Integrazione di Digital Twins e Mixed Reality: Un Caso di Studio

Questa tesi ha come proposito esplorare le architetture che integrano i Digital Twins in applicazioni di Mixed Reality. L’obiettivo cardine è quello di mostrare una possibile realizzazione di un sistema di questo tipo. Per raggiungere l’obiettivo posto si è scelto di progettare un sistema che sia realizzabile come soluzione in un contesto reale. La tesi è strutturata in modo tale da offrire al lettore una presentazione generale delle tecnologie utilizzate mantenendole ben distinte. Successivamente viene analizzata la possibilità di unire queste tecnologie presentando quindi delle possibili implementazioni. Come Caso di Studio si è scelto di realizzare un’applicazione a supporto dei medici che offrisse, durante un’operazione chirurgica, la possibilità di visualizzare il monitor dei parametri vitali tramite ologramma. L’architettura presentata viene suddivisa in tre sottosistemi indipendenti in base alla tecnologia presa di riferimento. Le macro sezioni presentate sono: Physical Asset, Digital Twins e Hologram. Questi sottosistemi vengono analizzati uno per volta e successivamente viene realizzata l’architettura inerente. Terminata la realizzazione del sistema, vengono presentate al lettore delle alternative architetturali con annesse le possibili implementazioni.

Modellazione grafica di elicotteri per la simulazione del volo

L'obiettivo di questo elaborato di tesi è la modellazione grafica delle cabine di pilotaggio di due elicotteri civili: si prevede una futura implementazione del modello di volo completo sul simulatore FlightGear. I due velivoli presi in considerazione sono stati sviluppati dall'azienda AgustaWestland e sono denominati AW109 e AW139. I modelli di volo sono composti da una parte grafica e dal modello dinamico del volo. La presente tesi si occupa del primo aspetto. Il lavoro di tesi è iniziato con una fase preliminare di ricerca che ha richiesto lo studio di come i modelli dinamici di volo siano implementati nel simulatore FlightGear; è stato, inoltre, approfondito l'utilizzo del linguaggio di markup XML necessario a descrivere il funzionamento e le caratteristiche dei velivoli in FlightGear. Ha fatto seguito la fase di scrittura dei file XML, facendo riferimento a modelli di elicotteri preesistenti e all'effettiva modellazione degli strumenti di bordo, attraverso il programma CAD Blender. Nella fase finale sono stati studiati e posizionati i vari strumenti principali di bordo, consultando i manuali degli elicotteri e ottenendo delle cabine di pilotaggio del tutto simili a quelle reali dei velivoli considerati. Gli sviluppi futuri di questo lavoro prevedono l'integrazione dei modelli grafici qui implementati nel modello di volo completo dei due elicotteri presi in considerazione.

Sintesi di dimetiladipato da carbonati organici e ciclopentanone utilizzando catalizzatori eterogenei a base di zinco

Lo scopo di questo progetto è studiare e sviluppare una sintesi alternativa del dimetiladipato (DMA), a partire da ciclopentanone (CPO) e dimetilcarbonato (DMC), con l’utilizzo di un ossido misto di zinco e magnesio come catalizzatore eterogeneo. Le prove sono state svolte in fase liquida con un reattore operante in condizioni discontinue (batch). In particolare, si è investigato l’effetto di diversi parametri operativi sulla reazione quali il tempo, il rapporto molare di alimentazione dei due reagenti, il carico catalitico utilizzato, il rapporto atomico Zn/Mg nel catalizzatore e la temperatura. Una volta individuate le migliori condizioni, si è valutata la possibilità di svolgere la reazione in due step, per cercare di incrementare la resa di DMA. Inizialmente, si è studiato solo il secondo step, cioè la reazione fra l’intermedio (carbossimetilciclopentan-2-one) e il metanolo e si sono ottenute rese di DMA del 92% con un rapporto MeOH:Intermedio di 150:1. Dopo aver ricavato le migliori condizioni di tale reazione, si è svolta la reazione completa a due step e si è dimostrato che è possibile condurre il secondo step a temperature più basse rispetto al primo, per convertire l’intermedio rimasto a DMA e migliorarne la resa dal 32% al 40%.

Effetto di starter autoctoni sulla qualità e la sicurezza di salami tradizionali spagnoli

Il lavoro svolto in questa tesi aveva l’obiettivo di valutare il potenziale tecnologico e bioprotettivo di ceppi di batteri lattici (LAB) isolati da salami tradizionali spagnoli. In particolare due ceppi (Lactiplantibacillus paraplantarum BPF2 e Pediococcus acidilactici ST6) che avevano dimostrato buone performance in vitro sono stati utilizzati, da soli o in miscela, come colture starter per la produzione salami e i prodotti ottenuti sono stati confrontati con un controllo a fermentazione spontanea ed un prodotto addizionato di uno starter commerciale contenente LAB e stafilococchi. Per quanto riguarda gli aspetti tecnologici, il pH ha mostrato cinetiche di acidificazione simili in tutti i prodotti, mentre il calo peso era più lento nel controllo. A livello microbiologico, i campioni addizionati di colture starter hanno mostrato carichi di LAB molto più elevati già al tempo zero, senza differenze significative in relazione al ceppo utilizzato. Enterobatteri e lieviti hanno mostrato andamenti simili in tutti i campioni. L’utilizzo di colture starter ha invece avuto un impatto rilevante sul contenuto di ammine biogene, con valori totali doppi nel campione ottenuto con fermentazione spontanea, e sul profilo in metaboliti volatili (soprattutto a carico di composti derivanti dall’acido piruvico). L’aspetto più rilevante di questa tesi è stato ottenuto nel challenge test, utilizzando come microrganismo target Listeria monocytogenes (inoculo 3 log ufc/g): infatti, nel controllo e nei campioni contenenti starter commerciale, L. monocytogenes era in grado di crescere fino a valori superiori a 5.7 log ufc/g, mentre i ceppi BPF2 e ST6 hanno determinato una riduzione del suo carico cellulare (2.4 log ufc/g). Questo conferma quindi le grandi potenzialità anti-listeria dei due ceppi testati e la loro attitudine ad essere utilizzati, oltre che come starter per i salami, anche come colture bioprotettive con lo specifico compito di contrastare lo sviluppo di L. monocytogenes.

La Lussazione della Rotula - Confronto tra Trattamento Conservativo e Trattamento Chirurgico: una Revisione Sistematica della Letteratura.

Background: La lussazione traumatica della rotula rappresenta il 2-3% delle lesioni riguardanti il ginocchio. È una condizione comune negli adolescenti e colpisce maggiormente il sesso femminile. Si associa spesso ad instabilità rotulea, alti tassi di ridislocazione, dolore, difficoltà nel ritorno alle attività di vita quotidiana e allo sport e artrosi dell’articolazione femoro-rotulea. Obiettivo: Lo scopo di questa Revisione Sistematica è confrontare i risultati di studi randomizzati controllati che esaminano l’efficacia di due tipi di trattamento, chirurgico e conservativo, rispetto a: funzionalità del ginocchio, tasso di ridislocazione, qualità di vita e ritorno allo sport nei pazienti affetti da un primo episodio di lussazione rotulea. Metodi: La ricerca è stata condotta sulle banche dati PubMed, Cochrane Library e PEDro. Sono stati selezionati RCT in lingua inglese senza imporre limiti temporali, che presentavano entrambi i trattamenti, chirurgico e conservativo, e un follow up di almeno due anni. I partecipanti dovevano essere affetti unicamente da un primo episodio di lussazione. La qualità metodologica degli articoli è stata valutata tramite la PEDro scale. Risultati: Otto articoli hanno soddisfatto i criteri di eleggibilità e sono stati inclusi nella Revisione. Il punteggio medio alla PEDro scale di 3.6/10 ha rivelato una scarsa qualità metodologica degli articoli. La gran parte degli studi ha rilevato una riduzione del tasso di ridislocazione con il trattamento chirurgico, mentre non c’è concordanza nell’affermare la sua superiorità per migliorare la funzionalità del ginocchio. Conclusioni: Gli studi inclusi non hanno mostrato una chiara efficacia di un trattamento rispetto all’altro, se non riguardo al tasso di ridislocazione, ma la loro scarsa qualità metodologica rende tali risultati inaffidabili. Pertanto, sono necessari studi di qualità superiore per determinare con maggior precisione l’efficacia comparativa dei due interventi.

IL PROTOCOLLO LiFE. COMPARAZIONE TRA LA VERSIONE INDIVIDUALE E DI GRUPPO PER PREVENIRE LE CADUTE NELL’ANZIANO. UNA REVISIONE SISTEMATICA DELLA LETTERATURA

Background: Negli ultimi anni si è verificato un significativo aumento dell’aspettativa di vita che ha portato ad un incremento dell’età media della popolazione e di conseguenza un maggior rischio di cadere. Ricercare una strategia per promuovere il mantenimento della propria salute e ridurre le cadute risulta quindi di fondamentale importanza. Nasce così il programma LiFE basato sull’integrazione di attività di forza, equilibrio e PA all’interno della quotidianità. Obiettivo: Ricercare una strategia efficace a lungo termine ed economicamente sostenibile per ridurre le cadute nell’anziano e le conseguenze ad esse correlate. Materiali e metodi: Per la realizzazione di questa revisione sistematica è stato seguito il PRISMA Statement. Sono stati ricercati Trial Clinici Randomizzati che confrontassero la versione originale di LiFE a quella di gruppo gLiFE all’interno del sito dello studio e alcune banche dati. Il rischio di Bias di ogni articolo incluso è stato valutato tramite la PEDro scale. Risultati: Sono stati inclusi 3 articoli tramite i quali si è studiata l’efficacia, l’aderenza ed il costo dei due programmi analizzati. Non sono state dimostrate differenze statisticamente significative né per efficacia né per aderenza. Il costo economico totale per ogni partecipante al gruppo gLiFE è risultato inferiore in entrambi gli studi che lo hanno analizzato rispetto ai partecipanti a LiFE. Dividendo il costo totale in spesa a carico del partecipante e spesa a carico della società, risulta essere conveniente l’applicazione di gruppo per il singolo ma non per la società. Conclusioni: Il protocollo gLiFE è comparabile al protocollo LiFE in termini di efficacia, aderenza e costo. Si dovrebbe dare la possibilità agli anziani di poter scegliere il programma più adatto a loro in base alle loro caratteristiche ed esigenze. Non essendoci valutazioni a lungo termine sono necessari ulteriori studi per confrontare il costo-efficacia fra LiFE e gLiFE ma anche fra altri protocolli.

Chapel: analisi delle prestazioni su architetture a memoria distribuita

Nel presente elaborato si analizzeranno le prestazioni del linguaggio di programmazione parallela Chapel sul kernel Integer Sort di NAS Parallel Benchmarks. Questo algoritmo, a livello pratico, è utilizzato per studi o applicazioni sui metodi particellari. Saranno introdotti i concetti fondamentali di programmazione parallela e successivamente illustrate le principali caratteristiche di MPI e Chapel. Verranno poi approfonditi Integer Sort e i rispettivi dettagli implementativi, concludendo con un'analisi di prestazioni dei due linguaggi sul kernel preso in esame.

Analisi e progettazione di un sistema di accumulo per applicazioni in ambito industriale

"Electrification" è il concetto su cui è stata fondata l’idea del progetto trattato nell’elaborato. Si sente spesso parlare di elettrificazione e di transizione energetica, specialmente nell’ambito in cui ho avuto occasione di svolgere il tirocinio in preparazione della tesi. L’azienda con cui ho lavorato sull’attività di ricerca e analisi è, infatti, incentrata sul mercato Oil & Gas, per cui, in particolar modo in questo periodo storico, risente di un’enorme spinta all’ electrification e all’ottimizzazione degli impianti. A tal proposito, si sta dirigendo verso soluzioni che possano fornire supporto alla rete ed anche ridurre le emissioni di gas inquinanti in atmosfera. L’attività di ricerca si è basata su quelle che sono le tecnologie e le disponibilità sul mercato per sistemi di accumulo di energia all’interno dell’ambito industriale, con particolare attenzione ad aspetti quali sicurezza e innovazione. Le applicazioni di un sistema di accumulo sono svariate, per cui nell’elaborato ne sono state trattate due in particolare: peak shaving e sistema di backup. Sono stati sviluppati, quindi, tre progetti in parallelo: uno relativo al caso di peak shaving e due riguardanti sistemi di backup all’interno di una control cabin. Nel primo caso si è partiti da un progetto ex novo, mentre negli altri due casi si è fatto riferimento a due casi studio già ben definiti relativi a due impianti già esistenti a cui è stata sostituita la tecnologia alla base delle celle elettrochimiche che costituiscono il rack di batterie. L’obiettivo principale della tesi è stato dunque quello di progettare il sistema di accumulo per i relativi casi studio e di verificarne la fattibilità.

Integrare gli approcci all'innovazione Data Science e Design Thinking: analisi teorica e applicazione al caso della sanità parmense

Nel panorama aziendale odierno, risulta essere di fondamentale importanza la capacità, da parte di un’azienda o di una società di servizi, di orientare in modo programmatico la propria innovazione in modo tale da poter essere competitivi sul mercato. In molti casi, questo e significa investire una cospicua somma di denaro in progetti che andranno a migliorare aspetti essenziali del prodotto o del servizio e che avranno un importante impatto sulla trasformazione digitale dell’azienda. Lo studio che viene proposto riguarda in particolar modo due approcci che sono tipicamente in antitesi tra loro proprio per il fatto che si basano su due tipologie di dati differenti, i Big Data e i Thick Data. I due approcci sono rispettivamente il Data Science e il Design Thinking. Nel corso dei seguenti capitoli, dopo aver definito gli approcci di Design Thinking e Data Science, verrà definito il concetto di blending e la problematica che ruota attorno all’intersezione dei due metodi di innovazione. Per mettere in evidenza i diversi aspetti che riguardano la tematica, verranno riportati anche casi di aziende che hanno integrato i due approcci nei loro processi di innovazione, ottenendo importanti risultati. In particolar modo verrà riportato il lavoro di ricerca svolto dall’autore riguardo l'esame, la classificazione e l'analisi della letteratura esistente all'intersezione dell'innovazione guidata dai dati e dal pensiero progettuale. Infine viene riportato un caso aziendale che è stato condotto presso la realtà ospedaliero-sanitaria di Parma in cui, a fronte di una problematica relativa al rapporto tra clinici dell’ospedale e clinici del territorio, si è progettato un sistema innovativo attraverso l’utilizzo del Design Thinking. Inoltre, si cercherà di sviluppare un’analisi critica di tipo “what-if” al fine di elaborare un possibile scenario di integrazione di metodi o tecniche provenienti anche dal mondo del Data Science e applicarlo al caso studio in oggetto.

Per un linguaggio non sessista in Italia e in Spagna: proposta di traduzione di La perra, la cerda, la zorra y la loba e Más puta que las gallinas (y otras animaladas machistas)

L’elaborato presenta una proposta di traduzione/adattamento dei due albi illustrati La perra, la cerda, la zorra y la loba (Luis Amavisca e Marta Sevilla, 2020) e Más puta que las gallinas (y otras animalads machistas) (Luis Amavisca e Sonia Pulido, 2021). È diviso in cinque capitoli: il primo propone un quadro teorico sul linguaggio e gli insulti sessisti in Italia e Spagna, con alcuni accorgimenti su come utilizzare un linguaggio non sessista. Il secondo capitolo si concentra sull’educazione alla parità di genere, partendo dalle leggi in merito nei due paesi e dalle linee guida sul linguaggio non sessista per arrivare alla scuola e al ruolo della letteratura per l’infanzia e per ragazze e ragazzi e, in particolare, dell’albo illustrato. Il terzo è dedicato all’analisi dettagliata dei due testi, la cui proposta di traduzione/adattamento viene presentata nel quarto capitolo. Infine, il quinto capitolo verte sul commento alla traduzione proposta, concentrandosi sugli aspetti più interessanti e sull’influenza delle immagini.

Analisi della rappresentazione della rabbia in Italia e Cina tramite Perfetti sconosciuti e Kill mobile

Questa tesi si propone di confrontare e analizzare il modo in cui le persone di diverse culture esprimono e manifestano la loro rabbia. Per farlo, sono stati presi in considerazione due film (uno il remake dell'altro): Perfetti sconosciuti (2016) e Kill mobile (2018). Per capire meglio cos'è la rabbia e come si manifesta, sono stati analizzati molti studi relativi alle emozioni, per poi concentrarsi esclusivamente sulla rabbia; come influenza e modifica la mimica, le azioni e il modo di parlare. Sono state poi analizzate le diverse rappresentazioni ed espressioni della rabbia nelle due culture studiate (Italia e Cina). Dopo aver esaminato la trama e i personaggi dei due film, gli stessi sono stati messi a confronto per trovare eventuali analogie o differenze che potessero essere rilevanti ai fini di questo lavoro. In seguito, sono state individuate tutte le scene in cui era presente la rabbia (sia implicita che espressa), prima in Perfetti sconosciuti e poi in Kill mobile, per trovare gli episodi che condividono lo stesso antecedente e confrontarli. Per farlo, sono state create delle tabelle secondo il modello di script emotivo di Varriano e Zuccheri, contenente tutti gli aspetti rilevanti di ogni episodio: antecedente, relazione tra i personaggi, orientamento degli stessi tra loro, espressioni verbali e non verbali, segnali paralinguistici e linguistici (quando presenti). Nonostante le numerose differenze individuate, sia tra i film che tra le culture, è stato possibile confermare che le emozioni, e soprattutto la rabbia, condividono espressioni, azioni e manifestazioni simili, se non identiche.

Valutazioni per il dimensionamento degli impianti di condizionamento aria-acqua-olio in un banco prova motore

Il lavoro svolto, inizialmente, si proponeva di ricercare e approfondire gli strumenti fondamentali per il funzionamento di una sala prova, con l’obbiettivo di riunire in un unico elaborato informazioni sia sulla teoria che sul dimensionamento. A tal fine, sono stati presi in esame il ventilatore cella, l’aspiratore dei gas di scarico, l’unità di trattamento aria, la torre di raffreddamento e gli scambiatori di calore. Successivamente, l’attività di tesi si è focalizzata sulla creazione di un modello tramite Microsoft Excel che, in base ai dati di partenza selezionati, restituisse un dimensionamento delle componenti precedentemente analizzate. Questo modello è stato poi impiegato durante l’allestimento di una nuova sala di prova presso l’azienda AlmaAutomotive. La scelta delle condizioni di esercizio è stata fatta sulla base delle specifiche richieste dell’azienda. I risultati ottenuti dal modello sono stati quindi confrontati con i dati di dimensionamento presenti su preventivi richiesti ad aziende terze e con i dati di targa di apparecchiature montate su celle, analoghe a quella in realizzazione, presenti in azienda. Questo confronto, nei casi esaminati, ha evidenziato una buona correlazione. È stato inoltre creato un modello Simscape che rappresentasse il funzionamento dei due scambiatori (liquido motore e olio motore) in condizione stazionaria a regime. I risultati ottenuti dal modello sono stati paragonati con i dati ottenuti dalle formule teoriche (utilizzando Matlab): il confronto ha evidenziato che il modello Simscape è stato strutturato e definito correttamente.

Introduzione di nuove strategie per il miglioramento dell'efficienza di un hub logistico: il caso Sit S.p.A.

Il seguente elaborato di tesi espone ed analizza le nuove strategie introdotte nell’hub logistico dell’azienda SIT S.p.A., multinazionale che produce e commercializza dispositivi intelligenti per il controllo meccanico ed elettronico del gas e per la misurazione dei consumi. Tali strategie hanno l’obiettivo di migliorare l’efficienza del magazzino, intervenendo su due attività, la pallettizzazione e lo stoccaggio. Inizialmente è stato creato uno strumento per misurare correttamente i due KPI principali utilizzati nel magazzino per valutarne il livello di servizio: il tempo medio che intercorre tra la ricezione di un pallet ed il suo stoccaggio e il tempo medio per effettuare un’operazione di picking. Successivamente si è intervenuti sulla pallettizzazione, con una nuova procedura guidata dalle etichette, che riduce le possibilità di errore dell’operatore, e sullo stoccaggio, per il quale si è passati da una strategia random ad una per classi, basata sul livello di movimentazione dei materiali, aggiungendo anche un vincolo per l’altezza di materiali e bin. L’aggiornamento dei due processi è volto al miglioramento dell’efficienza del magazzino, abbassando anche i tempi dei KPI. Per entrambe le strategie si è rilevata, tramite test, una riduzione del tempo necessario per il completamento, oltre ad un generale aumento dell’efficienza dell’hub logistico.

Estrazione di additivi vegetali dal frutto di ribes rosso al fine di utilizzarli come ingredienti tecnologici in prodotti a base di carne

Lo studio ha lo scopo di isolare additivi di origine vegetale che possono essere utilizzati all’interno di una preparazione a base di carne al fine di migliorarne alcune caratteristiche funzionali. Lo studio si sviluppa in quattro frasi, nella prima dopo aver scelto la matrice vegetale su cui concentrarsi, ovvero il ribes rosso, sono stati estratti due ingredienti una polvere ottenuta dalla sansa del frutto ottenuta dopo un’estrazione con CO2 supercritica ed un estratto sfruttando due metodiche, la macerazione ed una sfruttando l’estrattore Naviglio. Ottenuti i due additivi vegetali sono stati analizzati a livello compositivo, caratterizzando i valori nutrizionali della polvere, eseguendo analisi sulla capacità antiossidante dei due ingredienti ed infine eseguendo una quantificazione del contenuto totale di flavonoidi sugli estratti. Conclusa l’analisi degli ingredienti lo studio prosegue con la parte applicativa ovvero la produzione di hamburger di carne di suino con l’aggiunta degli additivi prodotti, prima con dei test preliminari per poi delineare un piano operativo. Sono stati prodotti, molteplici repliche per tre diversi hamburger ognuno con una diversa concentrazione dei due ingredienti più il campione usato come controllo; in diversi giorni durante la loro shelf life sia i campioni crudi che quelli cotti sono stati analizzati con diverse metodiche analitiche per valutarne le caratteristiche e la loro evoluzione nel tempo. Nella fase conclusiva dello studio è stato eseguito un processo di digestione in vitro su tutti i campioni prodotti il giorno zero, tale tecnica simula tre fasi digestive orale, gastrica e intestinale producendo dopo ognuna soluzioni all’interno dei quali vi sono le componenti non digerite, su tali soluzioni sono stati eseguiti i test sull’attività antiossidante per valutarne gli effetti residui dopo essere stati digeriti e quindi l’efficacia dell’aggiunta di tali additivi in un prodotto a base di carne.

Studio di fattibilita’ per lo sfruttamento geotermico delle gallerie del Brennero

Il calore contenuto in profondità negli ammassi rocciosi può essere estratto attraverso un sistema geotermico che prevede l’inserimento di tubazioni in corrispondenza del rivestimento del tunnel, all'interno del quale circola un fluido termovettore che assorbe calore dalle pareti circostanti. Il caso di studio analizzato è la Galleria di Mules, un tunnel scavato in metodo tradizionale all'interno del Granito di Bressanone, che funge come unica finestra di accesso sul lato italiano alla Galleria di Base del Brennero (BBT). Essa si sviluppa in direzione ovest-est per una lunghezza pari circa a 1780 m. In fase di esercizio. Attraverso una caratterizzazione geologica e idrogeologica dell’area di interesse, prove di laboratorio su campioni e rilevazioni delle temperature all’interno della galleria, è stato possibile delineare un quadro geotermico dell’area di interesse. I dati raccolti hanno permesso di ricavare un modello 3D delle temperature dell’area e, attraverso un’apposita procedura di calcolo, quantificare il potenziale energetico estraibile dal tratto di galleria considerato. Sulla base dei risultati ottenuti, è stato realizzato uno schema dettagliato della disposizione del circuito sorgente, adattato sul progetto definitivo del rivestimento interno alla Galleria di Mules. In assenza di potenziali utenze termiche nelle vicinanze del portale di accesso, si è ipotizzato di destinare la risorsa geotermica ad una pavimentazione stradale dotata di sistema snow and ice melting. La pavimentazione permetterà il collegamento fra la strada SS12 e l’imbocco del tunnel. E’ stata effettuata una stima dei costi di investimento dell’intero sistema a pompa di calore e, sulla base del fabbisogno energetico dell’utenza considerata, sono stati valutati i costi di esercizio, confrontandoli con altre possibili soluzioni. Lo studio ha dimostrato la fattibilità tecnico-economica di soluzioni di questo tipo e si pone come primo passo per approfondimenti futuri.