Agenda de defesas de Dissertação e Tese do PPGETI
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Defesa de Dissertação de Mestrado – Pedro Victor Martins Castro
Título: From monostatic to bistatic ISAC: A study on angular estimation, transmit precoding and probabilistic constellation shaping
Data: 30/07/2025
Horário: 14:00
Local: Sala de Seminários do GTEL, Bloco 722
Banca Examinadora:
Francisco Rodrigo Porto Cavalcanti (UFC, Orientador)
Walter da Cruz Freitas Junior (UFC)
Vicente Angelo de Sousa Junior (UFRN)
Resumo:
This work explores different facets of Integrated Sensing and Communication (ISAC) through a progressive study of monostatic and bistatic configurations. Initially, we propose a low-complexity angular estimation algorithm for disconnected targets in monostatic multiple-input multiple-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems, comparing its performance against the classical multiple signal classification (MUSIC) algorithm. The proposed method demonstrates a favorable trade-off between accuracy and computational complexity, making it suitable for 5G-like ISAC scenarios with limited sensing resources. Building upon this, we investigate a bistatic ISAC system involving multiple user equipments and a sensing target. We formulate and solve an optimization problem to design a transmission precoder that balances localization accuracy and communication quality of service. Performance is assessed using metrics such as the normalized root Cramér-Rao lower bound (CRLB), signal-to-interference-to-noise ratio (SINR), and detection probability. Finally, we explore a symbol-level bistatic ISAC system that integrates communication and sensing via a shared waveform. By leveraging probabilistic constellation shaping (PCS) and optimizing the transmitter filter, we improve the trade-off between detection and communication performance. Results indicate that PCS outperforms conventional multibeam techniques in enhancing sensing capabilities while maintaining communication reliability, even under channel correlation conditions.
Palavras-chave: integrated sensing and communications; mobile communications; wireless communication systems; wireless sensing; 6G.
Defesa de Dissertação de Mestrado – Lucio Andre Bastos Ramos
Título: APLICAÇÃO DA FUNÇÃO DE LAMBERT-TSALLIS NA SOLUÇÃO DE UM CIRCUITO RESISTOR-CAPACITOR COM DECAIMENTO NÃO EXPONENCIAL
Data: 30/07/2025
Horário: 14:00
Local: Sala de Seminários 1, do Bloco 725
Banca Examinadora:
Rubens Viana Ramos (UFC, Orientador)
Kleber Zuza Nobrega (UFC)
José Leonardo Esteves da Silva (UFC)
Resumo:
A presente dissertação usa a função Wq de Lambert-Tsallis para obter a solução analítica do decaimento da corrente elétrica total em um circuito elétrico, alimentado por uma fonte de tensão contínua, composto por dois circuitos resistor-capacitor série, em paralelo. O resultado obtido permite o cálculo analítico do tempo de meia vida da corrente total, ou seja, o tempo necessário para a corrente total decair para metade de seu valor inicial. Em seguida, foi demonstrado que a solução para o tempo de meia vida da corrente total obedece à equação de Fermat portanto, dependendo dos valores dos resistores e capacitores escolhidos serem números transcendentais ou algébricos, valores inteiros maiores que dois para o tempo de meia vida pode ou não serem proibidos. Este é um exemplo físico do famoso último teorema de Fermat da teoria dos números, bem como apresenta uma implicação física do uso de números algébricos e transcendentais. Por fim, foi apresentado um circuito eletrônico para um oscilador, chamado oscilador de Fermat, cujo período de oscilação depende da solução da equação de Fermat.
Palavras-chave: Função Wq de Lambert-Tsallis; circuito resistor-capacitor; números transcendentais e algébricos; decaimento não exponencial.
Defesa de Dissertação de Mestrado – Felype de Castro Bastos
Título: U-MAMBA: Reconstrução 3D de implantes cranianos com modelos de estado de espaço e avaliação por estudos ablativos
Data: 25/07/2025
Horário: 20:00
Local: Google Meet (https://meet.google.com/nug-vebd-fnf)
Banca Examinadora:
George Andre Pereira The (UFC, Orientador)
José Marques Soares (UFC)
Rodrigo Dalvit Carvalho da Silva (Yale)
Resumo:
A reconstrução de defeitos cranianos para cranioplastia exige implantes personalizados, cujo design é tradicionalmente um processo manual, demorado e sujeito à subjetividade. Esta dissertação investiga a viabilidade de uma abordagem baseada em aprendizado profundo para automatizar essa tarefa de inferência geométrica. Para isso, propõe-se a U-Mamba, uma nova arquitetura de autoencoder hierárquico voltada ao processamento de nuvens de pontos 3D. O modelo incorpora blocos baseados em Modelos de Estado de Espaço (Mamba) para capturar o contexto espacial local de forma eficiente, uma abordagem avaliada com os dados da competição MICCAI Skull Implant Design Challenge. Os resultados experimentais demonstram que a U-Mamba alcança baixo erro de reconstrução, mensurado por Earth Mover’s Distance (EMD), e gera reconstruções com alta fidelidade e plausibilidade anatômica. Estudos de ablação extensivos validam empiricamente os pilares da arquitetura, evidenciando a contribuição significativa dos blocos Mamba e a importância das conexões de salto para a precisão dos resultados. Conclui-se que a abordagem proposta constitui uma solução viável e robusta, com potencial para otimizar o fluxo de trabalho clínico no planejamento de cranioplastias, além de contribuir para o desenvolvimento de uma nova classe de arquiteturas voltadas à completude de formas 3D.
Palavras-chave: Aprendizado Profundo; Reconstrução 3D; Nuvens de Pontos; Mamba; Cranioplastia; Implantes Customizados.
Defesa de Dissertação de Mestrado – Filipe Pereira de Farias
Título: On applications of stochastic differential equations
Data: 23/07/2025
Horário: 14:00
Local: Sala de Seminários 1, Bloco 725 – DETI/CT/UFC
Banca Examinadora:
Michela Mulas (UFC, Orientadora)
Charles Casimiro Cavalcante (UFC)
Leandro Chaves Rego (UFC)
Resumo:
O estudo de sistemas dinâmicos representa um grande campo da matemática que modela a evolução temporal de fenômenos na vida real. A teoria de equações diferenças lida em grande parte com a modelagem desses sistemas pelas leis que regem as taxas temporais nas quais os estados que descrevem os sistemas dinâmicos variam. Nesse âmbito, estudamos aquelas modelagens na qual um fator aleatório é considerado na lei que rege a taxa de variação temporal desses sistemas. A estas damos os nomes de equações diferenciais estocásticas. Nesse trabalho é apresentado superficialmente a teoria matemática que fundamenta esse tipo de equação diferencial, através da construção de uma analogia entre a teoria de equações diferenciais ordinárias e daquelas estocásticas. Por fim, e como maior objetivo, são apresentadas duas aplicações da teoria em problemas que estão no estado da arte: termodinâmica estocástica e cálculo numérico probabilístico. O primeiro trata de uma tentativa de extensão da teoria clássica de termodinâmica de sistemas em equilíbrio para sistemas fora do equilíbrio, no caso deste trabalho por exemplo, em reações químicas. No segundo problema, as equações diferenciais estocásticas são utilizadas para modelar probabilisticamente algoritmos numéricos de solução de equações diferenciais ordinárias, podendo até compreender incertezas que o modelador tenha a respeito do sistema a ser estudado. Estas teorias são revisadas e aplicadas em sistemas já conhecidos na literatura. No caso da termodinâmica estocástica, aplicamos a teoria ao estudo de reações enzimáticas regidas pelo mecanismo de Michaelis-Menten. Já para o cálculo numérico probabilístico, aplicamos a teoria para tentar identificar os parâmetros do modelo de um bioreator, este integrante de uma planta de tratamento de água residual piloto utilizada como modelo de referência para sistemas de tratamento de água.
Palavras-chave: equações diferenciais estocásticas; termodinâmica estocástica; computação numérica probabilística; cálculo de Itō; processos Gaussianos; sistemas dinâmicos.
Defesa de Tese de Doutorado – Igor Rocha de Sousa
Título: Contribuições à Síntese de Controladores Fracionários: Simulação Numérica, Identificação, Sintonia de Parâmetros, Análise de Estabilidade e Implementação Embarcada
Data: 20/06/2025
Horário: 13:00
Local: Sala de Seminários do GREAT/UFC, Bloco 942-A, Campus do Pici
Banca Examinadora:
Guilherme de Alencar Barreto (UFC, Orientador)
Kleber Zuza Nobrega (UFC, Coorientador)
Bismark Claure Torrico (UFC)
Claudio Marques de Sá Medeiros (IFCE)
Julio Elias Normey-Rico (UFSC)
Pedro Luis Dias Peres (UNICAMP)
Resumo:
Nesta tese, são desenvolvidas e implementadas propostas inovadoras para diferentes etapas que compõem o projeto eficiente de controladores de ordem fracionária, a saber: simulação numérica, identificação de sistemas, análise analítica de estabilidade, sintonia de parâmetros e implementação embarcada. Para a etapa de análise de estabilidade, desenvolve-se uma proposta completamente inédita com o auxílio da função Lambert-Tsallis para determinar os polos de sistemas de controle fracionário cuja equação característica assume a forma genérica de um trinômio dado por ansn + am sm + a0 = 0, n, m ∈ℚ* e an . am . a0 ≠ 0. Como consequência, desenvolve-se também uma equação analítica capaz de definir os limites dos parâmetros do controlador que asseguram a estabilidade de tais sistemas. A fim de ilustrar o uso das ferramentas desenvolvidas, são considerados tanto plantas hipotéticas extraídas da literatura quanto plantas reais. Essa capacidade analítica é estendida para a sintonia de parâmetros, de modo que o espaço de busca de um algoritmo de otimização assume o hipervolume correspondente à região de estabilidade do sistema de controle em questão. Para validar a abordagem em um contexto de aplicação real, é desenvolvido um controlador fracionário discreto embarcado em uma incubadora neonatal para controle de temperatura. O modelo da planta foi obtido através de um algoritmo proposto nesta tese para identificação recursiva de sistemas fracionários, baseado no algoritmo LMS. O modelo de ordem fracionária alcançou VAF de 97,84%. Durante a sintonia do controlador, as simulações computacionais são realizadas através de equações discretas desenvolvidas nesta tese, apresentando tempo de processamento da ordem de 250 vezes menor em relação às toolboxes disponíveis na literatura da área. Por fim, propõe-se uma implementação deste controlador no microcontrolador de 8 bits da incubadora, através de sua representação por uma rede neural MLP com o objetivo de mitigar a perda de otimalidade que ocorre nos métodos tradicionais de discretização destes controladores. A proposta obteve RMSE = 0,0715, frente aos 0,5032 da técnica de Merrikh-Bayat. No sistema embarcado, com apenas 4 neurônios na camada oculta, o controlador fracionário neural demandou apenas 6,511 ms para execução, ocupando 1556 bytes de memória de programa e 241 bytes de RAM. A resposta do sistema de controle apresentou um sobressinal de 0,77% e um tempo de acomodação de 11.787 s.
Palavras-chave: controlador PID fracionário; análise de estabilidade; função Lambert-Tsallis; identificação de sistemas; simulação numérica; regressão não linear; sistemas embarcados.
Defesa de Tese de Doutorado – Diego da Mota Colares
Título: The Influence of SrTiO Addition on the Dielectric Properties of BaTiSiO for High Frequency Microwave Components
Data: 16/06/2025
Horário: 14:00
Local: Google Meet (o link será divulgado posteriormente)
Banca Examinadora:
Antonio Sérgio Bezerra Sombra (UFC, Orientador)
José Cláudio do Nascimento (UFC)
Francisco Nivaldo Aguiar Freire (UFC)
Cláudio Lenz César (UFRJ)
Humberto Dionísio de Andrade (UFERSA)
Resumo:
Esta tese investigou as propriedades estruturais, morfológicas e dielétricas de Ba₂TiSi₂O₈ (BTS) com adições de SrTiO₃ (STO) em proporções de 0, 5, 10, 15 e 20% em peso, abrangendo as faixas de radiofrequência (RF, f < 300 MHz) e micro-ondas (MW, 300 MHz < f < 300 GHz). Os compósitos cerâmicos foram sintetizados por meio do método de reação em estado sólido, prensados uniaxialmente a 15,2 MPa em discos cilíndricos e sinterizados a 1200 °C por 4 horas. A análise morfológica, realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), revelou uma evolução microestrutural distinta com a incorporação de STO. Estudos de difração de raios X foram conduzidos para identificação de fases e refinamento estrutural. A análise por Espectroscopia de Impedância Complexa (CIS) correlacionou as propriedades dielétricas com as características microestruturais, sendo que o modelo de Maxwell-Wagner-Sillars foi o que melhor explicou o comportamento observado. Os compósitos cerâmicos apresentaram energias de ativação (Ea) variando entre 1,76 e 1,92 eV. Os coeficientes de capacitância térmica (TCC) para composições com 10–15% de STO ficaram dentro de ±1500 ppm·°C⁻¹. Diagramas de Nyquist foram usados para analisar o comportamento dielétrico, modelando os efeitos do grão e das fronteiras de grão por meio de circuitos equivalentes com elementos de fase constante (CPE). Para a análise na faixa de micro-ondas, o coeficiente de temperatura da frequência ressonante (τf), obtido pelo método Silva-Fernandes-Sombra (SFS), indicou estabilidade térmica ideal para adição de 3% de STO (τf = +9,23 ppm·°C⁻¹), tornando-o adequado para aplicações em antenas. As medições de Hakki-Coleman mostraram fatores de qualidade aprimorados (53,64 ≤ Q ≤ 110,50), tangentes de perdas (tan δ) reduzidas e valores de permissividade (εᵣ) adequados. Simulações numéricas demonstraram eficiência eletromagnética superior a 96% quando os compósitos funcionaram como antenas.
Palavras-chave: materiais dielétricos; micro-ondas; SrTiO; BaTiSiO; alta frequência.
Defesa de Tese de Doutorado – Débora Ferreira de Assis
Título: Sistema de Auxílio ao Diagnóstico do Glaucoma em Imagens do Fundo de Olho: Método Adaptativo Baseado em Transfer Learning e Estimação Usando Regressão
Data: 28/02/2025
Horário: 09:00
Local: Auditório do LESC
Banca Examinadora:
Paulo Cesar Cortez (UFC, Orientador)
Guilherme de Alencar Barreto (UFC)
Victor Hugo Costa Albuquerque (UFC)
Frederico Gadelha Guimarães (UFMG)
Plácido Rogério Pinheiro (Unifor)
João Alexandre Lôbo Marques (University of Saint Joseph)
Resumo:
O glaucoma é uma doença ocular crônica que afeta o nervo óptico, responsável por transmitir informações visuais dos olhos ao cérebro. Caracterizado pela degeneração progressiva desse nervo, esta é a principal causa de cegueira irreversível no mundo. A prevalência do glaucoma tem projeções crescentes nas próximas décadas, podendo atingir 111,8 milhões de pessoas no mundo em 2040, especialmente em populações com limitado acesso a exames oftalmológicos regulares. Ao possibilitar a análise rápida e precisa de grandes volumes de dados, a visão computacional amplia o alcance do diagnóstico precoce, contribuindo para um controle mais eficaz do glaucoma. Embora técnicas de visão computacional avancem no auxílio ao diagnóstico, elas costumam demandar alta capacidade computacional. Logo, a literatura carece de métodos de diagnóstico que possibilitem desempenho satisfatório nas taxas de acerto e custo computacional reduzido, que são essenciais para o rastreamento do glaucoma em áreas remotas e com infraestrutura de saúde restrita. Esse estudo tem o objetivo de contribuir para suprir essas lacunas, trazendo uma abordagem de detecção baseada em redes neurais convolucionais (CNNs) para o treinamento dos dados, e o uso de regressão nos dados de teste para estimação das características das imagens. O objetivo é utilizar redes de transfer learning adaptativa para otimizar a extração e redução dimensional das características relevantes durante o treinamento. Após a rede aprender as características importantes da imagem do fundo de olho, na etapa de teste utiliza-se o modelo de regressão que estima essas características a partir da imagem vetorizada reduzida por análise de componentes principais. Esse método conserva a precisão do diagnóstico com menor custo computacional. Para utilizar os algoritmos desenvolvidos, será implementado um sistema web eficiente que possibilita a triagem de casos de glaucoma por meio de análise de imagens do fundo de olho, além de ter suporte para dispositivos portáteis, permitindo o uso em locais com infraestrutura limitada. Os resultados demonstram uma redução no processamento computacional, principalmente no tempo para extração das características, sem perda substancial nas métricas. Dessa forma, este método tende a contribuir na área acadêmica com avanços na literatura em pesquisas futuras sobre a aplicação de métodos de visão computacional, além de beneficiar a população de regiões remotas com baixo acesso a exames oftalmológicos, profissionais da saúde e sistemas de saúde pública que buscam aprimorar o rastreamento do glaucoma.
Palavras-chave: Glaucoma; Transfer Learning; Sistema Web; Regressão; Classificação; Segmentação
