Dr. Carlos Danilo Miranda Regis

Tema 01: Processamento de imagens médicas

Tema 02: ⁠Processamento de sinais ECG

Tema 03: ⁠Modelagem matemática do sistema hemodinâmico

 Dr. Cleumar da Silva Moreira

Tema 01: Projeto e Desenvolvimento de Sensores/Biossensores Aplicados ao Diagnóstico de Doenças

O diagnóstico rápido de doenças tem sido um tema de pesquisa bem relevante nas últimas décadas, face às epidemias e pandemia e, obviamente, aos problemas de saúde pública originados. O uso de sensores e biossensores para a detecção de elementos patógenos é uma tendência recente face às facilidades, como resposta rápida, alta sensibilidade etc. Dentre esses sensores/biossensores, os que são baseados em técnicas de detecção óptica, como a de Ressonância de Plásmons de Superfície, permitem a miniaturização, melhores métricas de desempenho e portabilidade comparadas com outras técnicas. Os trabalhos já realizados tem cooperação com outras universidades, como a UFCG, UFSC e Universidade de Utah, e aplicações voltadas à detecção da Leishmaniose, Dengue, Diabetes entre outras. Os projetos são voltados a construção das estruturas de sensoriamento (usando prismas ópticos ou fibras ópticas como substratos, manipulação microfluídica, interface homem máquina, transmissão dos sinais e processamento dos sinais adquiridos.

Tema 02: Desenvolvimento de sistemas e dispositivos para monitoramento e diagnóstico de sinais vitais usando sistemas embarcados e IoT

O projeto e desenvolvimento de equipamentos biomédicos portáteis e de baixo custo para o monitoramento de sinais cardíacos, pressão arterial, oximetria, frequência respiratória, entre outras tem sido alvo de muita pesquisa nas recentes décadas. Tem sido desenvolvidos projetos de desenvolvimento de eletrocardiógrafo portáteis, usando microcontroladores, e a classificação dos sinais adquiridos para fins de diagnóstico de doenças cardíacas, usando algoritmos de detecção/classificação. No processo de apresentação dos dados, técnicas de transmissão usando IOT tem sido providenciadas e associadas a projetos de sistemas embarcados.

Tema 03: Uso de Metodologias de Processamento de Sinais e Inteligência Artificial aplicados a Sistemas de Potência e Sistemas Biomédicos

O uso de sistemas embarcados associado técnicas de processamento de sinais e inteligência artificial é outro tema de pesquisa, havendo identificação para as áreas de Sistemas de Potência e Sistemas Biomédicos. Nesse caso, há parcerias com outros professores do PPGEE e outras universidades, considerando identificar soluções para problemas recorrentes na indústria e no sistema de saúde pública. 

Dr. Edgard de Macedo Silva

Tema 01: Desenvolvimento de ensaios Eletromagnéticos não destrutivos para análise  de estruturas

Dr. Edgard Luiz Lopes Fabrício

Tema 01: Análise de Topologias para Compensação de Distúrbios de Qualidade de Energia em Redes de Distribuição

 Dr. Jefferson Costa e Silva

Tema 01: Antenas Planares

As antenas planares se constituem em uma das tecnologias de antena de maior sucesso. Tal sucesso decorre de propriedades vantajosas e únicas bem conhecidas, como perfil baixo, peso leve, estrutura plana (mas também adaptável a geometrias não planas), resistência mecânica, facilidade de fabricação e de baixo custo, fácil integração com componentes passivos e ativos, facilidade de combinação para formar arranjos e excelente versatilidade em termos de características eletromagnéticas (frequência de ressonância, impedância de entrada, diagrama de irradiação, ganho, polarização). As antenas planares podem ser usadas em uma faixa de frequência muito ampla, estendendo-se aproximadamente de 1 GHz a 100 GHz. Diversas geometrias têm sido usadas em antenas planares, tanto no elemento irradiante, como também  para modificar o plano de terra e implementá-lo como uma estrutura de defeito no plano de terra (DGS).

Tema 02: Filtros de micro-ondas

Disponibilizar acesso a redes de telecomunicações nas mais diversas localidades, com qualidade de serviço e sem perder mobilidade, coloca grandes desafios aos fabricantes de equipamentos e infraestruturas móveis. Em ambos os casos, os filtros desempenham um papel fundamental, separando os sinais desejados dos indesejados. Os sistemas de telecomunicações requerem filtros com condições de funcionamento cada vez mais desafiadoras em termos de resposta em frequência, para além de baixo custo, peso e volume (miniaturização). Nesse sentido, novas configurações de filtros de micro-ondas vêm sendo desenvolvidas. Para atender a esses requisitos, os filtros planares são amplamente utilizados. Estes podem ser vistos como ressonadores, concentrados ou quase agrupados, para os quais a frequência de ressonância é determinada pela geometria. Existem outras aplicações importantes de filtros, como Wi-Fi, sistemas globais de navegação por satélite e equipamentos de teste e medição (analisadores de espectro e rede).

Tema 03: Sensores

Se um material sob teste (MUT) for incorporado em um filtro e o filtro alterar sua resposta de frequência de acordo com as características do MUT, este filtro poderá ser utilizado como um sensor. Os sensores são dispositivos capazes de detectar ações ou estímulos externos e responder em consequência, transformando as grandezas físicas ou químicas em grandezas eléctricas. O funcionamento dos sensores depende do ambiente em que são instalados, pois ao receber o estímulo a que foram programados, não havendo interferência, emitem um sinal que é capaz de ser interpretado por outros dispositivos. Um dos desafios tecnológicos é o desenvolvimento de sensores que possam ser integrados aos sistemas de telecomunicações. Há uma grande variedade de sensores e aplicações. Por isso, esse é um dos segmentos da tecnologia dos dispositivos que mais vem crescendo.

Tema 04: Propagação

O crescente número de dispositivos conectados à internet, aliado à necessidade de uma rede mais segura, rápida e com capacidade para bilhões de dispositivos conectados, serviram de base para o desenvolvimento do modernos sistemas de comunicação móvel pessoal. Um dos fatores que determina o bom desempenho de uma rede de comunicação sem fio é o conhecimento do canal de rádio móvel em que se deseja transmitir. Para isso, são realizadas simulações na frequência de trabalho dessas redes, visando a obtenção de alguns dos principais parâmetros de caracterização do canal: a perda de percurso, situação de visada (LOS e NLOS), a distribuição de potência na região e o perfil de atraso de potências. A região de estudo é caracterizada para o caso de possuir características geográficas diferentes, tais como, áreas de vegetação, espelhos d’água e construções bastante heterogêneas. Para isso, podem ser utilizados diferentes modelos de predição estatísticos ou empíricos para a obtenção do mais fiel perfil de propagação do sinal em cada ambiente.

 Dr. Paulo Ditarso Maciel Júnior

Tema 01: Integração do 5G com Redes Definidas por Software, Virtualização das Funções de Rede e Ciclo de Controle Fechado nas Telecomunicações 

 A integração do 5G com Redes Definidas por Software (SDN), Virtualização das Funções de Rede (NFV) e Ciclo de Controle Fechado (Closed Control Loop) está revolucionando as telecomunicações. O 5G promete altas velocidades e baixa latência, essenciais para novas aplicações como a Internet das Coisas (IoT) e a condução autônoma. SDN e NFV trazem flexibilidade e eficiência, permitindo uma gestão centralizada e virtualização de funções de rede, enquanto o Closed Control Loop promove a automação e a auto-otimização em tempo real. Este conjunto cria redes mais resilientes, ágeis e escaláveis, prontas para suportar o crescimento de dispositivos conectados e novas exigências de desempenho. Os trabalhos de mestrado a serem desenvolvidos neste tema devem propor e avaliar mecanismos baseados nas tecnologias mencionadas, com foco na automação e otimização de Redes 5G privadas.

 Dr. Paulo Henrique da Fonseca Silva

Tema 01: Sistemas de Comunicações Sem Fio

Tema 02: Dispositivos e Circuitos de Micro-Ondas

Tema 03: Antenas, Ondas e Propagação

Dra. Rossana Moreno Santa Cruz

Tema 01: Otimização de Plataformas de Testes Voltadas ao Estudo de Biossensores Baseados na Ressonância de Plásmons de Superfície em Fibras Ópticas

 A Ressonância de Plásmons de Superfície (Surface Plasmon Resonance, SPR) é um fenômeno óptico utilizado para medir interações moleculares, sem a necessidade de marcadores, em tempo real. Esse fenômeno ocorre quando uma onda luminosa p-polarizada se propaga em um substrato óptico sob condições de reflexão total, mas parte da sua energia incide sobre uma superfície metálica (Surface Plasmon Wave, SPW). Os plásmons de superfície são sensíveis às características do meio circundante, de forma que parte da onda luminosa é absorvida pelo metal, resultando em uma diminuição da sua reflectância. Esta técnica é muito utilizada para o estudo de interações biomoleculares. A ligação entre biomoléculas resulta em mudanças no índice de refração do meio circundante. As fibras ópticas são substratos muito utilizados na obtenção do fenômeno SPR, devido a sua miniaturização, simplicidade, baixo custo e possibilidade de utilização em locais hostis com confiabilidade e bom desempenho. Neste contexto, propõe-se o estudo e a construção de sensores SPR em fibras ópticas, com ênfase na otimização de plataformas de testes para a investigação experimental dos biossensores propostos. Isto inclui a montagem de duas plataformas, uma para a análise e medição dos sensores no modo de interrogação angular (Angular Interrogation Mode – AIM) e outra voltada ao modo de interrogação espectral (Wavelength Interrogation Mode, WIM). O intuito de investir nas plataformas de testes é, não apenas poder validar as análises teóricas e proposições dos diversos sensores, mas também de disponibilizar para os estudantes de disciplinas e que desenvolvem pesquisas na área um aparato para a elaboração de diversos experimentos, podendo contribuir não somente com a pesquisa científica mas também com o processo de ensino-aprendizagem em sala de aula.

Tema 02: Projeto e Construção de Biossensores Baseados na Ressonância de Plásmons de Superfície Localizada em Fibras Ópticas Microestruturadas

 As inovações tecnológicas em Fotônica permitiram que fossem desenvolvidos novos tipos de fibras ópticas que incorporam em si todas as características das fibras convencionais acrescidas de novas formas de propagação da luz em seu interior. Com o advento dos cristais fotônicos, foi possível o desenvolvimento das fibras ópticas de cristais fotônicos (Photonic Crystal Fibers, PCF), o que permitiu a obtenção de efeitos ópticos até então impossíveis de se alcançar com as fibras ópticas convencionais, representando uma nova era nas comunicações ópticas. As PCF podem ser aplicadas em diversas áreas como metrologia de precisão, espectroscopia, óptica não-linear e no sensoriamento de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Por outro lado, os sensores baseados no fenômeno físico da Ressonância de Plásmons de Superfície (Surface Plasmon Resonance, SPR) vêm ganhando destaque em estudos e aplicações científicas voltadas ao sensoriamento de substâncias biológicas. Atualmente, as aplicações do fenômeno SPR podem se estender à escala nanométrica, dando lugar à Ressonância de Plásmons de Superfície Localizada (Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR), o que proporciona um aumento do campo eletromagnético localizado, aumentando a sensibilidade de detecção. Aliada à tecnologia das fibras ópticas, a técnica LSPR pode ser utilizada na construção de sensores capazes de medir ou monitorar parâmetros em nível molecular, possibilitando, por exemplo, a caracterização em tempo real de interações entre as biomoléculas e as multicamadas do sensor, sem a necessidade de marcadores. Neste contexto, propõe-se o estudo e a construção de sensores LSPR em fibras ópticas, com a elaboração de modelos teóricos que apresentem os efeitos da variação dos parâmetros geométricos e eletromagnéticos relacionados ao desempenho dos sensores, associando a investigação teórica à construção dos dispositivos propostos.

 Dr. Ruan Delgado Gomes

Tema 01: Integração do 5G com Redes Definidas por Software, Virtualização das Funções de Rede e Ciclo de Controle Fechado nas Telecomunicações 

 A integração do 5G com Redes Definidas por Software (SDN), Virtualização das Funções de Rede (NFV) e Ciclo de Controle Fechado (Closed Control Loop) está revolucionando as telecomunicações. O 5G promete altas velocidades e baixa latência, essenciais para novas aplicações como a Internet das Coisas (IoT) e a condução autônoma. SDN e NFV trazem flexibilidade e eficiência, permitindo uma gestão centralizada e virtualização de funções de rede, enquanto o Closed Control Loop promove a automação e a auto-otimização em tempo real. Este conjunto cria redes mais resilientes, ágeis e escaláveis, prontas para suportar o crescimento de dispositivos conectados e novas exigências de desempenho. Os trabalhos de mestrado a serem desenvolvidos neste tema devem propor e avaliar mecanismos baseados nas tecnologias mencionadas, com foco na automação e otimização de Redes 5G privadas.

Dra. Silvana Luciene do Nascimento Cunha Costa

Tema 01: Processamento Digital de Sinais de Voz

A linha de pesquisa em Processamento de Sinais consiste no método de analisar sinais do mundo real usando ferramentas matemáticas e computacionais, para realizar transformações ou extrair informações desses sinais. No processamento de sinais de voz, sistemas especialistas têm sido desenvolvidos empregando medidas baseadas na análise linear e não linear, bem como inteligência artificial para a classificação.  As aplicações tem sido voltadas para a detecção de patologias laríngeas, monitoramento da saúde vocal e reconhecimento de emoções a partir da fala.

Dra. Suzete Elida Nóbrega Correia

Tema 01: Processamento Digital de Sinais de Voz e Imagem e Reconhecimento de Padrões

A linha de pesquisa em Processamento de Sinais consiste no método de analisar sinais do mundo real usando ferramentas matemáticas e computacionais, para realizar transformações ou extrair informações desses sinais. No processamento de sinais de voz, sistemas especialistas têm sido desenvolvidos empregando medidas baseadas na análise linear e não linear, bem como inteligência artificial para a classificação.  As aplicações tem sido voltadas para a detecção de patologias laríngeas, monitoramento da saúde vocal e reconhecimento de emoções a partir da fala.