http://hdl.handle.net/123456789/269 Sun, 05 Apr 2026 21:30:23 GMT 2026-04-05T21:30:23Z http://hdl.handle.net/123456789/4179 CLASSIFICAÇÃO DE ACIDENTES DE TRÂNSITO TERRESTRE ENVOLVENDO MOTOCICLETAS ATRAVÉS DE UMA REDE NEURAL LOCAL BINÁRIA CONVOLUCIONAL SILVA, Pedro Antonio Fernandes da RESUMO: Observando as estatísticas de mortalidade no trânsito, a quantidade de acidentes envolvendo motocicletas e o destaque dado pela Organização Mundial da Saúde a esse tema, percebe-se que se trata de uma questão de saúde pública. Ao analisar a literatura sobre aplicações de aprendizado de máquina nesse contexto, identifica-se uma lacuna na qual este trabalho se insere. O objetivo deste estudo é classificar imagens de acidentes envolvendo motocicletas por meio de algoritmos de aprendizado de máquina supervisionados em ambientes de computação em borda. Como a utilização de conexão pela internet nesses casos aumenta os custos de implantação e manutenção do sistema, é preferível executar os algoritmos localmente e, portanto, buscar a otimização dos recursos computacionais. Nesse sentido, este trabalho se propôs a utilizar uma rede neural binária local (LBCNN), uma vez que essa arquitetura, além de reduzir a quantidade de parâmetros empregados em uma convolução, também apresenta propostas de otimização em hardware. Nos experimentos realizados, destacaram-se dois modelos: a configuração LBCNN16- Bernoulli30-ResNet18, que obteve a melhor acurácia (88%), e a LBCNN16-Bernoulli50- ResNet18, com 84% de acurácia, mas com maior potencial de otimização em hardware. ABSTRACT: Considering traffic mortality statistics, the number of motorcycle accidents, and the emphasis placed on this issue by the World Health Organization, it is clear that motorcycle accidents constitute a public health issue. An analysis of the literature on machine learning applications in this context reveals a gap that this study aims to address. The objective of this study is to classify images of motorcycle accidents using supervised machine learning algorithms in edge computing environments. Because the use of an internet connection in such cases increases system implementation and maintenance costs, executing the algorithms locally is preferable; thus, optimizing computational resources becomes a priority. Therefore, this study proposes the use of a Local Binary Convolutional Neural Net- work (LBCNN), as this architecture not only reduces the number of parameters used in convolutions but also offers hardware optimization advantages. In the experiments conducted, two models stood out: the LBCNN16-Bernoulli30-ResNet18 configuration, which achieved the highest accuracy (88%), and the LBCNN16-Bernoulli50- ResNet18, which attained 84% accuracy but demonstrated greater potential for hardware optimization. Orientador: Prof. Dr. Vinícius Ponte Machado Coorientador: Prof. Dr. Ivan Saraiva Silva Examinador interno: Kelson Romulo Teixeira Aires Examinador interno: Raimundo Santos Moura Examinador externo: Geraldo Braz Júnior - UFMA Mon, 02 Feb 2026 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/123456789/4179 2026-02-02T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/4178 SISTEMA INTEGRADO PARA DIAGNÓSTICO AUTOMATIZADO DA LEISHMANIOSE VISCERAL EM IMAGENS MICROSCÓPICAS SOUZA, Lucas Bezerra Marques de RESUMO: A Leishmaniose Visceral (LV) é uma doença infecciosa grave causada por protozoários do gênero Leishmania e transmitida por insetos flebotomíneos. O diagnóstico tradicional por microscopia, embora seja o padrão- ouro, enfrenta desafios como a subjetividade da análise e a dependência da experiência do observador. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema web integrado a uma plataforma automatizada de captura de imagens microscópicas, com o objetivo de aprimorar a identificação de amastigotas de Leishmania com modelos de deep learning. O sistema implementa uma plataforma colaborativa para gerenciamento de laboratórios, com controle de participantes e sistema de convites. A validação da solução ocorreu em três frentes principais. Primeiro, o dispositivo de captura robótico, com custo aproximado de R$ 305,00, demonstrou viabilidade econômica e eficiência operacional, atingindo uma taxa de 8,57 imagens por minuto, superando o método manual (3,33 imagens por minuto). Segundo, os testes de usabilidade da aplicação web, utilizando a escala SUS, resultaram em pontuação média de 76,2, indicando boa aceitação pelos usuários. Terceiro, a plataforma integrou modelos de deep learning para diagnóstico de Leishmaniose Visceral Humana (baseado em InceptionV3) e Canina (baseado em YOLOv8), cujos trabalhos de origem reportam 98,7% de F1-Score e 88,5% de mAP, respectivamente. Os resultados demonstram que a abordagem proposta cumpre seu objetivo, entregando uma ferramenta integrada que contribui para tornar o diagnóstico da Leishmaniose mais acessível e eficiente com a automação da captura, com potencial para implementação em áreas endêmicas e expansão para outras doenças. ABSTRACT: Visceral Leishmaniasis (VL) is a severe infectious disease caused by protozoa of the Leishmania genus and transmitted by phlebotomine sandflies. The traditional diagnosis by microscopy, although the gold standard, faces challenges such as the subjectivity of the analysis and its dependence on the observer’s experience. This work proposes the development of a web-based system integrated with an automated platform for capturing microscopic images, aiming to improve the identification of Leishmania amastigotes using deep learning models. The system implements a collaborative platform for laboratory management, with participant control and an invitation system. The solution’s validation occurred on three main fronts. First, the robotic capture device, with an approximate cost of R$ 305.00, demonstrated economic viability and operational efficiency, achieving a rate of 8.57 images per minute, surpassing the manual method (3.33 images per minute). Second, usability tests of the web application, using the SUS scale, resulted in an average score of 76.2, indicating good user acceptance. Third, the platform integrated deep learning models for Human Visceral Leishmaniasis (based on InceptionV3) and Canine (based on YOLOv8) diagnosis, whose original studies report 98.7% F1-Score and 88.5% mAP, respectively. The results demonstrate that the proposed approach fulfills its objective, delivering an integrated tool that contributes to making the diagnosis of Leishmaniasis more accessible and efficient with capture automation, with the potential for implementation in endemic areas and expansion to other diseases. Orientador: Romuere Rodrigues Veloso e Silva Examinadora interna: Ana Carolina Landim Pacheco Examinador interno: Flávio Henrique Duarte de Araújo Examinador interno: Iális Cavalcante de Paula Júnior Mon, 02 Feb 2026 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/123456789/4178 2026-02-02T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/4177 HYBRID AND DECOY MOVING TARGET DEFENSE IN CLOUD COMPUTING: a performance modeling approach SANTOS, Lucas Vinícius Silva dos RESUMO: A segurança da informação enfrenta desafios cada vez mais complexos, exigindo estratégias inovadoras para aumentar a resiliência dos sistemas contra ataques. O conceito de Moving Target Defense (MTD) surge como uma abordagem promissora, pois dificulta a identi- ficação e exploração de vulnerabilidades ao modificar dinamicamente a configuração do sistema. Diferentemente dos mecanismos de defesa tradicionais, que permanecem estáticos e previsíveis, o MTD busca reduzir a vantagem do atacante pela constante mudança do ambiente alvo. Entre as estratégias possíveis, destacam-se a migração de máquinas virtuais e a realocação de endereços IP, bem como o uso de servidores de decoy, que atuam como iscas para desorientar invasores e atrasar sua progressão. Este estudo propõe uma avaliação comparativa entre duas metodologias distintas de MTD, ambas modeladas por meio de redes de Petri. A primeira abordagem baseia-se na migração como estratégia defensiva, considerando três políticas de ativação: baseada em tempo, baseada em eventos e uma abor- dagem híbrida que combina ambas. Para fortalecer a resposta a ataques, foi incorporado um sistema de detecção de intrusão (IDS), responsável por identificar atividades maliciosas e acionar a migração do sistema conforme necessário. A segunda abordagem analisa o impacto do uso de servidores de decoy, combinados com a migração dinâmica de endereços IP, com o objetivo de dificultar o mapeamento dos servidores reais e aumentar a incerteza do atacante quanto à topologia do sistema. Os resultados das simulações indicam que a eficácia das políticas de detecção baseadas em eventos depende fortemente da precisão do IDS, sendo mais vantajosa quando esta ultrapassa 50%. Além disso, a abordagem híbrida demonstrou ser a mais eficiente para retardar o progresso de invasores, equilibrando segurança e desempenho. No contexto dos servidores de decoy, os experimentos revelaram que a introdução de um maior número de servidores falsos aumenta significativamente o tempo necessário para uma intrusão bem-sucedida, elevando-o de 8 para até 19 dias. Dessa forma, este trabalho contribui para a compreensão da aplicabilidade das diferentes estratégias de MTD, fornecendo análises sobre como políticas de migração e o uso de servidores de decoy podem ser otimizados para melhorar a segurança de infraestruturas computacionais contra ataques cibernéticos. ABSTRACT: Information security faces increasingly complex challenges, requiring innovative strategies to enhance system resilience against attacks. The concept of Moving Target Defense (MTD) emerges as a promising approach, as it hinders the identification and exploitation of vulnerabilities by dynamically modifying the system’s configuration. Unlike traditional defense mechanisms, which remain static and predictable, MTD seeks to reduce the attacker’s advantage through constant changes in the target environment. Among the possible strategies, notable examples include virtual machine migration and IP address relocation, as well as the use of decoy servers, which act as traps to mislead intruders and delay their progression. This study proposes a comparative evaluation between two distinct MTD methodologies, both modeled through Petri nets. The first approach relies on migration as a defensive strategy, considering three activation policies: time-based, event-based, and a hybrid approach combining both. To strengthen the response to attacks, an intrusion detection system (IDS) was incorporated to identify malicious activities and trigger system migration as needed. The second approach analyzes the impact of using decoy servers combined with dynamic IP address migration, aiming to hinder the mapping of real servers and increase the attacker’s uncertainty regarding the system topology. Simulation results indicate that the effectiveness of event-based detection policies strongly depends on IDS accuracy, being more advantageous when accuracy exceeds 50%. Furthermore, the hybrid approach proved to be the most effective in slowing the progress of intruders, balancing security and performance. In the context of decoy servers, experiments revealed that introducing a larger number of fake servers significantly increases the time required for a successful intrusion, raising it from 8 to as many as 19 days. Thus, this work contributes to understanding the applicability of different MTD strategies, providing insights into how migration policies and the use of decoy servers can be optimized to enhance the security of computational infrastructures against cyberattacks. Orientador: Prof. Dr. Francisco Airton Pereira da Silva Co-orientador: Prof. Dr. Matheus D’Eça Torquato de Melo Examinador interno: Prof. Dr. Glauber Dias Gonçalves Examinador externo: Prof. Dr. Ermesson Carneiro de Andrade - UFPE Examinador externo: Prof. Dr. Rayner Gomes Sousa - UFPE Mon, 02 Feb 2026 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/123456789/4177 2026-02-02T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/4166 SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DE ASTRONOMIA NO 4° ANO: um olhar sobre fenômenos cíclicos, fundamentado na teoria da aprendizagem significativa crítica, de Moreira PORTELA, Ana Gabriela Nunes RESUMO: O Ensino de Astronomia nos anos iniciais é uma temática significativamente relevante para ser desenvolvida em pesquisas, principalmente, após a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) incluir a astronomia nos anos iniciais do Ensino Fundamental (EF). Esse documento distribuiu o eixo temático “Terra e Universo” do 2° ao 9° ano do EF, um diferencial em relação aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), que mantinham esse eixo exclusivamente do 6° ao 9° ano (EF2). Com essa mudança, os professores implementaram o Ensino de Astronomia no EF1 (2o ao 5o ano). Diante dessa novidade, fontes confiáveis são de difícil acesso e, por isso, realizar uma transposição didática compreensível é desafiador. Assim, esta pesquisa buscou solucionar este problema: De acordo com a habilidade (EF04CI11), que propõe associar os movimentos cíclicos da Lua e da Terra a períodos de tempo regulares e ao uso desse conhecimento para a construção de calendários em diferentes culturas, quais as possibilidades de uma Sequência Didática (SD), fundamentada em aspectos da Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica (TASC), contribuir para o Ensino de Astronomia para alunos do 4° ano do Ensino Fundamental 1 no ensino de fenômenos cíclicos? Diante desse questionamento, realizamos uma pesquisa com o objetivo de elaborar, validar, aplicar e avaliar uma SD para o Ensino de Astronomia em uma turma de 4° ano do EF1, em uma escola da rede privada de Teresina-PI. Para tanto, na elaboração da SD, foi utilizada a maior quantidade e diversidade dos princípios da TASC para uma tentativa de melhor transpor o assunto de fenômenos cíclicos aos alunos do 4° ano. Apoiados na metodologia de abordagem qualitativa do tipo translacional, analisamos respostas sobre fenômenos cíclicos, segundo a Análise de Conteúdo de Bardin. Quanto aos conhecimentos iniciais investigados na Sequência Didática, percebemos que os alunos apresentaram alguma noção de exemplos de fenômenos naturais e a maioria conseguiu compreender como a Terra realiza os seus movimentos, relacionando corretamente o nome da representação. Ainda no início da primeira aula, ao analisarmos a etapa 1 da atividade impressa n°1 (A1), utilizando a técnica de livre associação de palavras, percebemos que a maioria não apresentou dificuldade em classificar de forma correta o fenômeno natural em cíclico ou não cíclico. Já na produção da justificativa, dada pelo grupo oposto, verificamos que a maioria teve dificuldade, desenvolvendo respostas vazias ou erradas, consequência do erro na classificação, ou, ainda, apenas destacavam como ocorre o fenômeno natural, esquecendo-se de mencionar a frequência em que ocorre. Após a explicação de todo o conteúdo, ao realizarmos a atividade gamificada n°1 (AG1) e ao finalizar toda a SD, foi possível perceber que os alunos possuem um pouco de compreensão quanto aos fenômenos cíclicos, apesar de uma parte ainda se confundir com relação aos movimentos cíclicos da Terra e da Lua, ou seja, o conhecimento prévio ficou mais rico, mais estável, e novos conhecimentos foram assimilados, como é proposto por Moreira (2017) na TASC. ABSTRACT: The astronomy teaching in the early years is a significantly relevant theme to be developed in research, especially after the National Common Curricular Base (NCCB) includes astronomy in the early years of Elementary School (ES). This document distributed the thematic axis "Earth and Universe" from the 2nd to the 9th grade of EF, a differential in relation to the National Curriculum Parameters (NCP), which maintained this axis exclusively from the 6th to the 9th grade (ES2). With this change, teachers implemented the astronomy teaching in ES1 (2nd to 5th grade). Given this novelty, reliable sources are difficult to access and, therefore, carrying out an understandable didactic transposition is challenging. Thus, this research sought to solve this problem: According to the skill (EF04CI11), which proposes to associate the cyclical movements of the Moon and the Earth to regular periods of time and the use of this knowledge for the construction of calendars in different cultures, what are the possibilities of a Didactic Sequence (DS), based on aspects of the Critical meaningful learning theory (CMLT), contribute to the astronomy teaching to students in the 4th year of Elementary School 1 in the teaching of cyclical phenomena? In view of this question, we carried out research with the objective of elaborating, validating, applying and evaluating a DS for the astronomy teaching in a 4th grade class of ES1, in a private school in Teresina-PI. To this end, in the elaboration of the DS, the greatest quantity and diversity of the principles of CMLT was used in an attempt to better transpose the subject of cyclical phenomena to 4th grade students. Based on the methodology of a qualitative translational approach, we analyzed responses about cyclical phenomena, according to Bardin's Content Analysis. As for the initial knowledge investigated in the Didactic Sequence, we noticed that the students presented some notion of examples of natural phenomena and most were able to understand how the Earth performs its movements, correctly relating the name of the representation. Still at the beginning of the first class, when we analyzed stage 1 of printed activity n°1 (A1), using the technique of free association of words, we noticed that most of them did not have difficulty in correctly classifying the natural phenomenon as cyclical or non-cyclical. In the production of the justification, given by the opposite group, we found that most had difficulty, developing empty or wrong answers, a consequence of the error in the classification, or even only highlighted how the natural phenomenon occurs, forgetting to mention the frequency in which it occurs. After the explanation of all the content, when we carried out game activity n°1 (GA1) and at the end of the entire DS, it was possible to realize that the students have a little understanding of cyclical phenomena, although some of them are still confused with the cyclical movements of the Earth and the Moon, that is, the previous knowledge became richer, more stable, and new knowledge was assimilated, as proposed by Moreira (2017) in CMLT. Orientador: Prof. Dr. Boniek Venceslau da Cruz Silva Examinador interno: Prod. Dr. Micaias Andrade Rodrigues Examinadora interna: Prof. Dra. Michelle de Paula Madeira Examinadora interna: Prod. Dra. Janete Batista de Brito Mon, 22 Dec 2025 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/123456789/4166 2025-12-22T00:00:00Z