Projetos de Pesquisa

 

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Alexandre Solon Nery

Ciências Exatas e da Terra

Ciência da Computação
  • desenvolvimento de aceleradores personalizados em hardware fpga para sistemas de computação distribuída
  • Sistemas de computação em nuvem são amplamente empregados em diversas instituições e organizações ao redor do mundo devido aos benefícios de redução de custos de manutenção, migração de recursos, tolerância a falhas e escalabilidade. Desta forma, os vários recursos físicos de processamento e armazenamento normalmente presentes em ambientes de computação distribuída podem ser melhor aproveitados através de tecnologias de virtualização, que criam entidades lógicas de tais recursos em nível de software. No entanto, tais sistemas ainda carecem de soluções especializadas para processamento rápido e eficiente de aplicações complexas entre dispositivos heterogêneos, a custos reduzidos de consumo de energia. No âmbito de sistemas de computação em nuvem, por exemplo, estes normalmente empregam dispositivos co-processadores (ex: Unidades de Processamento Gráfico - GPUs) para dar vazão à crescente demanda de tarefas a serem processadas, contribuindo para o aumento do consumo de energia dos centros de processamento de dados e consequentemente o aumento de seus custos de gerenciamento, manutenção e ambiental. Aliado a isso, a quantidade cada vez maior de dispositivos IoT (Internet Of Things) presentes em projetos de automação de cidades, Indústria 4.0 e residências requerem alta capacidade de processamento e armazenamento distribuídos na nuvem, na borda da rede e/ou em sítio, capazes de extrair alguma informação útil da massa de dados produzida por tais dispositivos. Portanto, este projeto de pesquisa científica, tecnológica e inovação tem o objetivo de desenvolver sistemas de computação distribuída baseados em co-processadores personalizados em lógica reconfigurável FPGA (Field-Programmable Gate Arrays) para aplicações distribuídas em arquitetura Nuvem, Borda e/ou Sítio. O uso das FPGAs para implementação de sistemas reconfiguráveis e eficientes é cada vez maior. Importantes serviços de computação em nuvem (Amazon, Baidu e Azure) já aderiram a esta arquitetura, que tem se mostrado promissora no desenvolvimento de sistemas complexos com alta demanda de desempenho e reduzido consumo de energia.
  • Universidade de Brasília - DF - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre Street de Aguiar

Engenharias

Engenharia Elétrica
  • modelos de otimização robusta e estocástica para o planejamento e operação de sistemas elétricos de potência sob forte inserção renovável
  • Sistemas elétricos de potência são normalmente operados sob critérios de segurança n-1 ou n-2 de modo a considerar a incerteza na disponibilidade de geradores e linhas de transmissão. Esses critérios são de difícil implementação prática, pois exigem que os modelos de despacho obtenham um ponto de operação viável para todos os possíveis estados pós-contingência. Além disso, outras incertezas afetam a programação de curto prazo da operação. A geração hídrica já é contemplada nos modelos operativos; entretanto, a crescente inserção da energia eólica ainda não foi abordada. Se, por um lado, a variabilidade no curto prazo (horária) das vazões dos rios é baixa em função da inércia desse fenômeno; por outro, a geração eólica apresenta um perfil altamente intermitente nessa mesma escala temporal, podendo levar o operador a enfrentar grandes rampas de demanda líquida em certas barras do sistema em um curto intervalo de tempo. A integração dos recursos energéticos (renováveis e convencionais) de maneira otimizada requer uma coordenação integrada com os mercados. Em outras palavras, na visão deste pesquisador, o futuro dos sistemas elétricos não se dará através de desenhos baseados puramente em mercados e, tampouco, através de desenhos puramente coordenados de maneira centralizada. As melhores práticas discutidas em comitês internacionais, task forces, subcomitês do IEEE, entre outros espaços, vêm mostrando a necessidade de uma integração harmoniosa da gestão coordenada dos recursos energéticos e dos mercados que operam sistemas sob os sinais de planejamento otimizados. O interessante ocorre justamente quando fechamos esse loop, e a operação do mercado retroalimenta os modelos de gestão e coordenação integrados para que, por sua vez, possam reotimizar os recursos com sinais mais realistas. Nesse contexto, é de extrema relevância a consideração de modelos de planejamento e operação que considerem as incertezas inerentes a essa nova realidade do setor de maneira bastante realista. O desenvolvimento tanto de modelos de otimização como estatísticos para a simulação das incertezas é o insumo básico para o desenvolvimento de uma boa integração entre mercados e a gestão centralizada. Essas técnicas foram amplamente pesquisadas e publicadas pelo autor desta proposta na literatura recente (2011 a 2018) [1]-[19]. Ressalta-se, porém, a importância de um próximo passo relativo à aproximação dessas técnicas à realidade. Como descrito em [4], ao criarmos um distanciamento entre planejamento e realidade corremos o risco de gerar um grande custo adicional à sociedade e um potencial forte de desotimização dos sinais econômicos de mercado. Neste projeto, vamos estender as metodologias publicadas em [3], que visam definir a programação ótima da energia e das reservas de maneira conjunta (cootimizadas) em modelos de otimização robusta e estocástica, para incorporar as incertezas da geração renovável de curto prazo. O objetivo é criar uma representação bastante aderente aos dados observados. O desenvolvimento de técnicas como distributionally robust optimization, uma generalização da otimização robusta e estocástica, e modelos dirigidos por dados, data-driven robust models, serão as principais inovações no âmbito da otimização e modelagem de problemas de planejamento e operação de sistemas elétricos. Além disso, também estão compreendidas inovações na caracterização estatística e geração de cenários de séries temporais para a geração de energia renovável (foco em eólica e solar). Tendo em vista os benefícios que o desenvolvimento desses modelos proporcionam às diversas instâncias de planejamento dos sistemas elétricos (conforme amplamente estudado em [3] e [5]-[9]), este projeto será dividido em 3 grandes etapas ou metas: 1) publicar os avanços produzidos nos modelos de planejamento da operação a partir das inovações contempladas neste projeto; 2) publicar os avanços nos modelos de planejamento da transmissão e disseminá-los em escala nacional e internacional entre operadores e planejadores; por fim, 3) publicar os avanços nas metodologias de otimização e estatística, instrumentais para as etapas anteriores. Dessa forma, espera-se contribuir tanto para a melhoria do estado da arte das técnicas de otimização e estatística como das suas respectivas aplicações ao setor elétrico. Um objetivo secundário informal que será perseguido será a disponibilização dos modelos desenvolvidos para o operador nacional do sistema (ONS). O projeto proposto será coordenado pelo professor Alexandre Street e desenvolvido dentro do grupo de energia do LAMPS (Laboratory of Applied Mathematics and Statistics – www.puc-rio.br/lamps). O LAMPS é um laboratório de pesquisa interdepartamental, associado aos Departamentos de Engenharia Elétrica e Industrial da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), cujo objetivo é realizar pesquisa de ponta nas áreas de programação matemática (otimização) e estatística a fim de resolver problemas relevantes para a indústria e sociedade, em especial para os setores energético e financeiro.
  • Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro - RJ - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre Trofino Neto

Engenharias

Engenharia Elétrica
  • aerogeradores baseados em aerofólios cabeados
  • O objetivo geral deste projeto de pesquisa é finalizar a construção de um protótipo de aerogerador de 12 kW baseado em aerofólio cabeado flexível de aproximadamente 18 m2, que possa operar de forma contínua e automatizada, o que seria até o momento inédito no mundo. A finalização deste protótipo irá permitir, ainda no escopo deste projeto, a realização de estudos mais realistas sobre a eficiência, manutenção, robustez na operação e viabilidade econômica desta nova tecnologia, comumente conhecida na literatura pela sigla AWE (do inglês, "airborne wind energy"). A motivação para o desenvolvimento deste novo tipo de aerogerador é o significativo potencial de redução dos custos de exploração da energia eólica em relação à tecnologia vigente (turbinas de eixo horizontal montadas sobre grandes torres), entre outros fatores, devido ao potencial de operação em até 600 m de altitude. Além disso, espera-se que a tecnologia AWE seja viável em um número maior de localidades se comparada com a tecnologia eólica atual, uma vez que número maior de áreas apresentam ventos fortes e frequentes o suficiente acima de 200 m de altitude (limite de operação dos aerogeradores atuais). Dado que as soluções atuais para a prospecção de ventos em altitudes elevadas, tais como LIDAR e SODAR (de "light-" e "sound-detection-and-ranging", respectivamente), são caras e/ou geralmente envolvem equipamentos pesados e que consomem muita energia, uma nova estação de medição de vento, de baixo custo e baseada em drone e tomografia acustica, será também finalizada e testada durante este projeto.
  • Universidade Federal de Santa Catarina - SC - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre Urban Borbely

Ciências Biológicas

Morfologia
  • o papel do versicam na regulação da transição epitélio-mesenquimal de células trofoblásticas invasivas
  • O versicam é conhecido por ocorrer em pelo menos cinco variantes de splicing: as isoformas V0, V1, V2, V3 e V4, sendo conhecido por ativar vias de sinalização intracelulares envolvidas na inflamação, proliferação, migração, invasão, adesão, organização de citoesqueleto e transição epitélio-mesenquimal (TEM). A TEM se caracteriza pela diferenciação morfológica e funcional de uma célula epitelial para um genótipo e fenótipo mesenquimal e ocorre em diversas situações fisiológicas e patológicas, sendo muito estudada por seu papel fundamental nas metástases neoplásicas. A TEM também ocorre durante a implantação embrionária e placentação, sendo essencial para que as células trofoblásticas possam invadir os tecidos maternos e estabelecer a interface materno-fetal no primeiro trimestre. No entanto, a TEM das células trofoblásticas é parcial e possui sua atividade controlada temporal e espacialmente ao longo da gestação, de forma fisiológica, para correta placentação e desenvolvimento embrionário. No entanto, desregulações nesse controle da TEM dessas células está ligado a uma ausência/deficiência de decidualização uterina e consequente invasão exacerbada das células trofoblásticas, gerando uma doença de relevante significado clínico, mas muito negligenciada no Brasil, a placenta acreta ou placenta anormalmente invasiva (PAI). Embora de alta severidade e com incidência crescente, a PAI não possui biomarcadores específicos e opções de tratamento pouco invasivas, necessitando de um corpo clínico altamente qualificado e equipamentos modernos de imagem para o correto diagnóstico. Uma vez diagnosticado, o tratamento padrão é a remoção total do útero, através de histerectomia. Nesse contexto, a necessidade de pesquisas envolvendo a fisiopatologia da AIP e a procura de alvos terapêuticos, modelos experimentais e novos métodos de diagnóstico são essenciais para a melhoria da morbimortalidade dessa doença. Por conseguinte, objetivamos avaliar se o versicam regula a TEM e a invasão das células trofoblásticas in vitro e se seu silenciamento gênico é capaz de reverter esses processos, com a finalidade de transformar o versicam no primeiro alvo terapêutico para a AIP.
  • Universidade Federal de Alagoas - AL - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Alexandre Wagner Silva de Souza

Ciências da Saúde

Medicina
  • polimorfismos em genes relacionados ao metabolismo da homocisteína na arterite de takayasu
  • Introdução. A arterite de Takayasu (AT) é uma vasculite sistêmica que afeta artérias de grande calibre, especialmente a aorta e seus ramos principais. Eventos isquêmicos, especialmente envolvendo o sistema nervoso central, são complicações relativamente frequentes da AT e trazem impacto ao prognóstico. Pacientes com AT apresentam concentrações plasmáticas de homocisteína mais elevadas em relação a controles saudáveis e, entre pacientes com AT, elevação da concentração plasmática de homocisteína é fator de risco independente para eventos arteriais isquêmicos. Objetivos. Comparar a frequência de polimorfismos em genes da via de metabolismo da homocisteína entre pacientes com AT e controles; avaliar suas associações com concentração plasmática da homocisteína; analisar se a maior concentração plasmática de homocisteína em pacientes com AT se deve a deficiência de vitaminas que participam de seu metabolismo como ácido fólico e vitamina B12 e avaliar associações com extensão de acometimento arterial e eventos isquêmicos na AT. Métodos. Será realizado estudo transversal com grupo controle, onde serão incluídos pacientes com AT e controles saudáveis. Tempo desde o diagnóstico de AT, terapia com glicocorticoides e imunossupressores, extensão de doença serão avaliados em pacientes com AT, enquanto o histórico de eventos trombóticos venosos e eventos arteriais isquêmicos serão avaliados em ambos os grupos. Serão medidos os níveis plasmáticos de homocisteína, vitamina B12 e de ácido fólico em ambos os grupos e será pesquisada a presença dos seguintes polimorfismos nos genes das enzimas metilenotetra-hidrofolato redutase (C667T e A1298C), metionina sintase redutase (A66G) e da metionina sintetase (A2756G) por reação da cadeia da polimerase com polimorfismo no comprimento de fragmentos de restrição (PCR-RFLP).
  • Universidade Federal de São Paulo - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022