Sugestoes de projetos IF62J 2010.1

Edição atual tal como 14h17min de 18 de março de 2010

Introdução

Os trabalhos desenvolvidos em Oficina de Integração I têm coberto várias áreas do conhecimento, e têm conseguido evidenciar o papel potencial que a Computação pode eventualmente desempenhar em algumas delas. Como professores da disciplina, tem sido fantástico acompanhar projetos que geralmente tem sido exploradas em trabalhos de conclusão, e expressamos sem dúvida que nosso corpos discente e docente está de parabéns.

Tradicionalmente nesta disciplina, temos esperado que as próprias equipes proponham os projetos, isto com o intuito de trazer para o/a estudante um certo senso de responsabilidade pela sua própria educação. Entretanto, em função do peso do modelo bancário de educação que estamos imersos, este passo tem demandado um esforço considerável das equipes, e em alguns casos tem inclusive tolhido justamente o potencial criativo que este projeto enseja.

Notamos que a disciplina, em parte, não tem gerado um legado, uma memória, embora já tenha estabelecido uma tradição e um certo tipo de expectativa que não são exatamente as que gostaríamos ver realçadas. O Canto de Iara tem nos seduzido e levado várias equipes a proporem projetos que demandam bastante profundidade no domínio de conhecimentos de engenharia e de computação.

Em função deste desdobramento não previsto estamos reforçando nesta edição de Oficias de Integração 1 a instrumentalização de nossos estudantes com base em tecnologias livres e de nossos laboratórios. Nosso intento é que ao final da disciplina, além das monografias, tenhamos vários FAQs, como guia de sobrevivência, templates, ou manuais de Faça você mesm@, que ajudem estudante futuros a dominar as principais ferramentas e processos que vai necessitar durante sua formação em Informática.

Perguntas como: como começar? onde pesquisar? com quem trabalhar? onde conseguir orientação? em que espaços desenvolvê-los? com que ferramentas? em que plataformas? como documentá-los (padões abertos)? em que tipos de mídia? onde armazená-los durante o desenvolvimento? onde disponibilizá-los? em que licenças? precisam ser paulatinamente resolvidas e em maior profundidade.

Estas perguntas tem sido uma constante não só entre estudantes e professores que têm trabalhado em Oficina de Integração I, mas também afligem ou motivam diariamente professores e estudantes da rede pública e privada, ao se depararem com projetos que envolvem tecnologias que estão longe de seu dia a dia.

Para começarmos a respondê-las, assumindo que nossa missão como instituição educacional é e está junto a sociedade, é preciso método, técnica, e engajamento. Também são necessários criatividade e sistematicidade, pois a exploração de computação física na educação ainda é uma área de fronteira, a ser desbravada. (Exemplo, como se usa o Wii para se comprender o conceito de campo eletromagnético? Pode-se conectar um Wii num I-pad?).

Assim, assumindo a liberdade, e favorecendo criatividade que uma educação para a autonomia, não bancária, tem como horizonte, optamos neste semestre por direcionar a proposição de projetos que tenham um recorte mais modesto, mas que permitam reforçar os aspectos metodológicos alvo desta primeira Oficina de Integração I.

Também vamos reforçar as tendências identificadas em suas últimas edições quando vários projetos foram desenvolvidos na área de educação em ciências, orientados por docentes da física, matemática, química, alguns envolvendo software, outros software e hardware.

Tema de longo prazo

Computação Física na Educação em Ciências e Tecnologia

Uma das primeiras providências que qualquer empresa, indivíduo, instituição ou comunidade toma ao escolher um nicho de atuação, ou mesmo de identidade, é viabilizar o seu trabalho. Mesmo ser Fashion ou Nerd dá trabalho e exige dedicação.

A educação tradicional pressupõe publicações e corpos, conhecimentos e pessoas. Quando trabalhamos com livros e computadores, pessoas próximas e distantes, temos perspectivas bastante promissoras, pois muita coisa ainda está em aberto. Por exemplo, se alguém tem dificuldade em compreender uma translação em um sistema de coordenadas cartesiano, talvez em parte pela limitação bidimensional e estática dos veículos impressos, será que se ela fosse capaz de deslizar o dedo sobre a respectiva representação/figura, e esta se deslocasse ou rotacionasse, não teríamos a possibilidade de explorar outras particularidades dos processos de ensino-aprendizagem associados a estes conteitos, a estas pessoas?

Nossa missão, como instuição educacional pode agregar o desenvolvimento deste tipo de mídia/produto/comunidades. O desafio é grande, pois estamos em um período histórico onde a transição de tecnologias pode ou não favorecer uma transformação social.

Objetivos

Estruturar recursos de experimentação/educação/formação de Informática Tangível na educação

Neste semestre, vamos focar na infraestrutura de apoio, na exploração de ferramentas e nos processos de iniciação à "computação física em engenharia e ciências". As perguntas mencionadas acima precisam ser enfrentadas, e para que sejam respondidas a contento, servirão de recorte para delimitarmos os projetos desenvolvidos pelas equipes. A proposta é que trabalhemos em algo parecido com um FAQ, um RauTu, um kit tecno-político, que favoreça sua apropriação deste tipo de conhecimento pela sociedade.

Dê imediato listamos duas direções de trabalho, voltadas ao desenvolvimento de infra-estrura e ao desenvolvimento de conteúdo, com alguns exemplos listados a sequir, mas não limitados a estes.

Quanto à infraestrutura, podemos compreender a computação envolvida em três níveis de ferramentas:

• Local / Estação
• Rede Local ou Organizacional / Intranet
• World Wide Web / Internet

As ferramentas de nível local executam em uma estação de trabalho, e podem interagir com outros equipamentos de entrada ou saída, como sistemas de aquisição de dados, cameras, impressoras etc. Este é o foco sugerido de desenvolvimento desta edição de Oficina de Integração I, do primeiro semestre de 2010.

As ferramentas em nível de rede local pressupõe processamento distribuído em diversas máquinas, como o de clusters e grids, ou os envolvidos em computação móvel e ubíqua. Esta é uma área promissora, e pode ser de interesse de algumas equipes, mas pode demandar muito esforço da maioria das equipes optamos para enfatizá-la em futuras edições desta disciplina.

As ferramentas em nível de internet são o foco da edição deste semestre da Disciplina de Design de Interação (http://www.dainf.ct.utfpr.edu.br/wiki/index.php/DI2010A), onde trabalharemos a presença web da UTFPR, particularmente com interesse em disponibilizar a produção científica de sua comunidade à sociedade. Gostaríamos que o tipo de conhecimento desenvolvido nesta disciplina, por exemplo, estive disponível à comunidade interna e externa.

Infraestrutura em Nível Local

São elas, dentre outras:

Configuração de estações de trabalho baseadas em tecnologias livres

Mote: que eu preciso para começar a computar com autonomia?

• GNU/Linux;
• OpenSolaris, ...
• Debian Pure Blends http://wiki.debian.org/DebianPureBlends
• Ubuntu, edubuntu, kubuntu, ubuntu studio

• Eu posso por tudo o que preciso em um pen-drive e rodar numa máquina não tão potente?
• Lista de Aplicativos desejáveis - http://www.dainf.ct.utfpr.edu.br/wiki/index.php/Lista_de_Aplicativos_Necess%C3%A1rios_-_Engenharia_de_Computa%C3%A7%C3%A3o

Obs: O estúdio Xuê tem 15 estações de trabalho em montagem (Pentiun IV, montadas com material em grande parte doado pela receita federal e adquirido pelo PPGTE). Podemos utilizar algumas destas estações para experimentação. Ao final do semestre, seria apropriado termos um ou dois laboratórios (Rebouças e Ecolville montados!)

Configuração de uma bancada de trabalho baseada em tecnologias livres

Mote: E se eu quiser fazer as coisas mexerem, quiser interagir com elas?

• Arduino (Como começar?)
• Inciciação, DIY, em eletricidade, eletrônica e robótica, ...
• ABaCo ([1])

Obs: Temos Arduinos em torno de 10 arduinos que foram utilizados em trabalhos anteriores nesta disciplina e para serem montados.

Preparação de documentação técnico-científica: ferramentas e modelos

Mote: como eu escrevo sobre o que fiz?

• Normas para elaboração de trabalhos da UTFPR [2]
• BrOffice
• LaTeX (Prof. Hugo desenvolveu um modelo em Oficina de Integração 2)
• ConTeXt
• Scribus
• DocBook/DITA... XML http://www.linux-magazine.com/Online/Features/Learning-FreeNAS
• Serna http://www.syntext.com/products/serna-free/
• Beamer

Obs: A demanda por modelos e templates é urgente!

Modos de Licenciamento Livres

Mote: Como eu licencio meu trabalho para que possa ser reutilizado legalmente?

• GPL* Creative Commons
• TAPR OHL http://www.tapr.org/ohl.html
• Direito Autoral, Propriedade Industrial, ...

Recomendamos que o projeto gere como subprodutos textos, modelos, plugins, etc. que possam ser integrados aos trabalhos das equipes que trabalharem nos respectivos editores.

Ensino de Linguagem de Programação para ...

Cada linguagem de programação tem um nicho, e ao longo de um curso em Computação e Informática geralmente se tem contato uma quantidade bem pequena delas. Entretanto, são as características de um certo tipo de problema que determinam a escolha ou o próprio desenvolvimento de uma linguagem ou ambiente.

Mote: Que outras linguagens e ambientes são apropriadas para trabalhar em projetos interdisciplinares, e como facilitar o aprendizado destas?

Dentre várias destas, há algumas que rodam nas três plataformas mais difundidas, GNU/Linux. Mac, e Windows.

Por exemplos: Turing, Heskell, Processing, Squeak, Etoys, Arduino, Python, ...

Reutilização de Estação de trabalho como Estação de Aquisição de Dados em Laboratórios de Ciências

Mote: Posso transformar um computador velho numa estação de aquisição de dados?

Configuração de Quiosque para Museu de Ciência e Tecnologia

Mote: Posso transformar um computador velho num brinquedo pedagógico?

Infraestrutura em Nível Organizacional

Servidor de Arquivos

Mote: Como eu compartilho dados em uma rede local?

A maioria dos departamento da UTFPR não utiliza servidores de arquivos por exigir pessoal especializado. Será que podemos facilitar este uso em departamentos específicos

Em uma reportagem recente na Linux Magazine Ver: Linux Magazine Fevereiro (Free NAS) [3] [4]

Cluster do Departamento

Contato: Prof. Ana Cristina Barreiras Kochem Vendramim [5]

O DAINF tem um cluster montado que poderia ser trabalhado em um projeto de pesquisa.

Cluster em Processing

O Estúdio Xuê tem material para montar um cluster de 4 nós K8 similar ao projeto http://www.mostpixelsever.com/ , com 4 monitores de 17.

Desenvolvimento de Conteúdo

Applets em Educação em Ciências / Ensino de Física

Contatos: Prof. Arandi Ginane Bezerra Jr. (arandi@utfpr.edu.br) Prof. Nestor Cortez Saavedra Filho Prof. Awdry Feisser Miquelin http://www.pessoal.utfpr.edu.br/awdry/?id=1 Prof. Jorge Alberto Lenz http://www.pessoal.utfpr.edu.br/lenz/ Profs. de Projetos de Ensino em ... http://www.dafis.ct.utfpr.edu.br/Licenciatura/grade.htm

Mote: E se eu conseguisse visualizar ... ? E se eu conseguisse ajudar a visualizar...?

Recomendação: Trabalhar com equipes do curso de Licenciatura em Física em tema específico.

Algumas idéias iniciais de projetos: 1- "Física e Música: estudando, entendendo e usando vibrações de taças de cristal". Inicialmente, estudaríamos a física da vibração das taças de cristal, para entender como o som é gerado. Depois, desenvolveríamos um sistema (microfone, microcomputador e softwares livres)para captar o som e decompô-lo em suas componentes de frequência (análise de Fourier). Na sequência, tentaríamos fazer uma "mini-orquestra" de cristal, calibrando as frequências das taças (dó, ré, mi...) para tocar músicas simples. Além disso, poderíamos tentar quebrar taças usando som... Há uma série de artigos científicos e de divulgação na área, bem como materiais de apoio e inspiração (por exemplo, há um belíssimo adágio para harmônicas composto por Mozart; é uma peça tocada fundamentalmente com taças de cristal.) Para mais informações: prof. Arandi (certamente, o professor Lenz também ficará interessado, afinal, quebrar taças é um barato...);

2- "Usando LDRs para medir intensidade luminosa - óptica não-linear". A idéia neste projeto é dar prosseguimento aos que foram desenvolvidos nos últimos dois semestres em que LDRs (resistores com resistência variável, dependente da intensidade luminosa que neles incide) foram usados como medidores de intensidade luminosa. LDRs são relativamente baratos e, conectados ao Arduino, permitem que sejam desenvolvidos sistemas interessantes para experimentos em óptica. Foram demonstradas aplicações em experimentos de polarização e interferência da luz (dar uma olhada nas monografias dos semestres anteriores). Neste semestre, poderíamos estender o uso destes sensores para experimentos ligados a temas avançados, como a óptica não-linear, especificamente uma demonstração em que pode ser visualizado o "controle da luz pela luz" ou chaveamento óptico. Há um experimento relativamente simples que necessita de um laser de He-Ne (que temos no laboratório), chá de jasmim (o meio não-linear), um estágio de translação (pode ser montado usando parafuso) e o detector (que seria o LDR ligado ao Arduino). Seria um experimento instigante e estimulante e, além disso, permitiria "conversar" com projetos de semestres anteriores. Para mais informações: prof. Arandi (certamente, o professor Nestor também se interessará pelo assunto);

3- "Análise do Software Tracker:" Há dois semestres, iniciamos trabalho com um software utilizado para realizar decomposição de imagens digitais quadro a quadro. É possível filmar movimentos e, usando o Tracker, obter dados da posição dos corpos em função do tempo. Pode ser muito útil para mediar experimentos de Física. Há um aspecto do trabalho que ainda não foi devidamente considerado: a avaliação do software, usando critérios mais rigorosos. Isto pode resultar em projeto interessante. Para mais informações: prof. Arandi (certamente, o professor Awdry também se interessará pelo assunto. Existe, inclusive, um questionário em fase inicial de desenvolvimento visando à avaliação do Tracker);

Physlets http://webphysics.davidson.edu/Applets/Applets.html

http://www.walter-fendt.de/ph14e/

http://www.falstad.com/mathphysics.html

http://www.lon-capa.org/~mmp/applist/applets.htm

http://www.concord.org/publications/newsletter/2006-spring/interactivity.html

http://www.csd.uwo.ca/faculty/sedig/publications.html

http://www.edu.uwo.ca/dwm/explog/

http://www.arcytech.org/java/

http://www.irt.org/articles/js151/

http://jas.eng.buffalo.edu/

http://www.chem.uci.edu/undergrad/applets/

Interfaces Tangíveis

Mote: UAU, isto mexe ...

O desenvolvimento de applets em computação tangível (e.g. arduino) ou realidade aumentada vai além da simulação e do simples uso do teclado e do mouse. Quando o ambiente é imersivo, podendo ser controlado a distância, por tele-presença, e reflete e tem efeitos concretos em seu entorno o que entendemos por computação também passa a ser mais abrangente.

http://www.arduino.cc/playground/

http://xue.ct.dainf.utfpr.edu.br

http://xue.dainf.ct.utfpr.edu.br/index.php/Links

Futebol de Robos

Contato: João Alberto Fabro [6]

Química

Desenvolvimento e teste de software para avaliação de risco em áreas contaminadas por hidrocarbonetos de petróleo.

Contato: Professora Valma Martins [valmam7@gmail.com]

Economia

Contato: Prof. Christian Luiz da Silva - DEACO [7]

O Prof. Christian Luiz da Silva gostaria de orientar um projeto em desenvolvimento e sociedade, com base em tecnologias distribuídas e visualização de indicadores sociais, por exemplo na área de saúde.

Mecânica e Prototipação

Contato: Neri Volpato [8]

Infraestrutura em nível de Sociedade

A presença Web será explora na disciplina de Design de Interação, com foco no desenvolvimento de repositórios digitais de acesso aberto da UTFPR, ligados ao sistema de bibliotecas. Espera-se que esta infraestrutura sirva de base para que os projetos desenvolvidos nesta disciplina estejam disponíveis em um repositório de objetos educacionais institucional.

Lixo Eletrôncio

Contato: Escritório Verde do Campus Curitiba Prof. Eloy Casagrande

Outras áreas

É com vocês.

Considerações Finais

Estude, ouça música, quebre a cabeça, jogue conversa fora, escreva, vá ao cinema, leia, deslumbre-se, namore, chore, cozinhe, limpe o banheiro, corra, ria, sorria, respeite, divirta-se, transfome, se transforme,...!

Para mais idéias, converse com seus/suas professores/as, com o seu/sua avô/ó, com qualquer pessoa que precise ou deseje usar a computação para algum propósito. Afinal, você quer ser um profissional da área. O que você precisa para chegar lá.

luiz ernesto merkle sexto andar, juvevê, curitiba 02 de março de 2010