Descrição do projeto: A presente proposta de projeto indissociável tem como objetivo dar apoio ao projeto Farmácia Solidária, instituído em diversos município no estado do Rio Grande do Sul, por meio do desenvolvimento de um sistema para integração das unidades de coleta e de distribuição de medicamentos, potencializando a abrangência de ação do mesmo na comunidade gaúcha. Como metodologia, está planejado o desenvolvimento de duas aplicações, sendo uma delas para plataforma Web com o intuito de gerenciar os estoques e os detalhamentos dos medicamentos doados; e uma outra para a plataforma Mobile que servirá de ponto de acesso pelos cidadãos para os serviços oferecidos pela Farmácia Solidária. Espera-se, com o presente projeto, aliar as perspectivas de: (1) pesquisa, com a investigação de metodologias de desenvolvimento tecnológico para gerar uma solução para a demanda do projeto; (2) extensão, trazendo demandas da comunidade externa e proporcionando ações cooperadas entre o IFRS e os executores do projeto; e (3) ensino, trazendo uma aplicação prática dos conceitos trabalhados nas disciplinas dos cursos da área de desenvolvimento de software para os estudantes.
Institucionalização: Projeto indissociável (ensino, pesquisa e extensão)
Período de realização: julho-2021 até janeiro-2022
Fomento: Edital IFRS 29/2021 - Fomento a projetos indissociáveis
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Otávio Henrique Gardini Cappovilla (bolsista)
Gabriel Lovato Vianna (estagiário)
Descrição do projeto: Memórias DRAM do tipo 3D, as quais são constituídas de múltiplos chips de memória “empilhados” em múltiplas camadas de metais, proporcionam maiores capacidades de armazenamento e maiores taxas de transferência. Neste tipo de memória, uma das camadas é chamada de camada lógica e pode ser utilizada para a implementação de elementos de processamento, os quais possuem acesso direto aos barramentos de alta performance da memória, metodologia esta chamada de processamento em memória (PIM). Inúmeros trabalhos já exploram PIM para diferentes aplicações, como Big-Data, redes neurais e grafos. A infraestrutura de memória se caracteriza por representar grande parte do consumo energético em dispositivos multimídia, se agravando em aplicações que manipulam vídeo digitais, principalmente quando o paralelismo (múltiplos núcleos de processamento) é explorado. Neste sentido, avaliações sobre a futura geração de codificadores e decodificadores de vídeo, representada pelo padrão emergente Versatile Video Coding (VVC), demonstram as graves restrições de acessos à memória impostas por aplicações de vídeo que se baseiam neste padrão. Este projeto de pesquisa tem como objetivo explorar a utilização da metodologia PIM como forma de reduzir o consumo de energia em codificadores e decodificadores de vídeos digitais com relação à comunicação com a memória externa da aplicação. Como atividades principais do projeto, pretende-se utilizar bibliotecas e ferramentas para implementação de algoritmos de forma a serem executados em sistemas de processamento baseados em PIM. Serão desenvolvidos e avaliados diferentes etapas da decodificação de vídeo, de modo a avaliar o impacto no desempenho e no consumo de energia da aplicação completa. Este projeto já teve seu desenvolvimento durante o ano de 2020, com o enfoque no módulo de Compensação de Movimento, etapa importante dos decodificadores de vídeo. A partir de implementações deste módulo para a plataforma de processamento em memória alvo do projeto, pretende-se dar continuidade para as etapas de experimentação e avaliação dos níveis de ganho de desempenho e de redução energética, quando comparada a uma infraestrutura de memória de propósito geral utilizando hierarquia de memórias do tipo cache. Após a finalização da exploração desta etapa da decodificação de vídeo, outros módulos funcionais serão selecionados para a exploração do processamento em memória.
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Período de realização: agosto-2021 até agosto-2022
Fomento: Edital IFRS 41/2021 - PROBITI-FAPERGS
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Prof. Dr. Bruno Zatt (ViTech - Universidade Federal de Pelotas)
Prof. Dr. Sergio Bampi (Universidade Federal do Rio Grande do Sul)
Prof. Dr. Marco Antônio Zanata (Universidade Federal do Paraná)
Garrenlus de Souza (bolsista)
Descrição do projeto: Este projeto de pesquisa propõe a exploração do armazenamento aproximado em sistemas de memória de codificadores de vídeo do padrão Versatile Video Coding (VVC). Algoritmos de compressão de vídeo definidos pelo padrão emergente VVC apresentam altíssima complexidade computacional, uma vez que empregam técnicas avançadas para reduzir o volume de representação dos vídeos digitais, com foco em ultra alta definição (como 4K e 8K). Como efeito colateral, a execução destes algoritmos com alto desempenho e com baixo consumo de energia é um desafio de implementação nas mais diferentes plataformas. Com o objetivo de se reduzir o consumo energético e viabilizar o processamento de vídeos eficiente definido pelo padrão VVC em dispositivos móveis alimentados por baterias, o uso de técnicas de armazenamento aproximado propõe a redução controlada na eficiência da codificação (menor qualidade do vídeo e menor taxas de compressão), em prol da redução do consumo de energia no armazenamento de informações que tenham propriedades resilientes (em outras palavras, dados tolerantes a falhas). A metodologia proposta por este trabalho pretende realizar uma avaliação criteriosa dos níveis de tolerância a falhas em estruturas de dados e etapas da codificação de vídeo VVC de modo a construir um perfil detalhado. A partir desta caracterização, estratégias para o emprego de armazenamento aproximado serão desenvolvidas, testadas, modeladas, implementadas e avaliadas através de ambientes de simulação a partir de modelos de tecnologias de memória emergentes na indústria e academia. Ao final deste projeto pretende-se obter uma análise completa do emprego de estratégias de armazenamento aproximado em tarefas específicas da codificação de vídeo VVC, com resultados em termos de aumento na eficiência energética dos sistemas de memória e as respectivas perdas na eficiência de codificação.
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Período de realização: agosto-2021 até agosto-2022
Fomento: Edital IFRS 42/2021 - PROBIC-FAPERGS
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Prof. Dr. Bruno Zatt (ViTech - Universidade Federal de Pelotas)
Prof. Dr. Daniel Munari Vilchez Palomino (ViTech - Universidade Federal de Pelotas)
Arthur Cerveira (bolsista)
Descrição do projeto: Esta proposta pretende promover a digitalização das informações de mobilidade urbana no município de Farroupilha-RS. O projeto articula de forma indissociável ações de extensão, atividades de ensino e pesquisa aplicada no contexto do transporte público urbano. A comunidade externa se insere nas atividades do projeto por meio de atividades de coleta e digitalização das informações do transporte público, de forma a padronizar os dados referentes às linhas, itinerários e horários no formato GTFS. A partir dos dados digitalizados e formatados, atividades de ensino relacionadas a disciplinas específicas e a trabalhos de conclusão dos cursos de informática do serão propostas. Para dar suporte a tais atividades, os dados digitalizados serão disponibilizados em forma de serviços Web por meio de um portal. Como iniciativas para pesquisa aplicada, investigações para a implementação de protótipos para rastreamento dos ônibus serão realizadas, de modo a buscar a viabilidade de conexão das informações de trânsito (no formato GTFS) com dados coletados em tempo real dos veículos. Além disso, soluções de software para visualização e gerência dos dados também serão viabilizados. A partir destas atividades, o projeto pretende, por meio da prática indissociável entre extensão, ensino e pesquisa, contribuir para a comunidade do município de Farroupilha na sua relação com os sistemas de mobilidade urbana, incentivando cada vez mais o seu uso como forma de reduzir desigualdades e promover a justiça social.
Institucionalização: Projeto indissociável (ensino, pesquisa e extensão)
Período de realização: setembro-2020 até março-2021
Fomento: Edital IFRS 15/2020 - Fomento a projetos indissociáveis
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Mateus Orlandin Lorenzatti (bolsista)
Descrição do projeto: Memórias DRAM do tipo 3D, as quais são constituídas de múltiplos chips de memória “empilhados” em múltiplas camadas de metais, proporcionam maiores capacidades de armazenamento e maiores taxas de transferência. Neste tipo de memória, uma das camadas é chamada de camada lógica e pode ser utilizada para a implementação de elementos de processamento, os quais possuem acesso direto aos barramentos de alta performance da memória, metodologia esta chamada de processing-in-memory (PIM). Inúmeros trabalhos já exploram PIM para diferentes aplicações, como Big-Data, redes neurais e grafos. A infraestrutura de memória se caracteriza por representar grande parte do consumo energético em dispositivos multimídia, se agravando em aplicações que manipulam vídeo digitais, principalmente quando o paralelismo (múltiplos núcleos de processamento) é explorado. Neste sentido, avaliações sobre a futura geração de codificadores e decodificadores de vídeo, representada pelo padrão emergente Versatile Video Coding (VVC), demonstram as graves restrições de acessos à memória impostas por aplicações de vídeo que se baseiam neste padrão. Este projeto de pesquisa tem como objetivo explorar a utilização da metodologia PIM como forma de reduzir o consumo de energia em codificadores e decodificadores de vídeos digitais com relação à comunicação com a memória externa da aplicação. Como atividades principais do projeto, pretende-se utilizar bibliotecas e ferramentas para implementação de algoritmos de forma a serem executados em sistemas de processamento baseados em PIM. Serão desenvolvidos e avaliados diferentes etapas da codificação e decodificação de vídeo, de modo a avaliar o impacto no desempenho e no consumo de energia da aplicação completa
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Período de realização: agosto-2020 até julho-2021
Fomento: Edital IFRS 27/2020 - PROBITI-FAPERGS
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Prof. Dr. Bruno Zatt (ViTech - Universidade Federal de Pelotas)
Prof. Dr. Sergio Bampi (Universidade Federal do Rio Grande do Sul)
Garrenlus de Souza (bolsista)
Descrição do projeto: Este projeto de pesquisa propõe uma avaliação dos níveis de resiliência de aplicações de codificação de vídeo do padrão Versatile Video Coding (VVC) de modo a demonstrar a potencialidade e viabilidade da aplicação de técnicas de armazenamento aproximado nas estruturas de dados processadas por seus algoritmos. Algoritmos de compressão de vídeo definidos pelo padrão emergente VVC apresentam altíssima complexidade computacional, uma vez que empregam técnicas avançadas para reduzir o volume de representação dos vídeos digitais, com foco em ultra alta definição (como 4K e 8K). Como efeito colateral, a execução destes algoritmos com alto desempenho e com baixo consumo de energia é um desafio de implementação nas mais diferentes plataformas. Com o objetivo de se reduzir o consumo energético e viabilizar o processamento de vídeos eficiente definido pelo padrão VVC em dispositivos móveis alimentados por baterias, o uso de técnicas de armazenamento aproximado propõe a redução controlada na eficiência da codificação (menor qualidade do vídeo e menor taxas de compressão), em prol da redução do consumo de energia no armazenamento de informações que tenham propriedades resilientes (em outras palavras, dados tolerantes a falhas). A metodologia proposta por esta trabalho pretende realizar uma avaliação criteriosa dos níveis de tolerância a falhas em estruturas de dados e etapas da codificação de vídeo VVC de modo a construir um perfil detalhado, o qual servirá como base para implementações futuras de estratégias efetivas de armazenamento aproximado.
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Período de realização: agosto-2020 até julho-2021
Fomento: Edital IFRS 27/2020 - PROBIC-FAPERGS
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Prof. Dr. Bruno Zatt (ViTech - Universidade Federal de Pelotas)
Prof. Dr. Daniel Munari Vilchez Palomino (ViTech - Universidade Federal de Pelotas)
Arthur Cerveira (bolsista)
Descrição do projeto: Esta proposta de projeto de pesquisa pretende a criação de um ambiente para desenvolvimento de sistemas de software multiplataformas como metodologia de aprendizagem e de incentivo à inovação científica e tecnológica, chamado de Fábrica de Software. Com o foco inicial na implementação de duas aplicações, a equipe executora (composta pelo coordenador, colaboradores e bolsistas) trabalhará envolta em problemáticas do mundo do trabalho a serem resolvidas. Para tanto, múltiplas plataformas de desenvolvimento serão adotadas e integradas para trazer uma maior flexibilidade aos usuários. As atividades a serem desempenhadas pelos bolsistas do projeto estarão de acordo em metodologias de desenvolvimento de software, as quais abrangem desde etapas iniciais do processo (como a engenharia de requisitos), bem como etapas de codificação, desenvolvimento e teste dos sistemas. Desta forma, almeja-se que os estudantes possam desenvolver os conceitos trabalhados ao longo dos componentes curriculares de seus cursos de origem (independente do nível de ensino), aliando-se, assim, aos objetivos dos projetos pedagógicos dos cursos e ao incentivo da inovação e da pesquisa aplicada. Além disso, os alunos terão contato com ferramentas e tecnologias estado-da-arte em termos de projetos multiplataformas. A presente proposta representa uma continuação ao que foi desenvolvido no primeiro ano do projeto “Fábrica de Software”, o qual fomentou o desenvolvimento duas aplicações multiplataformas: um sistema para empresas de transporte coletivo privado e um objeto de aprendizagem para ensino de lógica de programação baseado em conceitos de robótica. Como demandas a serem resolvidas para esta proposta de renovação do projeto, têm-se: (1) aplicação para emparceiramento em torneios de xadrez segundo regras internacionalmente padronizadas; e (2) dar continuidade ao desenvolvimento do objeto de aprendizagem, baseado em robótica, para o ensino de lógica de programação (CompLog).
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Período de realização: maio-2019 até fevereiro-2020
Fomento: Edital IFRS 77/2018 - Fomento Interno 2019-2020
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Leonardo Bortolini (bolsista)
Descrição do projeto: Esta proposta pretende promover as atividades do projeto ByBus, o qual pretende revolucionar a experiência dos usuários do transporte público municipal de Farroupilha com relação ao acesso às informações das linhas operadas no município. O projeto articula de forma indissociável ações de extensão, atividades de ensino e pesquisa aplicada no contexto do transporte público urbano. A comunidade externa se insere nas atividades do projeto por meio de atividades de coleta e digitalização das informações do transporte público, de forma a padronizar os dados referentes às linhas, itinerários e horários no formato GTFS. A partir dos dados digitalizados e formatados, atividades de ensino relacionadas a disciplinas específicas (como banco de dados e desenvolvimento de sistemas de software) e a trabalhos de conclusão dos cursos de informática do IFRS Campus Farroupilha serão propostas. Como iniciativas para pesquisa aplicada, investigações para a implementação de protótipos para rastreamento dos ônibus serão realizadas, de modo a buscar a viabilidade de conexão das informações de trânsito (no formato GTFS) com dados coletados em tempo real dos veículos. A partir destas atividades, o projeto pretende, por meio da prática indissociável entre extensão, ensino e pesquisa, contribuir para a comunidade do município de Farroupilha na sua relação com o transporte público urbano, incentivando cada vez mais o seu uso como forma de reduzir desigualdades e promover a justiça social.
Institucionalização: Projeto indissociável (ensino, pesquisa e extensão)
Período de realização: maio-2019 até dezembro-2019
Fomento: Edital IFRS 02/2019 - Fomento a projetos indissociáveis
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Richard Abisla (portifolio manager - Caravan Studios)
Cristina Arruda (Biblioteca Pública Municipal Olavo Bilac)
Emili Moreira de Souza (bolsista)
Site do projeto: http://bit.ly/bybus-farroupilha
Descrição do projeto: Recentes avanços em tecnologias de fabricação têm proporcionado o projeto de memórias DRAM do tipo 3D, as quais são constituídas de múltiplos chips de memória “empilhados” em múltiplas camadas de metais, proporcionando maiores capacidades de armazenamento e maiores taxas de transferência. Neste tipo de memória, uma das camadas é chamada de camada lógica e pode ser utilizada para a implementação de elementos de processamento, os quais possuem acesso direto aos barramentos de alta performance da memória, metodologia esta chamada de processing-in-memory (PIM). Inúmeros trabalhos já exploram PIM para diferentes aplicações, como Big Data, redes neurais e grafos. A infraestrutura de memória se caracteriza por representar grande parte do consumo energético em dispositivos multimídia, se agravando em aplicações que manipulam vídeo digitais, principalmente quando o paralelismo (múltiplos núcleos de processamento) é explorado. Neste sentido, avaliações sobre os codificadores de vídeo segundo o padrão estado-da-arte, o High-Efficiency Video Coding (HEVC), demonstram as graves restrições de acessos à memória impostas por aplicações de vídeo que se baseiam neste padrão. Este projeto de pesquisa tem como objetivo explorar a utilização da metodologia PIM como forma de reduzir o consumo de energia em codificadores e decodificadores de vídeos digitais com relação à comunicação com a memória externa da aplicação. Como atividades principais do projeto, pretende-se, de forma inicial, avaliações conceituais e experimentais dos algoritmos envolvidos na codificação de vídeo HEVC, com o objetivo de identificar os módulos com maior potencialidade de ser destinado ao projeto PIM. Após, elementos de processamento PIM serão desenvolvidos para estas etapas, com o foco em reduzir a comunicação entre o codificador/decodificador de vídeo e a memória principal da aplicação. Por fim, análises de consumo de energia, performance e de outras questões envolvidas com o projeto PIM serão analisadas, de forma mensurar as contribuições efetivas das soluções desenvolvidas ao longo do projeto.
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Período de realização: agosto-2019 até julho-2020
Fomento: Edital IFRS XXX - PROBITI-FAPERGS
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Prof. Dr. Bruno Zatt (ViTech - Universidade Federal de Pelotas)
Prof. Dr. Sergio Bampi (Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Garrenlus de Souza (bolsista)
Descrição do projeto: Este projeto de pesquisa tem como objetivo realizar uma avaliação experimental do uso de memória em futuras gerações de codificadores de vídeos digitais. A infraestrutura de memória se caracteriza por representar grande parte do consumo energético nos sistemas de computação, fato este que se agrava em aplicações que manipulam vídeo digitais, principalmente quando o paralelismo (processamento por múltiplos núcleos de processamento) é fortemente explorado. Neste sentido, avaliações sobre os codificadores de vídeo segundo o padrão estado-da-arte, o High-Efficiency Video Coding (HEVC), demonstram as graves restrições de acessos à memória impostas por aplicações de vídeo que se baseiam neste padrão. A demanda por aplicações diversificadas que necessitam de alta eficiência no processamento de vídeos digitais tornou imperativa a pesquisa e desenvolvimento de novos padrões de codificação, com o objetivo de suceder o HEVC. Neste sentido, estão em processo de desenvolvimento os padrões: Versatile Video Coding (VVC) e AV1. Análises qualitativas e conceituais apontam para restrições ainda maiores com relação ao uso de memória para codificadores segundo esta nova geração de padrões. De forma a embasar o desenvolvimento de soluções de software de hardware para a otimização da comunicação e do armazenamento de dados destas aplicações, são necessárias análises quantitativas sobre as características de uso de memória dos diferentes módulos da codificação de vídeo para estes padrões emergentes. Neste projeto, será desenvolvido um ambiente de análise experimental para a realização de avaliações de uso de memória utilizando aplicações de referência disponibilizadas pelas entidades padronizadoras: software VTM (para o VVC) e o software AV1 coded (para o AV1). Como atividades do projeto, rotinas para extração de informações de uso de memória serão implementados nestas aplicações, com o objetivo de gerar uma base estatística sólida para a identificação de potencialidades de otimização no uso da infraestrutura de memória. Além disso, o projeto também pretende instrumentar os códigos para a geração automática de rastros de acesso à memória, proporcionando a integração com ferramentas para a estimativa de consumo energético dos codificadores.
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Período de realização: agosto-2019 até julho-2020
Fomento: Edital IFRS XXX - PROBIC-FAPERGS
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Prof. Dr. Bruno Zatt (ViTech - Universidade Federal de Pelotas)
Prof. Dr. Sergio Bampi (Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Arthur Cerveira (bolsista)
Descrição do projeto: Esta proposta de projeto de pesquisa pretende a criação de um ambiente para desenvolvimento de sistemas de software multiplataformas como metodologia de aprendizagem e de incentivo à inovação científica e tecnológica, chamado de Fábrica de Software. Com o foco inicial na implementação de duas aplicações, a equipe executora (composta pelo coordenador, colaboradores e bolsistas) trabalhará envolta em problemáticas do mundo do trabalho a serem resolvidas. Para tanto, múltiplas plataformas de desenvolvimento serão adotadas e integradas para trazer uma maior flexibilidade aos usuários. As atividades a serem desempenhadas pelos bolsistas do projeto estarão de acordo em metodologias de desenvolvimento de software, as quais abrangem desde etapas iniciais do processo (como a engenharia de requisitos), bem como etapas de codificação, desenvolvimento e teste dos sistemas. Desta forma, almeja-se que os estudantes possam desenvolver os conceitos trabalhados ao longo dos componentes curriculares de seus cursos de origem (independente do nível de ensino), aliando-se, assim, aos objetivos dos projetos pedagógicos dos cursos e ao incentivo da inovação e da pesquisa aplicada. Além disso, os alunos terão contato com ferramentas e tecnologias estado-da-arte em termos de projetos multiplataformas. Como demandas a serem resolvidas na primeira edição deste projeto, têm-se: (1) aplicação para informatizar o fluxo de informações dentro de uma oficina mecânica; (2) aplicação para dinamizar a comunicação entre cliente e prestador de serviço em empresas de transporte coletivo privado.
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Período de realização: maio-2018 até fevereiro-2020
Fomento: Edital IFRS XXX - Fomento Interno
Equipe do projeto:
Prof. Felipe Sampaio (coordenador)
Mateus Orlandin Lorenzatti (bolsista)
Lucas Lutz (bolsista voluntário)
Produções:
TODO
Descrição do projeto: A presente proposta de projeto de pesquisa pretende realizar o projeto combinado de hardware e software de kits didáticos como objetos de aprendizagem para o auxílio à prática pedagógica em disciplinas da área de computação. O projeto combinado de hardware e software terá como base placas de desenvolvimento baseadas na plataforma open-hardware Arduino. Os focos do projeto são diversas disciplinas da área de informática: Lógica de Programação, Arquitetura de Computadores, Programação Avançada e Redes de Computadores. Em uma conceituação mais recente, objetos de aprendizagem são ferramentais que dinamizam e dão suporte às práticas docentes ao longo do processo de ensino-aprendizagem. Disciplinas da área de computação têm como característica a exigência por habilidades lógico-matemáticas, sendo que estas não se apresentam de maneira desenvolvida nos alunos, principalmente naqueles que estão em fase inicial do curso. Neste contexto, o desenvolvimento de tecnologias da informação veio a auxiliar as práticas pedagógicas na construção de objetos de aprendizagem cada vez mais dinâmicos, sistemáticos e interativos. As atividades a serem desenvolvidas neste projeto de pesquisa vêm ao encontro desta temática, proporcionando aos bolsistas deste projeto experiências na área de desenvolvimento de objetos de aprendizagem, focado nas temáticas da computação e utilizando metodologias de desenvolvimento com placas de prototipação baseadas na plataforma Arduino.
Institucionalização: Projeto de pesquisa
Fomento: Edital IFRS XXX - Fomento Interno
Equipe do projeto:
Prof. Dr. Felipe Sampaio (coordenador)
Mateus Orlandin Lorenzatti (bolsista PROBICT-BICET)
Lucas Lutz (bolsista voluntário)