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Este trabalho tem como objetivo desenvolver um espelho virtual interativo para simulação de maquiagem com a intenção de melhorar a experiência do usuário durante a experimentação de produtos de maquiagem, tornando essa tarefa mais rápida (aplicação e remoção da maquiagem simulada ocorre de forma instantânea) e barata (sem gasto de produtos). A interação com o simulador foi baseada na metáfora de um espelho. A interface do sistema permite a escolha da maquiagem e sua livre aplicação sobre a imagem da própria pessoa. O sistema renderiza em tempo real o vídeo resultante da simulação exibido no espelho sem a necessidade de marcas fiduciais na face ou a criação de um modelo 3D da face antes do uso do sistema. A interface proposta é composta por um monitor sensível a toque e uma câmera RGBD. A câmera RGBD facilita o rastreamento de características faciais do usuário e fornece a imagem a ser utilizada no espelho virtual. A interação ocorre por meio do toque no monitor, permitindo que o usuário escolha a maquiagem e também faça sua aplicação. A simulação da maquiagem considera produtos comuns que modificam propriedades da superfície da pele como cor e textura, sob condições controladas de iluminação. O método permite a livre aplicação de tipos diferentes de maquiagem (base, batom e sombra) em qualquer área do rosto de forma independente (flexibilidade), não necessita de equipamentos especiais e pode ser computado em tempo real. Para isso, a imagem é decomposta em camadas de cor e textura que podem ser tratadas independentemente, por meio de filtros e transformações no espaço de cor. Um protótipo em tempo real foi desenvolvido utilizando um Microsoft Kinect, que demonstra a viabilidade do método. The objective of this thesis is to develop an interactive virtual mirror for makeup simulation to improve user experience when trying dierent makeup products. The interaction with the simulator was based on the metaphor of a mirror. The system interface allows the user to choose and to apply makeup over its own image. The system renders the video displayed in the mirror in real time without the need of fiducial markers on the user\'s face or the creation of a 3D face model before the use of the system. The proposed interface consists of a touch-sensitive monitor and a RGBD camera. The latter makes the tracking of facial features easier and also provides the image used in the virtual mirror and the former allows the interaction with the system that is touch based. Under controlled lighting conditions, the makeup simulation considers common products that modify skin texture and color. Our method allows the application of different makeup products (foundation, lipstick, eyeshadow) independently and in any face location (flexibility), do not require special equipment and can be computed in real time. The simulation algorithm decomposes the image into layers of color and texture that can be treated independently by filters and color space transformations. A prototype that runs in real time has been developed using a Microsoft Kinect, which demonstrates the feasibility of the method.

One of the core requirements of Ubiquitous Computing is to be user context aware for software solutions developed may be adapted to the different skills and capabilities of users, with regard to physical and cognitive characteristics and interaction preferences. However, the focus of research has been in adapting the systems to different devices. The adaptation to different users profiles still demands further investigation, especially on how to understand and model the physical and cognitive characteristics, and users preferences. It is possible to find several studies that present user profiles models in the literature. Some of these models include a large set of features related to the users. However, only a few works provide an indication of how the information about the user is captured and how the profile already mapped in the model is turned available for applications. Moreover, these models do not take into account the user's interaction needs and preferences, since they only focus on personal information, physiological state, demographics etc. Thus, this work aims to support the flexibility of ubiquitous systems, considering different user profiles, facilitating the collection and delivery of these profiles for ubiquitous computing. To achieve this goal we defined the "Who Am I?" architecture to meet the users diversity by considering their interaction needs and preferences as part of the adopted user profile model; enables the collection of user profiles by means of a collector; and allows communication between the collector and the ubiquitous systems of an interoperable manner. To evaluate the feasibility of this architecture and verify that it meets the diversity of users, a case study was conducted with two scenarios of use. In the first scenario, a bus stop system and the second, a simulation for a smart kitchen was developed. The evaluation of the two software solutions developed was performed with real users and included both technical and emotional aspects. The results indicate that the interaction with both solutions through "Who Am I?" architecture gave satisfaction and motivation in users, and that communication and the adaptation of ubiquitous systems are given appropriately. Um dos principais requisitos da Computação Ubíqua é ser sensível ao contexto do usuário para que as soluções de software desenvolvidas possam ser capazes de se adaptar às diferentes habilidades e capacidades dos usuários, no que diz respeito às características físicas e cognitivas, e preferências de interação. Todavia, o foco das pesquisas tem sido na adaptação dos sistemas aos diferentes dispositivos. No que se refere à adaptação aos diferentes perfis de usuários ainda é preciso investigar mais, principalmente a forma de conhecer e modelar as características físico-cognitivas e as preferências do usuário. Na literatura, são encontrados vários trabalhos que propõem modelos de perfil de usuário, sendo que alguns destes englobam um conjunto grande de características relacionadas aos usuários. Porém, apenas alguns fornecem uma indicação de como as informações sobre o usuário são capturadas e como o perfil já mapeado é disponibilizado para as aplicações. Além do mais, estes modelos não levam em consideração as necessidades e preferências de interação do usuário, visto que apenas focam em informações pessoais, estado fisiológico, dados demográficos, etc. Desta forma, este trabalho tem como objetivo apoiar a flexibilidade de aplicações ubíquas considerando diferentes perfis de usuários, facilitando a coleta e a oferta desses perfis para a computação ubíqua. Para alcançar esse objetivo definiu-se a arquitetura Who Am I? para atender a diversidade de usuários por considerar suas necessidades e preferências de interação como parte do modelo de perfil de usuário adotado; viabilizar a coleta de perfis de usuários por meio de um coletor; e permitir a comunicação entre o coletor e os sistemas ubíquos de uma forma interoperável. Para avaliar a viabilidade dessa arquitetura e verificar se ela atende à diversidade de usuários, foi realizado um estudo de caso com dois cenários de uso. No primeiro cenário foi desenvolvido um sistema de ponto de ônibus e no segundo, uma simulação para uma cozinha inteligente. A avaliação das duas soluções de software desenvolvidas foi realizada com usuários reais e contemplou tanto aspectos técnicos como emocionais. Os resultados indicam que a interação com ambas por meio da arquitetura Who Am I? proporcionou satisfação e motivação nos usuários e que a comunicação e a adaptação dos sistemas ubíquos se deram de forma adequada.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-08-28T17:26:34Z No. of bitstreams: 1 34e.pdf: 3564229 bytes, checksum: 47f535efb73877017d3fc9b78250f707 (MD5) Made available in DSpace on 2015-08-28T17:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 34e.pdf: 3564229 bytes, checksum: 47f535efb73877017d3fc9b78250f707 (MD5) Previous issue date: 2013 CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Um dos principais desafios de sistemas ubíquos e sensíveis a contexto é a coleta de informações relevantes sobre entidades, e o uso destas informações para compreender e prever seu comportamento. Isto permite que as aplicações adaptem-se às entidades, evitando assim uma sobrecarga de questionamentos e informações à entidade. Este trabalho apresenta o eProfile, um modelo que permite que aplicações registrem as ações de entidades em trilhas e infiram informações de perfil a partir destas trilhas, utilizando interoperabilidade semântica e assim permitindo que diferentes aplicações compartilhem informações em um perfil unificado. Foi desenvolvido um protótipo para a avaliação do modelo, o qual foi integrado com dois diferentes softwares. Foi verificado que é possível enriquecer a geração de perfis de aplicações através da integração com o modelo. As contribuições deste modelo são o uso de trilhas para extrair perfis, a geração de perfis dinâmicos, o gerenciamento de regras de inferência e modelos de entidades dinâmicos e a interoperabilidade semântica do modelo. Context-aware and ubiquitous systems have the challenge of implicitly collect relevant information about entities, and use this information to understand and predict their behaviour. This allows the applications to adapt themselves to the entities, thus avoiding to overflow them with inquires and information. The analysis of trails, the context-aware history of actions, can further improve the relevance of information. This dissertation proposes a model that allows applications to register entites’ actions in trails and infer profile information from these trails, using semantic interoperability and thus allowing different applications to share information and infer a unified profile. A prototype was developed for the evaluation of the model, and it was integrated with two different softwares. It was verified that was possible to enrich the profile generation of applications through the integration with the modelo. The contributions of this model are the use of trails for extracting profiles, the generation of dynamic profiles, the capability of managing dynamic inference rules for profile generation and the semantic interoperabilty of the model.

Este trabalho apresenta uma análise a respeito das restrições técnicas e comportamentais que dificultam a disseminação dos serviços móveis, tais como portais WAP. A análise foca na restrição relacionada à usabilidade das aplicações. Considerando que há um consenso de que a adaptação das aplicações móveis, em função de variáveis de contexto como: perfil do usuário, ambiente de uso e características do terminal e da rede, é uma possível solução para melhorar a usabilidade destas aplicações, analisam-se estas técnicas, concentrando-se na Modelagem do Usuário (MU) como mecanismo para a adaptação e personalização. Pretende-se analisar e testar em que medida esta abordagem de adaptação venha a melhorar a usabilidade destas aplicações móveis. Propõe-se teste de serviço móvel, baseado em uma página WAP, implementada com técnicas que permitam a adaptação. Este serviço permitirá acesso às informações de trâmites e pendências de processos burocráticos da Superintendência Regional do INCRA no Rio Grande do Sul. This paper presents an analysis about the technical and behavioural restrictions that hinder the dissemination of mobile services, such as WAP portals. The analysis focuses on the restriction related to the usability of applications. Whereas there is a consensus that the adjustment of mobile applications depending on context, user profile, environment of conditions and use the network, characteristics a possible solution to improve the usability of these applications is to analyse these techniques focusing on modeling the User as a mechanism for adaptation and customization. The aim is to examine and test if this approach to adaptation improve the usability of these mobile applications. It is proposed to test mobile service, based on a WAP page, implemented with techniques that allow the adjustment. This service will provide access to the information and outstanding manner of bureaucratic processes of the Superintendência Regional do INCRA in Rio Grande do Sul.

Em nossa vida diária, são utilizadas identidades digitais (IDDs) para acessar contas de e-mail, bancos e lojas virtuais, locais restritos, computadores compartilhados, e outros. Garantir que apenas usuários autorizados tenham o acesso permitido é um aspecto fundamental no desenvolvimento destas aplicações. Atualmente, os métodos de controle de acesso simples como senhas ou números de identificação pessoal não devem ser considerados suficientemente seguros, já que um impostor pode conseguir estas informações sem o conhecimento do usuário. Ainda, no caso de utilização de dispositivos físicos como cartões de identificação, estes podem ser roubados ou forjados. Para tornar estes sistemas mais confiáveis, técnicas de autenticação de identidades utilizando múltiplas verificações são propostas. A utilização de características biométricas surge como a alternativa mais confiável para tratar este problema, pois são, teoricamente, únicas para cada pessoa. Contudo, algumas características biométricas como a aparência facial podem variar com o tempo, implicando em um grande desafio para os sistemas de reconhecimento facial. Neste trabalho é combinado o acesso tradicional por senha com a análise da face para realizar a autenticação. Um método de aprendizagem supervisionada é apresentado e sua adaptação é baseada na melhora contínua dos modelos faciais, que são representados por misturas de gaussianas. Os resultados experimentais, obtidos sobre um conjunto de teste reduzido, são encorajadores, com 98% de identificação correta dos usuários e custo computacional relativamente baixo. Ainda, a comparação com um método apresentado na literatura indicou vantagens do método proposto quando usado como um pré-selecionador de faces. In our daily life, we use digital identities (DIDs) to access e-mails, e-banks, e-shops, physical environments, shared computers, and so on. Guarantee that only authorized users are granted access is an important aspect in the development of such applications. Nowadays, the simple access control methods like passwords or personal identification numbers can not be considered secure enough, because an impostor can obtain and use these information without user knowledge. Also, physical devices like ID cards can be stolen. To make these systems more reliable, multimodal DID authentication techniques combining different verification steps are proposed. Biometric features appears as one of the most reliable alternatives to deal with this problem because, theoretically, they are unique for each person. Nevertheless, some biometric features like face appearances may change in time, posing a serious challenge for a face recognition system. In this thesis work, we use the traditional password access combined with human face analysis to perform the authentication task. An intuitive supervised appearance learning method is presented, and its adaptation is based on continuously improving face models represented using the Gaussian mixture modeling approach. The experimental results over a reduced test set show encouraging results, with 98% of the users correctly identified, with a relatively small computational effort. Still, the comparison with a method presented in the literature indicated advantages of the proposed method when used as a pre-selector of faces.

As pessoas têm acesso a uma vasta gama de informações devido a grande oferta e aos recursos da Internet, porém despendem muito tempo na busca do que realmente é interessante ou útil para elas. A dificuldade de encontrar a informação correta é aumentada quando a informação disputa a atenção de uma pessoa com uma série de outras informações não tão relevantes. Procurando minimizar esta dificuldade e auxiliar no acesso a informação interessante, são aplicados desde sistemas de recuperação de informação até sistemas de filtragem de informação. Os sistemas de recuperação são amplamente difundidos na Internet através dos motores de busca (por exemplo, google.com, av.com, citeseer.ist.psu.edu), porém um problema neste tipo de aplicação constitui-se na necessidade do usuário apresentar os termos (palavras-chave) que são relevantes para a consulta. filtragem de informação, tendo como representante os Sistemas de Recomendação, surge como uma nova abordagem que procura liberar o usuário da exigência de criar consultas com palavras-chave, ou seja, a filtragem baseada em conteúdo procura casar o perfil do usuário e o conteúdo dos itens a serem recomendados, e então, oferecer alguns destes itens aos usuários. Por fim, surgiram sistemas que não se baseavam na análise do conteúdo dos itens, mas sim na reputação de um item junto aos outros usuários, ou seja, o usuário recebe a recomendação de um item que pode ser do seu interesse frente à colaboração de outros usuários que avaliaram o item. A questão maior nesta abordagem está no quanto a opinião de um usuário que avaliou um item é relevante para servir como colaboração na elaboração da recomendação para outro usuário. Esta tese constitui-se em uma proposta para modelar e incluir a relevância da opinião do usuário no processo de recomendação colaborativa, ou seja, apresenta uma abordagem de Sistemas de Recomendação para recomendar itens baseando-se em informação adicional − definida como relevância da opinião do usuário − além das típicas informações utilizadas na grande maioria dos Sistemas de Recomendação. Esta inclusão da relevância da opinião constitui-se em uma alternativa para que o usuário alvo da recomendação consiga identificar qual a importância de um determinado item recomendado frente à relevância de opinião dos recomendadores. A idéia apresentada é a de que pessoas com maior relevância de opinião poderiam melhor avaliar e recomendar itens. Nowadays, people have access to a huge amount of information due to the Internet's resources. However they spend too much time searching for interesting, adequate or useful information. The difficulty to find worthwhile information increases when interesting things dispute the user's attention. Information retrieval and information filtering systems are applicable in order to minimize search difficulties, aiming to aid the user in the search for worthwhile information. Information retrieval systems are widely spread in the Internet through search engines (e.g., google.com, av.com, citeseer.ist.psu.edu). However there is a problem in this kind of application, which consists in compelling the user to know the terms (keywords) that are relevant for the search. Recommender Systems are an information filtering solution. They present a different approach that frees the user from creating queries with keywords. It means that the system tries to match the user's profile (historical interests) with the content of items to be recommended, and then offers these items to the user (recommendee). In parallel, an alternative approach to item recommendation was proposed, this one based on the offering of items based on other users’ opinion, i.e. the user receives an item recommendation based on the evaluation of other users (collaborative filtering or social filtering). However, a different question is raised here − how much the opinion of a user who evaluated an item is relevant to be employed in the recommendation process applying a collaborative method? This thesis presents a new approach to model and include in the collaborative recommendation process additional information named Recommender's Rank, which represents the relevance of the user's opinion and complements the typical information used in the large majority of Recommender Systems. This approach is an alternative to aid the user to identify the importance of a recommended item based on other users' opinions, as people with higher relevance of opinion are more likely to better evaluate and recommend items.

A grande quantidade de informações eletrônicas disponíveis, e a crescente modificação do público da Computação, devido, principalmente, à redução dos custos de equipamentos de informática e ao surgimento da rede Internet, acentuaram a necessidade do uso de ferramentas de consulta com acesso rápido e adaptado às características dos usuários. Adicionalmente, como conseqüência do surgimento da rede Internet e da crescente expansão das redes de computadores, estão sendo desenvolvidos, cada vez mais, sistemas de suporte ao trabalho em grupo, os quais são atualmente muito encontrados em ambientes de ensino, a fim de facilitar o processo de ensino-aprendizagem. Um exemplo de ambiente de ensino onde podemos perceber todos os fatores acima citados é o Museu de Ciências e Tecnologia da PUCRS (MCT). Este Museu possui um amplo conjunto de informações armazenadas em bases de dados, e o interesse do público pela consulta a tais bases vem crescendo de forma acentuada. Neste sentido, SAGRES - um sistema com apresentação adaptável de informações e suporte à interação em grupo é um ambiente construído sobre a Internet, o qual possibilita a apresentação das bases de dados do MCT de forma adaptada às características de um ou mais visitantes. De acordo com o nível de experiência, as preferências e as atividades apresentadas pelos visitantes, o sistema determina o conjunto de links apropriados e apresenta-os em uma página HTML (HyperText Markup Language) resultante. Além da adaptação da apresentação das informações, o sistema SAGRES também apóia o aprendizado, explorando aspectos relevantes para a interação entre o visitante e o computador, e, também, entre um conjunto de visitantes, pois a interação pode ocorrer de forma individual ou através de turmas de alunos. Deste modo, é possibilitada a comunicação entre os participantes da turma que, ao compartilharem experiências, duvidas e soluções, podem obter um aprendizado mais consciente e permanente. 0 objetivo final desta pesquisa é a implementação do sistema SAGRES, o qual permite que grupos de visitantes interajam ao mesmo tempo em locais geograficamente distantes. Tal interação é realizada de forma adaptada aos objetivos, ao nível de experiência e às preferências de um visitante e/ou grupo de visitantes, os quais podem assumir três papéis distintos: gerente de turma (responsável em especificar as características de uma turma de alunos), aluno de turma (executa o conjunto de ações especificadas anteriormente pelo gerente) e visitante individual (responsável em definir suas características particulares e, com elas, interagir com o sistema). Por sua vez, o processo de cooperação pode ocorrer entre os componentes de uma turma ou entre todos os usuários do Sistema, os quais podem editar documentos e trocar mensagens, a fim de possibilitar o compartilhamento de experiências. The great amount of electronical information available today, and the growing and changing users of Computer Science mainly due to cost cuts on computer equipment and the emergence of Internet reinforced the need of tools providing fast access to information and adapted to user's characteristics. As a consequence of the emergence of Internet and the growing expansion of computer networks, systems for Computer Supported Cooperative Work in learning environments have been developed in order to facilitate the teaching-learning process. An example of learning environment where all aspects below can be observed is the Museum of Science and Technology (MCT) at PUCRS. In this museum there is a comprehensive amount of information stored on databases and visitor's interest in querying these bases has been growing. SAGRES - an adaptable information presentation and work group support interaction system is a tool built on top of the Internet which enables the presentation of MCT databases concerning visitor's traits. According to visitors experience levels and preferences and intended activities the system determines the group of appropriate links and presents it on a resulting HTML page (HyperText Markup Language). Besides the adaptation in presenting the information, the system supports the learning process by exploring important aspects for interaction between visitor and computer and also among visitors since interaction can occur individually or in groups of students. Thus, communication is enabled among students and as a result they may share experiences, doubts and solutions, and consequently achieve a more effective and conscious learning process. Therefore, the final aim of this research is the development of SAGRES, a system which allows groups of visitors to interact at the same time in different places all over the world. Such interaction is accomplished according to objectives, experience level and preferences of visitors that can have three different roles: group manager (responsible for specifying characteristics of group of students), student group (perform group of actions predetermined by the group manager) and individual visitor (in charge of defining particular traits and interacting with the system). Furthermore, Cooperative Processes may occur among all system users who can edit documents and exchange messages in order to share experiences.

A maior parte da população mundial se comunica de forma multimodal (fala, gestos, expressões faciais, etc.). Na medida em que algum destes modos falta, a pessoa afetada encontra dificuldades para manifestar suas idéias e pensamentos. Este trabalho é destinado a pessoas com dificuldades severas de fala e graves danos, tamb6m, na parte motora, o que as impede de se comunicarem por outras formas usuais, como a linguagem de sinais dos surdos, por exemplo, restando-lhes buscar alternativas de comunicação. Estas alternativas são pesquisadas em uma área denominada Comunicação Alternativa e Aumentativa (comumente chamada de AAC, do inglês: Augmentative and Alternative Communication), dentro da qual ha uma linha que estuda a utilização de sistemas simbólicos para comunicação, que é abordada neste trabalho. A fim de auxiliar estas pessoas que apresentam distúrbios motores e de fala, na sua busca por autonomia pessoal, estudou-se maneiras de facilitar a utilização destes sistemas simbólicos de comunicação, com o emprego de recursos de Multimídia e técnicas de Inteligência Artificial. O intuito foi o de auxiliá-las no aprendizado da forma de comunicação a ser utilizada e de proporcionar-lhes uma interação mais amigável e eficaz com o sistema. Para estes fins, foram estudados os conceitos básicos de Comunicação Alternativa e Aumentativa, bem como diversas técnicas de Inteligência Artificial (Modelagem de Usuário, Interfaces Inteligentes, Ajudas Inteligentes, etc.), a fim de verificar quais se adequavam mais aos propósitos do trabalho. Como resultado destes estudos, foi proposto um modelo de sistema inteligente que objetiva empregar estas técnicas e conceitos abordados. Este modelo tem como objetivo aprimorar os sistemas de AAC existentes, principalmente, nos seguintes aspectos: adaptação as preferências do usuário (como sua velocidade de varredura, símbolos mais utilizados) e seu nível de conhecimento do sistema simbólico em questão e do próprio sistema computadorizado que esta sendo utilizado; prestação de auxilio individualizado no aprendizado dos símbolos utilizados, através do acesso ao significado viso-auditivo real ou aproximado dos mesmos, possibilitando o use de tabuleiros de comunicação "normais" (não computadorizados) de forma mais eficaz. A partir deste modelo, foi construído um protótipo, denominado FALAS (Ferramenta Alternativa de Aquisição Simbólica), com o intuito de validar as idéias do trabalho. Além dos objetivos principais do modelo, o protótipo pode ser utilizado, não só pelo usuário padrão AAC, mas também pelas pessoas que irão comunicar-se com ele e ajudá-lo na interação com os símbolos. Por fim, levantou-se uma serie de sugestões, as quais utilizando as pesquisas realizadas para este trabalho, poderiam auxiliar na construção de sistemas para outras áreas, em especial para a Reabilitação, onde a redução de esforços por pane do usuário e sua maior compreensão do que esta se passando, lhes proporciona uma maior autonomia, o que a maioria dos estudos, nesta linha, buscam. Alem disto, foram sugeridas varias idéias a fim de dar seguimento a este trabalho e incentivar pesquisas nesta linha. Most of the population of the world use to communicate in a multimodal way (by using speech, gestures, facial expression, etc.). If there is a lack of any of these abilities, this person will have difficulties to express his ideas or thoughts. This work is directed to people with major speech difficulties and severe motor impairments. These difficulties prevent them to communicate by the usual means, as the signal language for deafs, for example, so they need to use alternative means of communication. These alternative means of communication are studied in an area called Augmentative and Alternative Communication (AAC). In this area there is an approach which studies the usage of symbolic systems to communicate, and it will be addressed in this work. In order to help this kind of people in his search for personnal autonomy, we studied some ways to make the symbolic systems easier for them to use, by applyind Multimedia and Artificial Intelligence techniques. The goal was to help them to learn how to use this new mean of communication and to provide a more friendly and efficient interaction with the system. Finally, we are suggesting many aspects that can direct the designs and implementation of systems to other areas, namely the Rehabilitation, where a reduction in the effort needed from the users and their better understanding this activities result in a greater autonomy. This greater autonomy is searched by most of the works in this area. Besides, many ideas are suggested in order to continue this work and to help the research in this area.