O que acontece quando mais de 70% dos residentes urbanos em Portugal vive em edifícios de habitação coletiva, construídos muito antes da mobilidade elétrica ser opção, ao mesmo tempo que são implementados incentivos à compra de veículos elétricos (VEs) e o país tem uma quota de mercado de VEs acima da média europeia? Esta questão, fundamental para uma transição energética — “acessível e não apenas viável no papel” — no que à mobilidade diz respeito, surgiu, enquanto tema da dissertação de doutoramento de Salvador Carvalhosa, através da “observação prática”.
O parque habitacional “predominantemente antigo”, planeado sem que a “infraestrutura elétrica” fosse dimensionada para suportar carregamento massivo, aliada à ausência de soluções práticas para as necessidades atuais, constitui um entrave à adoção, por parte da população, de VEs, contribuindo para o abrandamento do ritmo a que a transição pode acontecer. De acordo com o investigador do INESC TEC, tal processo será “travado pela infraestrutura e não pela falta de veículos ou de vontade dos consumidores”.
Na investigação realizada no âmbito do programa doutoral em Sistemas Sustentáveis de Energia na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Salvador Carvalhosa que este é, ainda assim, um “obstáculo superável” e “sem investimentos avultados”. “A capacidade ociosa já existe, falta geri-la de forma inteligente”, aponta o investigador. O trabalho desenvolvido apresenta “três contribuições originais interligadas” que constituem, por um lado, “resultados concretos”, e, por outro “ferramentas de planeamento diretamente aplicáveis”.
Primeiramente, o otimizador centralizado de carregamento que “aproveita diretamente o alimentador principal do edifício com gestão dinâmica da potência disponível”. Se seguida, um “enquadramento de fatores de simultaneidade com inferência por lógica difusa, especificamente calibrado para frotas de VE em condomínios com carregamento otimizado”. Finalmente, “uma camada de agendamento com consciência de degradação que protege as baterias dos utilizadores sem comprometer as suas necessidades de mobilidade”.
Entre os vários impactos que o trabalho desenvolvido pode vir a ter, o investigador espera que o “enquadramento de fatores de simultaneidade possa auxiliar projetistas e operadores de rede, substituindo a prática atual de sobredimensionamento”.
Com a literatura existente a focar-se nas habitações unifamiliares ou estações públicas de carregamento, uma das dificuldades que Salvador Carvalhosa enfrentou foi “encontrar bases de comparação direta para o problema específico dos condomínios — trabalhar com um, no Porto, foi, por isso, “essencial para validar os modelos”. Outro ponto que configurou um desafio prende-se com a “integração, de forma coerente, das três contribuições”: otimização, fatores de simultaneidade e degradação de baterias.
A alteração no enquadramento regulatório português durante o programa doutoral levou também o investigador a ter de rever e atualizar partes da tese.
Quando o reflexo esconde o defeito: a IA ao serviço do controlo de qualidade
Com a crescente automação nos processos industriais, estender esta tendência aos sistemas de inspeção automática de qualidade em ambiente industrial, em particular nas peças metálicas altamente refletoras — comuns a vários setores — foi o pressuposto para a dissertação de Rui Pedro Nascimento, no âmbito do programa doutoral em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.
Devido às superfícies refletoras, pequenas alterações na iluminação ou no ponto de vista, a deteção automática é um mecanismo difícil de implementar e falível, com os defeitos a poderem passar despercebidos devido a reflexos, brilhos excessivos ou variações de contraste. A inspeção visual manual, por outro lado, tende a ser um processo cansativo, subjetivo e com consistência duvidosa a longo prazo.
Assim surgiu a oportunidade de “desenvolver metodologias baseadas em visão por computador e inteligência artificial que possam apoiar processos industriais de inspeção”, contribuindo para os tornar mais “robustos”, “repetíveis” e “adaptáveis a condições reais de produção”.
A “complexidade visual das peças refletoras” constituiu, no entanto, um entrave difícil de ultrapassar, uma vez que, “ao contrário de objetos com superfícies opacas ou mais uniformes, as peças metálicas refletoras apresentam brilho, reflexos e variações de textura que podem ser confundidos com defeitos ou, pelo contrário, esconder defeitos reais”, explica o investigador do INESC TEC. O treino de modelos de inteligência artificial com elevada capacidade de generalização também enfrentou obstáculos, devido à escassez de dados industriais anotados. “Em contexto real os defeitos podem ser raros, e a anotação manual de imagens é um processo demorado e exigente”, explica Rui Pedro Nascimento.
Com uma relação estreia com a indústria, a investigação pautou-se, em diferentes momentos, pela adaptação a cenários autênticos, já que, como diz o seu autor, “um sistema que funciona bem em laboratório nem sempre está preparado para lidar com variações reais de iluminação, posicionamento de peça, diferentes tipos de defeitos ou restrições de integração com software e equipamentos industriais existentes”.
A necessidade de “soluções adaptadas ao problema concreto” é, por isso, imperativa, com a investigação a contribuir com propostas que aproximam os “métodos de inteligência artificial às necessidades reais da indústria”. Para tal, foi considerado não apenas o modelo de deteção, mas também a forma como as imagens são adquiridas, como os dados são gerados e anotados, e como os resultados podem ser interpretados. Conjugadas estas dimensões, espera-se que a solução possa contribuir para “sistemas de inspeção mais fiáveis, eficientes e compreensíveis, capazes de apoiar operadores e empresas em processos de controlo de qualidade mais exigentes”.
Através da combinação de diferentes metodologias, que podem ser usadas de forma independente ou integrada, de acordo com o problema de inspeção, esta solução poderá ser especialmente útil em contextos industriais — os mesmos em que foi desenvolvida, permitindo a avaliação da metodologia face a problemas concretos e representativos — caracterizados pelos “poucos dados disponíveis, defeitos difíceis de visualizar ou superfícies com comportamento ótico complexo”.
Notícias, atualidade, curiosidades e muito mais sobre o INESC TEC e a sua comunidade!
