em seguida, ainda neste âmbito, apresenta conceitos-chave de estudos genealógicos. Em seguida, apresenta as principais contribuições, na forma das principais publicações que constituem este trabalho (um artigo por capítulo). Termina com um epílogo que resume o trabalho realizado, partilha as principais conclusões e, por fim, discute a tese numa perspetiva técnica e clínica.

Palavras-chave: Dados Time-to-Event; Modelação de Dados; Modelos de Regressão.

Candidata:
Mariana de Oliveira Magalhães

Data, Hora e Local:
08 de julho, às 10h00, na Sala de Atos (I-105) do DEEC, FEUP

Presidente do Júri:
Doutor João Manuel Paiva Cardoso, Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Vogais:
Doutor Alfredo Manuel dos Santos Ferreira Júnior, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa;
Doutora Maria Beatriz Alves de Sousa Santos, Professora Associada com Agregação do Departamento de Eletrónica, Telecomunicações e Informática da Universidade de Aveiro;
Doutor Mário Sérgio Carvalho Teixeira, Professor Auxiliar do Departamento de Economia, Sociologia e Gestão da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro;
Doutor António Fernando Vasconcelos Cunha Castro Coelho, Professor Associado com Agregação do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (Orientador);
Doutor António Augusto de Sousa, Professor Associado do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

A tese foi coorientada pelo Doutor Maximino Bessa, Professor Associado com Agregação da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.

Resumo
Esta tese visa explorar em que medida experiências multissensoriais em realidade virtual afetam as respostas emocionais e a capacidade de visualização mental dos utilizadores, tendo em atenção o impacto das variáveis demográficas género e idade.
Motivada pelo desenvolvimento acelerado e recente da realidade virtual no setor do turismo, caracterizado por experiências multissensoriais cada vez mais envolventes, esta tese aborda a lacuna no conhecimento sobre o modo como os estímulos multissensoriais influenciam as respostas emocionais dos utilizadores e a sua capacidade de visualização mental, focando-se no caso particular do turismo virtual.
Para o efeito, duas experiências virtuais imersivas turísticas foram criadas. Combinações multissensoriais de estímulos visuais, auditivos, hápticos, olfativos e gustativos foram estrategicamente integradas em momentos específicos das duas experiências, depois de previamente validados através de uma sessão de focus group. Uma dessas experiências virtuais incluía um cenário com vista a suscitar emoções positivas no utilizador, recorrendo para isso a uma seleção de estímulos multissensoriais agradáveis, tendo-se designado como “IVE positivo” (Immersive Virtual Environment positivo). O outro visava o oposto: induzir emoções negativas no utilizador, através de uma combinação de estímulos multissensoriais mais desagradáveis, tendo-se denominado “IVE negativo” (Immersive Virtual Environment negativo). Durante as experiências, a combinação básica de estímulos visuais e auditivos manteve-se presente. Estímulos adicionais – paladar, háptica e olfato – foram introduzidos um após o outro, sequencialmente. Por fim, todos estes estímulos foram combinados para uma experiência mais abrangente.
Foi desenvolvido um desenho experimental entre sujeitos para explorar e comparar as respostas emocionais e a nitidez da visualização mental dos utilizadores, após cada combinação de estímulos, tendo sido aplicados questionários respondidos em plena experiência virtual. Entre os resultados alcançados, inclui-se o impacto de diferentes combinações de estímulos multissensoriais positivos e negativos nas respostas emocionais dos utilizadores, bem como estas, por sua vez, influenciam a capacidade de visualização mental. Esta investigação indica também um resultado inversamente proporcional entre a intensidade das emoções do utilizador e a sua capacidade de visualização mental. Contudo, não se constatou que a idade ou o género influenciassem esta relação em nenhum dos cenários positivo ou negativo. Adicionalmente, este estudo desvenda algumas pistas sobre as emoções específicas que são desencadeadas pela combinação de estímulos multissensoriais usada, o que responde a uma necessidade previamente identificada por diversos investigadores da área.
Esta tese contribui para o esclarecimento do papel dos estímulos multissensoriais em realidade virtual, realçando o seu potencial de aplicação em diversas áreas. Fornece ainda algumas linhas de orientação para futuras investigações no desenvolvimento de aplicações turísticas de realidade virtual centradas no utilizador, e para a compreensão do impacto das diferenças individuais.

Palavras-chave: Realidade Virtual Multissensorial; Realidade Virtual; Respostas Emocionais; Nitidez da Visualização Mental; Turismo Virtual.

Candidato
Diogo Fernandes Santos

Data, Hora e Local
25 de junho, 14:30, na Sala de Atos da FEUP

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

Vogais
Doutora Lynn Rosalina Gama Alves, Professora Associada do Instituto de Humanidades, Artes e Ciências Professor Milton Santos da Universidade Federal da Bahia, Brasil;
Doutor António Maria Salvado Coxito Granado, Professor Associado do Departamento de Ciências da Comunicação da Faculdade de Ciências Sociais e Humanas da Universidade Nova de Lisboa;
Doutora Liliana Filipa Vale Costa, Professora Auxiliar do Departamento de Comunicação e Arte da Universidade de Aveiro;
Doutora Cátia Ferreira, Professora Auxiliar da Faculdade de Ciências Humanas da Universidade Católica Portuguesa;
Doutor João Carlos de Matos Paiva, Professor Associado com Agregação do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto;
Doutora Carla Susana Lopes Morais, Professora Auxiliar com Agregação do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (Orientadora).

A tese foi coorientada pelo Professor Nelson Troca Zagalo, Professor Catedrático na Universidade de Aveiro.

Resumo
A adoção do multimédia trouxe desafios e oportunidades para todos os envolvidos em iniciativas de comunicação de ciência e aprendizagem das ciências. O público que passa a interagir com o conteúdo, com o produtor, ou mesmo a transformação do consumidor em produtor. A participação e o diálogo tornam-se fundamentais na comunicação de ciência, com os cientistas e as unidades de investigação a terem de abraçar este mundo que, não sendo novo, continua a ser desafiante. Nesta experiência, o transmedia serviu de guia para pensar a comunicação de ciência a partir de um centro de investigação, no espaço multimédia.
Neste trabalho pensado no interior do Centro de Investigação em Química da Universidade do Porto (CIQUP) e moldado por ideias como participação, colaboração, diálogo e interatividade, os cientistas foram convidados a cocriar um videojogo divertido e sério para comunicar a sua ciência (nanopartículas para transporte de fármacos). Para combinar uma representação séria da ciência com elementos divertidos e típicos dos jogos, os cientistas foram cruciais para definir o tema, os sistemas, a mecânica e a narrativa. Foi desenvolvido um protótipo (Nano Entregas) com o objetivo de comunicar sobre nanopartículas para entrega de fármacos. O protótipo foi jogado por 170 participantes do 7.º aos 11.º anos de escolaridade, numa experiência que teve como objetivo medir o potencial da ferramenta em dois domínios: como objeto de comunicação de ciência, capaz de transmitir conhecimentos sobre nanopartículas e outros conceitos científicos associados; e como um jogo. Para tal, foram recolhidos dados através da aplicação de um questionário e da aplicação de uma escala de avaliação de jogos sérios. O videojogo também foi jogado por investigadores e professores de química, de quem foram recolhidas observações. Antes das principais sessões de jogo, o protótipo foi testado pelo público-alvo (27 dos 170 estudantes), e por três participantes sem ligação prévia ao projeto (um professor, uma investigadora, e uma médica).
O protótipo mostrou potencial para ser utilizado em múltiplos cenários (formais e informais). A maioria dos jogadores (dos 170 estudantes) apreendeu as informações básicas. Uma foi a metáfora usada para introduzir o tamanho das nanopartículas na escala das coisas do mundo real, com 66,5% dos participantes a mostrarem capacidade de deduzir a informação a partir dos diálogos entre as personagens do jogo. A percentagem de respostas corretas também foi elevada nas três questões sobre conteúdo científico: 85,3%, 78,2%, e 58,2%, respetivamente. O protótipo foi bem recebido pelos participantes, com os 11 Fatores da escala a recolherem notas positivas. A experiência mostra que os cientistas estão motivados para colaborar em estratégias desafiadoras e inovadoras para comunicarem com o público, com a metáfora que deu forma ao protótipo em termos de tema, narrativa, sistemas e mecânicas, a emergir diretamente da sua contribuição. O protótipo mostra que a ciência pode ser retratada com seriedade num videojogo que aponta à diversão. O diálogo pode ser fundamental para encontrar rapidamente uma linguagem comum entre investigadores e comunicadores ou desenvolvedores, o que pode então resultar no desenvolvimento de ferramentas envolventes para comunicar sobre tópicos complexos. As gerações mais jovens entendem a linguagem dos videojogos. E, através dela, cientistas, comunicadores, professores e pais podem apresentar e partilhar conhecimentos científicos num exercício de aprendizagem divertido, descontraído e interativo.

Palavras-chave: comunicação de ciência; desenvolvimento de jogos; transmedia; unidades de investigação; química; nanopartículas.