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Matemática é a solução para resolver problemas na indústria

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86ª edição do Grupos de Estudos Europeus de Matemática decorre no ISEP

50 matemáticos resolvem problemas de empresas.

Um grupo de trabalho de 50 investigadores, docentes e estudantes de doutoramento com conhecimentos sólidos na área da matemática, doInstituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), propõe-se a solucionar problemas na indústria, sejam estes na área financeira, manutenção ou operacionais, seleccionando cinco empresas portuguesas – TAP, Sonae Indústria, INESC, Euroresinas e Neoturf –, recorrendo a esta ciência. A iniciativa teve início hoje, onde foram apresentadas as questões a resolver e as possíveis soluções serão apresentadas na próxima sexta-feira.

Esta é já a 86ª edição dos Grupos de Estudos Europeus de Matemática com a Indústria (ESGIs), organizada pelo Laboratório de Engenharia Matemática (LEMA) do ISEP), em colaboração com outros centros de investigação do país.

Segundo Manuel Cruz, docente do ISEP especializado em Matemática Aplicada, disse ao jornal «Ciência Hoje», os cinco problemas são remetidos a cinco grupos que tentarão encontrar um caminho para a solução, até ao final da semana. “Oferecemos uma investigação exploratória, uma via para a resolução e se possível solucionamos o problema”; no entanto, “não podemos esquecer que estas empresas – como é o caso da TAP – têm toda uma equipa de engenheiros e outros especialistas dedicada a estas situações e apenas nos remetem aquilo que não conseguem descobrir”. Portanto, “tratam-se de problemas bastante complexos”, sublinhou.

A TAP pediu uma alternativa para o seu problema de eficiência, no que toca a reparação de motores de aviões, em que tem de desmontar centenas de peças. A intenção “é optimizar tarefas”, desvelando através de algoritmo, “que motores e peças a reparar e por que ordem”. O problema é transformado em variáveis que levam a um algoritmo que, por sua vez, virá optimizar o tempo de reparação.

Ciência transversal

Manuel Cruz salientou que “o objectivo desta iniciativa pretende dar a conhecer o valor da matemática e mostrar que tem muita utilidade na resolução de problemas ligados à indústria”. E acrescentou: “É uma ciência transversal e pode solucionar questões em diferentes áreas: biologia, aeronáutica, entre outras”. No ano anterior, a equipa resolveu um problema num jardim zoológico sobre a nidificação de pinguins em cativeiro, por exemplo.

Estes grupos de trabalho, que tiveram origem no Reino Unido na década de 60 do século passado e que se têm realizado anualmente no nosso país desde 2007, são uma oportunidade única para as empresas poderem contar com a academia para a modelação e resolução de situações prementes para as suas organizações.

Fonte: Ciência Hoje (2012-05-07)


Colónias de formigas ajudam a resolver problemas

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Investigadores do ISEC criam solução informática
que ajusta métodos de optimização

Francisco Baptista Pereira e Jorge Tavares, do Centro de Informática e Sistemas da Universidade de Coimbra, inspiraram-se em formigas para desenvolver uma solução informática capaz de recriar e adaptar métodos de otimização capazes de dar resposta a problemas que surgem em situações reais.

“As formigas conseguem, de uma forma extremamente eficiente, encontrar trajectos que liguem dois pontos. Se pegarmos nessa ideia e a transpusermos para a área de optimização, conseguimos criar técnicas que resolvem problemas que implicam também encontrar trajectos mais curtos”, afirma Francisco Baptista Pereira ao Ciência Hoje.

Estes métodos de otimização, baseados em colónias de formigas, foram criados por um investigador italiano, Marco Dorigo, na década de 1990.

O que os investigadores agora propõem “é uma ferramenta computacional que diante um problema específico pega nas propostas existentes de algoritmos baseados em formigas e, de uma forma completamente automática, os ajusta ao problema concreto”. Assim, “liberta-se a pessoa que quer resolver um problema da necessidade de recorrer a um especialista para obter métodos de optimização que sejam eficazes”, explica Francisco Baptista Pereira.

Segundo o também docente do Instituto Superior de Engenharia de Coimbra, há muitas aplicações práticas para as técnicas de otimização. “Isto aplica-se ao controlo de tráfego na Internet mas também para gerar um conjunto de rotas para uma empresa de distribuição”, exemplifica.

Apesar de ainda estar em fase de testes para melhorar a autonomia e robustez, a solução proposta pelos investigadores do ISEC recebeu este mês uma distinção para o melhor artigo científico apresentado na conferência EuroGP-2012, encontro mundial de topo na área da Programação Genética.

Os próximos passos incluem “continuar o desenvolvimento do protótipo e tentar aplicá-lo a diferentes problemas”, avança Francisco Pereira.

De acordo com o responsável, a maior parte dos problemas de optimização reais vão-se modificando ao longo do tempo e nestas situações em concreto é importante existir uma técnica que se vá ajustando às modificações do problema.

“A ferramenta que desenvolvemos, pelo facto de ser completamente automática a forma pela qual se vai ajustando ao problema, é especialmente indicada para situações dinâmicas”, realça.

Fonte: Ciência Hoje (2012-04-30)

A física e matemática dos filmes de animação

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Revista «Science» publica artigo sobre recriações de aparência realista

Nesta época festiva, alguns dos momentos preferidos, em família, são passados em frente ao ecrã e a programação tende para apelar à magia de Natal, com princesas, dragões e outras criaturas fantásticas. As produções da Pixar e da DreamWorks são um laboratório para estudos avançados de física e matemática.

As personagens têm uma aparência realista, com a popularização das produções em três dimensões (3D) que depende de um emaranhado de funções e equações. Segundo um artigo publicado na última edição da revista «Science», a física e a matemática estão relacionadas ao salto de qualidade das animações.

Um dos exemplos mais perceptíveis são as roupas dos personagens, que, nos últimos tempos, ganharam movimentos complexos. Por exemplo, o vestuário usado pelas personagens do Shrek tem um movimento, semelhante ao dos tecidos verdadeiros. Graças ao trabalho de um grupo de físicos computacionais, a indumentária usada pelas personagens de animação ficam molhados, engelhados, desfiam e muito mais.

Roupas das personagens do Shrek ficam molhadas e engelhadas

Para chegar a esse resultado, um dos métodos considerados mais realísticos pelos especialistas faz uma simulação completa de cada nó, de cada torção no fio de tecido, posteriormente traduzido em movimento.

 

Áreas complexas

A técnica, no entanto, tem um problema: ainda não consegue ser suficientemente fiel à realidade quando se trata de tecidos mais grossos e o problema é corrigido com uma equação que permite a formação de microburacos em pontos estratégicos.

Apesar dos avanços, a criação de ambientes relacionados com a água e outros líquidos ainda é um desafio. Especialmente quando elementos com características físicas e tamanhos muito diferentes estão na mesma cena: como um navio (rígido) a deslizar sobre um mar agitado.

Encontrar a solução tem movido físicos especialistas em computação gráfica e, principalmente, os próprios estúdios que fazem as animações, mas a precisão matemática não é suficiente nas animações.

Fonte: Ciência Hoje (27-12-2010)