Projetos de Pesquisa

 

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Alvaro Jose de Almeida Bicudo

Ciências Agrárias

Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca
  • exigências nutricionais e fontes de nutrientes para fabricação de dietas padrão para o zebrafish (danio rerio)
  • O uso do zebrafish (Danio rerio) como modelo biológico vertebrado alternativo tem aumentado nos últimos anos em diferentes campos da Ciência. Entretanto, a falta de dietas standard, como as existentes para roedores, pode acarretar um viés nos resultados obtidos. Portanto, conhecer as exigências nutricionais e níveis seguros de inclusão de ingredientes nas dietas, sem interferir significativamente no seu desempenho e metabolismo basal, permitirá o desenvolvimento de dietas standard, contribuindo na sua consolidação como modelo biológico experimental. Atualmente, é comum o uso de dietas comerciais para peixes ornamentais de diferentes composições químicas (e.g. nível de proteína), cuja formulação é desconhecida, podendo conter ingredientes com fatores antinutricionais. Portanto, nós hipotetizamos que o uso de dietas nutricionalmente balanceadas, desenvolvidas especificamente para a espécie, minimizará a influência de efeitos de origem nutricional nos ensaios realizados em diferentes áreas de pesquisa. Por exemplo, má formação óssea, escolioses e fusão de vertebras foram observadas em zebrafish recebendo dietas hipofosfóricas (COSTA et al., 2018; DOI: 10.3390/ijms19020364). A suplementação de fosfolipídeos dietéticos melhorou a reprodução e o desenvolvimento embrionário da espécie (MARTINS et al., 2020; DOI: 10.1089/zeb.2019.1794), que também são influenciados pelas fontes lipídicas das dietas (ARAÚJO et al., 2017; DOI: 10.1111/anu.12432). Na Fase 1 as exigências nutricionais em macronutrientes e micronutrientes essenciais de diferentes estágios de desenvolvimento do zebrafish serão determinadas utilizando o delineamento dose-resposta, com um mínimo de cinco concentrações de cada nutriente avaliado. Na fase 2 serão avaliados diferentes ingredientes como fontes de proteína, lipídios e carboidratos, bem como seus níveis de inclusão na formulação de dietas práticas e semipurificadas.
  • Universidade Federal do Paraná - PR - Brasil
  • 16/03/2022-31/03/2025
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Álvaro Luiz Fazenda

Ciências Exatas e da Terra

Ciência da Computação
  • computação em nuvem para a big-data em cidades inteligentes
  • O conceito de Cidades Inteligentes (Smart Cities) consiste no emprego de modernas técnicas de diversas áreas, em especial da Tecnologia da Informação e Comunicação, Engenharia Ambiental e Sanitária, Arquitetura, Urbanismo, Saúde, entre outros, para solucionar os principais desafios relacionados à melhoria da qualidade de vida e nas condições sócio-econômicas da vida cotidiana nas cidades. Para lidar com estes desafios, é necessário tratar de diferentes maneiras uma quantidade significativa de dados que podem ser obtidos das mais diversas formas, através de sensores que os coletam a partir de dispositivos baseados em Internet das coisas (IoT - Internet of Things). A velocidade, volume e variedade de dados passível de ser comumente coletado em ambientes urbanos é considerado grande demais para ser analisado por sistemas tradicionais, necessitando de técnicas de processamento e armazenamento de Big Data e, consequentemente, ser tratado por métodos especificamente desenvolvidos para este finalidade. Métodos para se lidar com big-data demandam, normalmente, arquiteturas computacionais com grande poder computacional, com diversas máquinas acopladas, grande quantidade de memória e de armazenamento, tal como a computação em nuvem (Cloud Computing). Neste projeto, planeja-se portar a plataforma InterSCity (Software livre desenvolvido e mantido pelo IME/USP como um framework para suporte a projetos em cidades inteligentes) para utilização da plataforma AWS (Amazon Web Services), desenvolvendo novas funcionalidades que permitam melhorar a usabilidade do sistema, disponibilidade e desempenho computacional em tarefas que envolvam a descoberta, interpretação e comunicação de padrões significativos nos dados (data analytics), incluindo métodos de aprendizagem de máquina. Além da plataforma InterSCity, também planeja-se executar o InterSCSimulator (simulador de cidades inteligentes também de código aberto e desenvolvido e mantido pelo IME/USP) no AWS para a geração de dados de testes dos novos serviços que serão desenvolvidos na plataforma InterSCity. O InterSCSimulator é capaz de simular um dia inteiro de uma grande cidade como São Paulo, porém isso demanda um alto poder computacional, o que torna o AWS um ambiente ideal para a execução de simulações de larga escala.
  • Universidade Federal de São Paulo - SP - Brasil
  • 14/09/2020-30/09/2022
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Alvaro Luiz Gayoso de Azeredo Coutinho

Engenharias

Engenharia Civil
  • aprendizado de máquina científico em computadores de alto desempenho para a mecânica computacional
  • O projeto visa a desenvolver e ampliar a aplicação de aprendizado de máquina científico para a mecânica computacional, voltadas para problemas complexos de multifísica na indústria e na natureza, em andamento na COPPE/UFRJ e dos parceiros (LNCC, UFJF, UFF). O Aprendizado de Máquina Científico é uma área de pesquisa emergente focada nas oportunidades e desafios de inteligência artificial e aprendizado de máquina no contexto de aplicações complexas em diferentes campos da ciência, engenharias e da medicina. Os problemas mais importantes nessas áreas possuem atributos que os fazem muito diferentes das aplicações em ciência da computação, onde o aprendizado de máquina guiado puramente pelos dados vem tendo um enorme sucesso. Esta proposta de pesquisa procura avançar nesses desafios, através do desenvolvimento de novos conceitos, métodos e algoritmos, baseados nos avanços de aprendizado de máquina e da mecânica computacional, onde modelos fortemente embasados na física governante do problema são construídos de forma a restringir o espaço de soluções. Pretende-se avançar em diversas frentes, mesclando novas teorias e algoritmos, tais como, redução de modelos, quantificação de incertezas, inferência Bayesiana, redes neurais informadas pela física, ciência de dados e computação de alto desempenho. Em particular, pretende-se avançar em três das áreas em que o grupo proponente vem trabalhando há muitos anos. O objetivo é utilizar essas técnicas para viabilizar iniciativas em Imageamento sísmico sob incertezas, simulação de correntes turbidez (diretamente associada à formação de reservatórios de petróleo) e modelos para propagação de pandemia. Embora constituam áreas de aplicação muito diversas, as ferramentas a serem empregues juntamente com a experiência acumulada pelos proponentes gerarão condições objetivas para os avanços pretendidos. Importante ressaltar que nessas aplicações os modelos computacionais são vitais, na medida em que dados são escassos.
  • Universidade Federal do Rio de Janeiro - RJ - Brasil
  • 16/03/2022-31/03/2025
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Alvaro Pacheco e Silva Filho

Ciências da Saúde

Medicina
  • biogênese mitocondrial, metabolismo celular e inflamação em rins submetidos à lesão de isquemia e reperfusão: um foco no estudo de drogas citoprotetoras
  • O transplante renal é um dos transplantes mais realizados mundialmente, e o Brasil é o segundo centro em número de procedimentos. À parte da disponibilidade limitada de órgãos, um dos principais desafios na atualidade está em garantir a adequada função dos enxertos. A lesão de isquemia e reperfusão (LIR) desencadeia uma resposta imune e metabólica que suscita em lesão tecidual, hoje, relacionados a dinâmica na estrutura mitocondrial em células tubulares e leucocitárias. Algumas drogas têm sido associadas a proteção do órgão isquemiado como os anti-inflamatórios e os ácidos graxos de cadeia curta. Nosso laboratório demonstrou que a indometacina e acetato eram capazes de limitar a LIR, porém sua relação com a morfologia da organela ainda é desconhecida. Este trabalho pretende investigar a possível repercussão e modulação na biogênese mitocondrial de drogas citoprotetoras. Animais CX3CR1-GFP, CCR2-RFP, KAP2-Cre+PHAMflox/flox, Lyz-Cre+PHAMflox/flox, KAP2-Cre+Mitofusinaflox/flox, Lyz-Cre+Mitoflox/flox e seus controles serão usados em modelos in vivo e in vitro. Após a LIR, avaliaremos a estrutura mitocondrial por microscopia eletrônica e confocal, mensurando sua massa e seu estado oxidativo. O padrão fusionado ou fissionado das organelas será aferido no mesmo tempo de coleta com qPCR e Western Blot de moléculas envolvidas em cada processo e por microscopia eletrônica. Adicionalmente, o perfil das células que infiltram o órgão isquemiado e o status inflamatório sistêmico e local serão quantificados. Finalmente, estudaremos o metabolismo das células tubulares e de macrófagos submetidos a lesão de hipóxica in vitro na presença ou ausência das drogas. Acreditamos que os tratamentos instituídos favorecerão melhor metabolismo e maior fusão mitocondrial tanto no tecido renal como em células imunes, auxiliando, assim, no entendimento de mecanismos protetivos dos tratamentos existentes, além da delimitação de alvos terapêuticos em IRI e transplante renal.
  • Universidade Federal de São Paulo - SP - Brasil
  • 04/02/2022-28/02/2025