Computazione Embodied e Disembodied: Cloud-based IoT

La tesi esplora la co-esistenza di computazioni embodied e disembodied nei moderni sistemi software, adottando come caso di studio il recente trend che vede sempre più coesi e integrati sistemi per l'Internet of Things e sistemi Cloud-based. Si analizzano i principali modelli di comunicazione, protocolli di comunicazione e architetture situate. Inoltre si realizza una piattaforma IoT Middleware cloud-based per mostrare come la computazione possa essere distribuita lato embodied e disembodied.

Sostenibilità della Supply Chain e indici di misurazione delle performance

Il presente elaborato si propone di analizzare la tematica della sostenibilità nella gestione della Supply Chain, con particolare attenzione alla misurazione delle performance attraverso indicatori KPI e modelli multidimensionali. Nella prima sezione, dopo un’introduzione sul tema dello sviluppo sostenibile, si offre una descrizione dello scenario attuale e degli approcci alla sostenibilità, evidenziandone i principi guida e le sfide future, mentre in seguito vengono analizzate le pressioni esercitate dagli stakeholder per l’implementazione di pratiche sostenibili. La seconda porzione dell’elaborato è incentrata sull’introduzione della sostenibilità nel Supply Chain Management, caratterizzandone l’evoluzione dalla tradizionale gestione della catena di fornitura e mettendone in luce opportunità e barriere. Successivamente, la terza parte si propone di entrare nel dettaglio in merito alle pratiche adottabili nella filiera finalizzate all’implementazione di un management sostenibile, proponendo un modello concettuale per l’analisi delle varie attività, dalla progettazione di prodotto fino alla logistica inversa. Un’ulteriore tematica approfondita è rappresentata dall’impatto di queste pratiche sostenibili sulle performance economiche aziendali, proponendo diversi approcci. Nell’ultima sezione dell’elaborato il focus è incentrato sulla misurazione delle performance di sostenibilità, dove ne vengono indagate opportunità e difficoltà, proponendo in seguito un modello teorico. Contestualmente vengono quindi esposti diversi KPI e modelli multidimensionali, i quali, con modalità e prospettive diverse, contribuiscono alla misurazione delle prestazioni di sostenibilità: in particolare viene fatto riferimento agli indici caratteristici del GRI e all’utilizzo combinato della balanced scorecard e dell’analytic hierarchy process.

Anioni: particelle identiche e topologia in meccanica quantistica

Si espone la teoria quantistica non relativistica dei sistemi di particelle identiche, costruendo un opportuno spazio delle configurazioni la cui struttura è coerente con la loro indistinguibilità. Si impiegano nozioni di topologia algebrica per la formulazione di una meccanica quantistica su tale spazio, mostrando che in due dimensioni spaziali esiste una continuità di statistiche quantistiche. Le particelle con queste statistiche intermedie tra bosoni e fermioni sono chiamate anioni. Si illustra l'importanza che hanno assunto nella spiegazione dell'effetto Hall quantistico e nell'attuale ricerca sulla possibilità di creare un computer quantistico topologico.

Introduzione alla Teoria Quantistica dei Campi: Spazi di Fock e il modello

La QFT è una teoria nata in ambito fisico per risolvere alcuni problematiche della teoria quantistica delle particelle, dando risultati sorprendenti. Nasce come teoria effettiva a cui fu successivamente necessario dare un rigore matematico. In generale le strutture matematiche teorizzate non risultano adeguate a modellare un ampio spettro di sistemi fisici. Esistono tuttavia dei modelli “giocattolo” perfettamente coerenti per i quali sono stati creati strumenti molto interessanti ed efficaci, come ad esempio gli spazi di Fock. In questa tesi oltre a una presentazione dettagliata degli spazi di Fock verrà descritto un esempio non banale della loro applicazione: il modello interattivo e ristretto ad una sola dimensione spaziale

Progetto e implementazione di circuiti a switch sincronizzato per la conversione di micropotenze da trasduttori piezoelettrici

Una delle principali caratteristiche dei trasduttori per energy harvesting piezoelettrici è il fatto che la loro impedenza d'uscita è principalmente capacitiva. Questo consente di elaborare schemi di conversione dell'energia basati su circuiti risonanti attivati in modo sincrono con le vibrazioni, che risultano in grado di aumentare notevolmente la potenza di uscita rispetto alle comuni interfacce passive. Questa tesi si è posta come obiettivo la progettazione e implementazione di un circuito per energy harvesting da vibrazioni basato sulla tecnica Synchronized Switch Harvesting on Inductor (SSHI) che garantisse un'elevata efficienza di conversione. Dovendo gestire potenze in ingresso tipicamente di debole entità, l'architettura proposta è stata ottimizzata per minimizzare la dissipazione di potenza interna al convertitore. Il circuito proposto è stato infine validato sperimentalmente tramite allestimento di un setup di misura dedicato.

La misurazione del teamwork nei progetti agili

Lo scopo di questa tesi è quello di aggregare ed elaborare tutti i dati che sono stati generati durante lo svolgimento del progetto del corso di Ingegneria del Software presso la facoltà di Informatica dell’Università di Bologna nell’Anno Accademico 2021/2022. In particolare saranno elaborati i dati provenienti da un questionario rivolto a tutti i partecipanti e dall’ambiente CAS (Compositional Agile System). Al progetto hanno partecipato 79 studenti, suddivisi in 16 team. La dissertazione consisterà nell’applicazione di un modello di qualità del teamwork e uno di maturità, seguendo il metodo adottato da Sofia Zani nella sua tesi lo scorso anno. Alla fine saranno analizzati tutti gli aspetti presi in considerazione e sarà ricercata una correlazione tra i due modelli.

Protezione della privacy nei servizi location-based tramite computazione locale

Utilizzando un servizio basato sulla posizione milioni di utenti acconsentono ogni giorno all'utilizzo e alla memorizzazione, da parte delle aziende fornitrici, dei propri dati personali. La legislazione attuale consente agli utilizzatori di questi servizi un discreto grado di protezione attraverso l'anonimizzazione dei dati. Esistono tuttavia situazioni in cui queste informazioni sono a rischio: se un malintenzionato dovesse penetrare con successo nel server in cui questi dati sono memorizzati potrebbe comunque essere in grado di accedere ai dati sensibili di un utente. Attraverso alcune tecniche, infatti, è possibile risalire a chi sono riferite le informazioni attraverso dei quasi-identifier. La soluzione può essere di approssimare i dati sulla posizione di un utente in modo da non offrire una visione troppo precisa a un possibile avversario nel caso in cui esso riesca a recuperarli. Allo scopo di comprendere i parametri con cui offuscare l'utente è stato scritto uno script in grado di simulare l'attività di diversi utenti circolanti per la città di New York. Questi ultimi simuleranno delle richieste ad un ipotetico servizio basato sulla posizione ad intervalli regolari. Queste richieste simulano il refresh automatico che uno smartphone compie. Attraverso i dati di queste ultime sarà possibile capire quali utenti si trovino in prossimità l'uno dell'altro, in modo da confondere le reciproche informazioni. Questo sistema fa sì che un avversario veda ridotte le sue possibilità di risalire ai dati relativi all'utente. Al ridursi dell'intervallo di esecuzione delle query si avrà un percorso più definito che però comporterà una maggiore quantità di dati recuperati. All'aumentare del raggio si avrà una maggiore incertezza nella posizione che ridurrà però il valore che i dati portano per un fornitore di servizi. Bilanciare quindi il valore economico dei dati e la protezione a cui è sottoposto un utente è fondamentale per comprendere i valori di offuscamento utilizzabili.

Quantum information and quantum communication theory in relation to black hole idealized mechanical models

Oggigiorno il concetto di informazione è diventato cruciale in fisica, pertanto, siccome la migliore teoria che abbiamo per compiere predizioni riguardo l'universo è la meccanica quantistica, assume una particolare importanza lo sviluppo di una versione quantistica della teoria dell'informazione. Questa centralità è confermata dal fatto che i buchi neri hanno entropia. Per questo motivo, in questo lavoro sono presentati elementi di teoria dell'informazione quantistica e della comunicazione quantistica e alcuni sono illustrati riferendosi a modelli quantistici altamente idealizzati della meccanica di buco nero. In particolare, nel primo capitolo sono forniti tutti gli strumenti quanto-meccanici per la teoria dell'informazione e della comunicazione quantistica. Successivamente, viene affrontata la teoria dell'informazione quantistica e viene trovato il limite di Bekenstein alla quantità di informazione chiudibile entro una qualunque regione spaziale. Tale questione viene trattata utilizzando un modello quantistico idealizzato della meccanica di buco nero supportato dalla termodinamica. Nell'ultimo capitolo, viene esaminato il problema di trovare un tasso raggiungibile per la comunicazione quantistica facendo nuovamente uso di un modello quantistico idealizzato di un buco nero, al fine di illustrare elementi della teoria. Infine, un breve sommario della fisica dei buchi neri è fornito in appendice.

Quantum phase estimation algorithms

Al contrario dei computer classici, i computer quantistici lavorano tramite le leggi della meccanica quantistica, e pertanto i qubit, ovvero l'unità base di informazione quantistica, possiedono proprietà estremamente interessanti di sovrapposizione ed entanglement. Queste proprietà squisitamente quantistiche sono alla base di innumerevoli algoritmi, i quali sono in molti casi più performanti delle loro controparti classiche. Obiettivo di questo lavoro di tesi è introdurre dal punto di vista teorico la logica computazionale quantistica e di riassumere brevemente una classe di tali algoritmi quantistici, ossia gli algoritmi di Quantum Phase Estimation, il cui scopo è stimare con precisione arbitraria gli autovalori di un dato operatore unitario. Questi algoritmi giocano un ruolo cruciale in vari ambiti della teoria dell'informazione quantistica e pertanto verranno presentati anche i risultati dell'implementazione degli algoritmi discussi sia su un simulatore che su un vero computer quantistico.

Analisi dell'elettromigrazione in circuiti avanzati e possibili strategie per prevederne la comparsa

Il lavoro di tesi si è concentrato sull'applicazione di un innovativo modello per descrivere l'effetto a livello elettrico dell'elettromigrazione nelle linee di interconnessione. Sono stati analizzati gli effetti del guasto in alcuni blocchi circuitali analogici critici per sistemi elettronici ad alta affidabilità. Sono state quindi suggerite alcune soluzioni architetturali che consentano la rilevazione del guasto in tempo reale.

Semplificare i test per la misurazione dell’usabilità dei siti web: test “light” e questionari brevi

Oggi tutti sappiamo cosa sia un sito web e, senza nemmeno accorgercene, navighiamo su decine di pagine online quotidianamente. Per farsi conoscere come brand, avere un sito web al giorno d'oggi è di fondamentale importanza. Ormai, però, non è più sufficiente solo essere presenti su Internet, ma è necessario che si approfondiscano certi aspetti che riguardano l'usabilità del sito, come il rapido apprendimento di esso, il raggiungimento di un obiettivo senza sforzi eccessivi e tutto ciò che riguarda la sua facilità di utilizzo. Per fare ciò, è necessario avvalersi di uno strumento che è molto efficace e che permette di concretizzare queste peculiarità: i test di usabilità. Il presente elaborato, infatti, ha lo scopo di analizzare la definizione di usabilità, comprendere i test di usabilità, concentrarsi maggiormente sui test “light” analizzati e esaminare diverse tipologie di test allestiti sotto forma di questionari. In particolare, verranno esaminati il SUS, l'UMUX, l'UMUX-Lite e diversi tipi di questionari con pochissime domande. Lungo il corso di questa tesi, quindi, verrà affrontata l’evoluzione dei test di usabilità: si partirà da quello generale avente dimensioni maggiori e si progredirà sempre più verso la riduzione del volume del test, arrivando fino ai questionari composti da poche e brevi domande o, addirittura, composti da un unico e semplice quesito.

I comportamenti degli scienziati nell'Open Innovation in Science: stato dell'arte, definizione dei comportamenti e misurazione tramite KPI

L'Open innovation (OI) rappresenta un concetto complesso, pieno di sfaccettature e dimensioni di analisi. Il seguente elaborato adotta un approccio micro-fondazionale (Abell et al., 2008) al fine di studiare l'Individuo nella sua relazione con questo costrutto. Nello specifico l'obiettivo è quello di studiare comportamenti che l'individuo adotta al fine di perseguire determinati "Social Outcomes"(pratiche di Open innovation implementate a livello di organizzazione). Allo studio dei comportamenti si aggiunge la proposta di un set di KPI, atti a misurarli in modo dinamico. Un driver fondamentale è il focus sul contesto scientifico: nello specifico vengono studiati i comportamenti collaborativi messi in atto da scienziati lungo il processo innovativo (Beck et al., 2022). Lo studio deriva da una meta analisi e interviste etnografiche. L'analisi è stata condotta su Scopus e Scholar dove è stato inserito un ampio set di parole chiave (e.g. ”Open innovation & Measures/scales”, "Open innovation in Science (OIS)", “University-Industry collaboration”, …). Sono stati estratti articoli rilevanti che proponevano scale per misurare diversi costrutti collegati ad OI(Antons et al., 2017) (Boardman and Corley, 2008). Sono stati estratti gli items dalle scale e convertiti in comportamenti relativi alla pratica di OIS, sulla base del framework proposto da Beck et al. (2022). Sono stati ottenuti 48 comportamenti unici da 8 scale diverse: sono stati clusterizzati al fine di ottenere 10 cluster di comportamenti omogenei. La clusterizzazione è stata condotta a partire da una matrice di similarità creata da 5 esperti, sottoposta al Software Ucinet. I cluster così formati sono stati la base per generare un set di 24 kpi, derivanti dai comportamenti, e suddivisi tra i vari cluster. Sono stati definiti 5 ulteriori indicatori a partire da interviste proposte a 13 partecipanti tra ricercatori e professori. Questi ultimi KPI derivano dai valori trainanti per i ricercatori, emersi come insights.

Tecnologie per sensori indossabili

L'elaborato tratta tutto ciò che riguarda le generalità sui biosensori, tra cui composizione, manipolazione ed elaborazione dati (circuiti di condizionamento), progettazione e campi di applicazione. Inoltre, una parte è riservata ad un particolare tipo di sensori, quelli indossabili, con una descrizione degli stessi e la presentazione di un progetto per la misurazione di determinati parametri in un paziente.

Carbon footprint, stato dell'arte ed applicazione pilota

Lo strumento in esame è il carbon footprint che ha lo scopo primario di calcolare l’impronta rilasciata in atmosfera dalle emissioni di gas ad effetto serra. Il carbon footprint è stato descritto ed esaminato in ogni suo aspetto pratico, strutturale e funzionale evidenziandone sia pregi da tenere in considerazione sia limiti da colmare anche attraverso il ventaglio di strumenti di misurazione ambientale che si hanno a disposizione. Il carbon footprint non verrà descritto unicamente come strumento di contabilità ambientale ma anche come mezzo di sensibilizzazione del pubblico o dei cittadini ai temi ambientali. Questo lavoro comprende un’indagine online degli strumenti di misura e rendicontazione delle emissioni di CO2 che sono sotto il nome di carbon footprint o carbon calculator. Nell’ultima parte della tesi si è applicato ad un caso reale tutto quello che è stato appreso dalla letteratura. Il lavoro è consistito nell’applicare lo strumento del carbon footprint ad un’azienda italiana di servizi seguendo la metodologia di calcolo prevista dalla norma ISO 14064. Di essa sono state contabilizzate le emissioni di CO2 generate dalle attività quotidiane e straordinarie sulle quali l’azienda ha un controllo diretto o comunque una responsabilità indiretta.

Tecnologie ad agenti e sistemi embedded

Information technology (IT) is on the verge of another revolution. Driven by the increasing capabilities and ever declining costs of computing and communications devices, IT is being embedded into a growing range of physical devices linked together through networks and will become ever more pervasive as the component technologies become smaller, faster, and cheaper. [..] These networked systems of embedded computers, referred to as EmNets throughout this report, have the potential to change radically the way people interact with their environment by linking together a range of devices and sensors that will allow information to be collected, shared, and processed in unprecedented ways.[..] The use of EmNets throughout society could well dwarf previous milestones in the information revolution.[..] IT will eventually become \textbf{an invisible component of almost everything} in everyone`s surroundings. Con il ridursi dei costi e l'aumentare della capacità di computazione dei componenti elettronici sono proliferate piattaforme che permettono al bambino come all'ingegnere di sviluppare un'idea che trasversalmente taglia il mondo reale e quello virtuale. Una collisione tra due mondi che fino a poco tempo fa era consentita esclusivamente a professionisti. Oggetti che possono acquisire o estendere funzionalità, che ci permettono di estendere la nostra percezione del mondo e di rivalutarne i suoi limiti. Oggetti connessi alla 'rete delle reti' che condividono ed elaborano dati per un nuovo utilizzo delle informazioni. Con questa tesi si vuole andare ad esplorare l'applicazione degli agenti software alle nuove piattaforme dei sistemi embedded e dell'Internet of Things, tecnologie abbastanza mature eppure non ancora esplorate a fondo. Ha senso modellare un sistema embedded con gli agenti?