Classificazione di Radiografie Toraciche per la Diagnosi del COVID-19 con Reti Convoluzionali e Vision Transformer

Negli ultimi due anni, per via della pandemia generata dal virus Covid19, la vita in ogni angolo del nostro pianeta è drasticamente cambiata. Ad oggi, nel mondo, sono oltre duecentoventi milioni le persone che hanno contratto questo virus e sono quasi cinque milioni le persone decedute. In alcuni periodi si è arrivati ad avere anche un milione di nuovi contagiati al giorno e mediamente, negli ultimi sei mesi, questo dato è stato di più di mezzo milione al giorno. Gli ospedali, soprattutto nei paesi meno sviluppati, hanno subito un grande stress e molte volte hanno avuto una carenza di risorse per fronteggiare questa grave pandemia. Per questo motivo ogni ricerca in questo campo diventa estremamente importante, soprattutto quelle che, con l'ausilio dell'intelligenza artificiale, riescono a dare supporto ai medici. Queste tecnologie una volta sviluppate e approvate possono essere diffuse a costi molto bassi e accessibili a tutti. In questo elaborato sono stati sperimentati e valutati due diversi approcci alla diagnosi del Covid-19 a partire dalle radiografie toraciche dei pazienti: il primo metodo si basa sul transfer learning di una rete convoluzionale inizialmente pensata per la classificazione di immagini. Il secondo approccio utilizza i Vision Transformer (ViT), un'architettura ampiamente diffusa nel campo del Natural Language Processing adattata ai task di Visione Artificiale. La prima soluzione ha ottenuto un’accuratezza di 0.85 mentre la seconda di 0.92, questi risultati, soprattutto il secondo, sono molto incoraggianti soprattutto vista la minima quantità di dati di training necessaria.

Segmentazione automatica di immagini TC per lo studio della composizione corporea

Segmentare un’immagine significa riconoscere al suo interno elementi con caratteristiche comuni e raggrupparli, distinguendoli dagli elementi che posseggono caratteristiche diverse; si parla di segmentazione automatica quando questo processo è eseguito completamente da un software senza l’intervento umano. Segmentare le immagini TC, molto diffuse in ambito diagnostico, permette di estrarre una grande quantità di dati dall’alto valore prognostico e predittivo della composizione corporea del paziente. Tuttavia, a causa della scarsa diffusione di software per la segmentazione automatica, tutti questi dati non vengono utilizzati. Il presente lavoro di tesi si propone di riportare lo stato dell’arte sulla segmentazione, sia manuale sia automatica, dei tessuti corporei in immagini TC. Vengono spiegati i vantaggi dell’utilizzo di grandezze CT-derived rispetto a molti dei protocolli odierni e vengono esposti gli attuali livelli di accuratezza delle segmentazioni effettuate con metodi automatici. Inoltre, ci si sofferma, cercando di quantificarli, sugli effetti del mezzo di contrasto sulle grandezze CT-derived, poiché questi possono generare errori nella segmentazione automatica dei tessuti. Infine, viene esposto l’approccio 3D alla segmentazione in contrapposizione al metodo single slice, con il primo caratterizzato da un’accuratezza maggiore del secondo. Per accedere alla versione aggiornata e corretta, contattare l'autore ai seguenti indirizzi: simone.chiarella@studio.unibo.it; simonechiarella99@gmail.com

Bioinchiostri per il monitoraggio continuo e non invasivo della glicemia

Il diabete mellito è una delle malattie più diffuse al mondo ed i casi accertati aumentano ogni anno. Dai primi metodi di monitoraggio della glicemia attraverso ripetute punture, oggi si punta maggiormente su un monitoraggio continuo dei parametri di interesse. Sebbene le innovazioni tecnologiche legate al controllo del diabete si siano largamente fatte strada negli ultimi anni, spesso la praticità, i costi e la manutenzione di tali dispositivi non sono aspetti ottimali per gli individui che ne devono fare uso. L’obbiettivo tecnologico dei giorni d’oggi è quello di aumentare l’autonomia degli individui nell’utilizzo di dispositivi professionali per il miglioramento del proprio stile di vita, a maggior ragione in ambito medico-biologico. Questo elaborato analizza l’evoluzione dei metodi di rilevazione dei parametri legati alla malattia del diabete, con particolare attenzione sulle recenti proposte di innovazione tecnologica. Inoltre, si ripropone di evidenziare il metodo più efficace tra quelli esaminati: l’utilizzo di bioinchiostri come reagenti sottocutanei. Questa tecnica innovativa si ripromette di diminuire fortemente i costi e gli sprechi legati ai dispositivi monouso. Inoltre, permette una maggiore raccolta di informazioni continuative, attraverso la proposta di un accoppiamento con dispositivi mobili, largamente diffusi ai giorni d’oggi, da poter condividere facilmente e comodamente con il proprio gruppo di medici.

Qualificazione di conglomerati bituminosi di riciclo (RAP) come aggregati per calcestruzzi sostenibili

Per conglomerato bituminoso di riciclo (Recycled Asphalt Pavement, RAP) si intende il materiale rimosso dalle pavimentazioni stradali in seguito ad opere di manutenzione. Per sua natura, dunque, tale materiale è costituito da aggregati naturali ricoperti da bitume in superficie. Il riciclo del RAP per la produzione di nuovo conglomerato bituminoso è da tempo in uso; tuttavia, una grande quantità di RAP rimane stoccata in impianto o inviato in discarica. Di conseguenza, diversi studi scientifici hanno investigato l’impiego del RAP in sostituzione agli aggregati naturali per la produzione di calcestruzzo, ma ancora non ci sono ricerche specifiche che valutano le caratteristiche del RAP come aggregato e la durabilità sul calcestruzzo realizzato con RAP. Questa tesi si sviluppa nell’ambito di un progetto, finanziato dalla Fondazione Cariplo, sull’economia circolare per l’utilizzo dei RAP nei calcestruzzi (coordinatore del progetto: Politecnico di Milano, partners del progetto: Università di Bologna, UniBO/DICAM e Istituto per le Tecnologie della Costruzione – Consiglio Nazionale delle Ricerche, ITC-CNR). Gli obiettivi di questa tesi sono stati la caratterizzazione dei RAP provenienti da cinque siti di produzione differenti e l’analisi di calcestruzzi realizzati con diverse percentuali di RAP e tipi di cemento. Si è voluto studiare come l’impiego di questo materiale di riciclo influenzi le proprietà del calcestruzzo indurito. I risultati ottenuti sui diversi RAP hanno messo in luce differenze fra le diverse forniture e rispetto agli aggregati naturali comunemente utilizzati in miscele di calcestruzzo. Inoltre, lo strato bituminoso esterno influenza notevolmente le proprietà del RAP nei confronti dell’adesione con la matrice cementizia. Nei calcestruzzi contenenti RAP è stato riscontrato un generale aumento di porosità aperta e di macro-porosità rispetto ad un calcestruzzo ordinario, caratteristiche che possono influire sulla durabilità del prodotto.

Letteratura per l’infanzia a tematica LGBTQ+ a scuola: risultati di una ricerca empirica tramite questionario rivolto ai genitori

Questa tesi è nata dal desiderio di capire qual è l’opinione dei genitori riguardo alla presenza di personaggi e tematiche LGBTQ+ nei libri per bambini e bambine. Al contrario di paesi come gli Stati Uniti, la Gran Bretagna e la Francia, in Italia i libri per bambini.e che affrontano il tema dell’orientamento sessuale e dell’identità di genere sono poco numerosi. Nonostante gli sforzi fatti da alcune case editrici e da diverse associazioni che già da tempo portano avanti dei progetti all’interno delle scuole italiane per educare alle differenze, tali tematiche incontrano ancora forti resistenze. La carenza di libri per l’infanzia a tematica LGBTQ+ e il fatto che il sistema educativo italiano non preveda la lettura di opere volte a educare i.le più piccoli.e al rispetto delle diversità sono in parte dovuti alla resistenza di ambienti e associazioni ultraconservatrici che denunciano la cosiddetta “teoria del gender”. Dopo aver tracciato un quadro dell'offerta editoriale europea e italiana su queste tematiche, l'elaborato si focalizza su una ricerca empirica basata su questionario anonimo. In particolare vengono approfondite l'elaborazione del questionario, centrato sull'opportunità (o meno) di leggere a scuola libri con personaggi LGBTQ+ e rivolto a genitori, e le difficoltà di somministrazione del questionario stesso. Infine è proposta un'analisi dei dati raccolti, analizzando le risposte fornite dai genitori che hanno partecipato.

Strategie innovative per la somministrazione della terapia chemioterapica attraverso l'utilizzo di nanogel polimerici

Il cancro è una delle malattie statisticamente più diffuse e una delle principali cause di morte nel mondo, con più di 300.000 nuove diagnosi annue solamente in Italia e con circa dieci milioni di decessi globali. A causa dell’elevata incidenza e dell’invecchiamento della popolazione, la ricerca di una soluzione a questa malattia assume una particolare importanza. Una delle terapie più frequentemente utilizzate per il trattamento del cancro è la chemioterapia, che possiede una rilevanza fondamentale e rimane ad oggi insostituibile. Tuttavia, questa terapia dal carattere sistemico presenta numerosi limiti che devono necessariamente essere risolti e tra le possibili soluzioni l’utilizzo di Drug Delivery Systems nanometrici rappresenta un approccio dalle elevate potenzialità. Tra i diversi nanocarrier, i nanogel polimerici si distinguono per l’ottima versatilità, biocompatibilità, biodegradabilità, stabilità in ambiente biologico e l’elevata capacità di incapsulamento. Questi nanovettori, che possiedono le caratteristiche tipiche degli idrogel e dei nanomateriali, sono dotati della capacità di incapsulare, trasportare e rilasciare in modo controllato farmaci chemioterapici dalle varie proprietà chimico-fisiche. Lo scopo di questa tesi è l’analisi delle caratteristiche di questi composti al fine di evidenziare come l’utilizzo dei nanogel polimerici nel trattamento chemioterapico possa risolvere alcuni dei principali problemi di questa terapia e migliorarne l’efficacia terapeutica. Per dimostrare quanto affermato, i risultati dell’utilizzo dei nanogel nel trattamento di alcune forme tumorali verranno mostrati e confrontati con quelli della chemioterapia convenzionale, con lo scopo di evidenziarne i vantaggi e i limiti ancora presenti.

Letteratura illustrata per l'infanzia: Abuelos de la A a la Z di Raquel Díaz Reguera

Il tema dell'elaborato è l’analisi dell’albo illustrato Abuelos de la A a la Z dell’autrice e illustratrice sivigliana Raquel Díaz Reguera, in cui sono descritti 30 tipi di nonni diversi tra loro, che l’autrice raccoglie e presenta sotto forma di catalogo. L’elaborato si articola in tre parti: l’analisi del testo di partenza, la proposta di traduzione dallo spagnolo in italiano di alcune pagine dell’albo e il relativo commento. La prima parte si apre con una sezione introduttiva, in cui si descrive la struttura narrativa che caratterizza il genere dell’albo illustrato, analizzando in che modo dialogano tra loro la parola e l’immagine, soffermandosi sugli elementi innovativi dell’opera più conosciuta dell’autore statunitense Maurice Sendak: Where the Wild Things Are, considerata espressione della forma moderna del picturebook. Successivamente, si traccia un breve itinerario delle opere della scrittrice Raquel Díaz Reguera, seguendo come filo conduttore la tematica trattata, per poi passare a illustrare gli elementi paratestuali del suo albo Abuelos de la A a la Z e ripercorrere la struttura interna e lo stile nell’ultima sezione. Nella seconda parte trova spazio la proposta di traduzione della doppia pagina intitolata The Grandfather’s News e delle tre pagine dell’albo che ritraggono le figure dei nonni Maestro de las cosas sencillas, Superhéroe e Tú puedes. Infine, nella terza parte, si fornisce un commento, in cui si spiegano le ragioni che hanno determinato le scelte traduttive.

Le note del traduttore: analisi di un corpus di opere letterarie italiane tradotte in francese

Sulla base di una riflessione sull’utilità delle note del traduttore si è cercato di capire a che cosa fossero necessarie: sono davvero da considerare come un elemento estraneo al testo? Perché il traduttore decide di uscire dal suo ruolo di terzo, perdendo l’anonimato che gli fornisce il suo ruolo di semplice mediatore? Per rispondere a queste domande, ho deciso di creare un corpus di letteratura italiana in traduzione francese rilevando sistematicamente in quarantadue testi contemporanei le note inserite. In un secondo tempo ho classificato sia le parole che hanno dato luogo ad una nota che la tipologia di note fornite. Questa indagine mi ha permesso di avere una migliore idea delle modalità di inserimento di informazioni e della loro importanza.

Utilizzo congiunto di aerofotogrammetria e Laser Scanner terrestre per il rilievo del torrente Ravone di Bologna

La città di Bologna è sicuramente famosa per le sue due torri, ma anche per la fitta rete idraulica ormai nascosta sotto le strade e sotto gli edifici. I primi canali di Bologna furono realizzati tra il XII e il XVI secolo a seguito della costruzione delle due opere fondamentali: le chiuse di San Ruffillo e di Casalecchio. Queste due opere di presa servivano e, servono ancora oggi, ad alimentare i canali del Navile, del Reno, del Savena, del Cavaticcio e delle Moline. Oltre a questi canali alimentati dalle acque dei fiumi, sotto la città di Bologna scorrono torrenti che drenano le acque prevalentemente meteoriche della zona pedecollinare della città, come ad esempio il torrente Ravone. Il presente lavoro di tesi ha come caso di studio proprio quest’ultimo. Il Ravone, in origine, scorreva a cielo aperto attraversando la città, ma per permettere l’urbanizzazione fuori dalle mura, è stato tombato in diversi tratti e in diverse epoche. La scarsità di informazioni riguardo la sua esatta posizione e la mancanza di elaborati grafici in grado di descriverne la sua geometria, ha spinto le autorità a richiedere un accurato rilievo al LARIG dell’UniBo. Le operazioni di rilievo si sono svolte con l’uso di tecniche geomatiche per la modellazione tridimensionale come l’aerofotogrammetria e l’acquisizione con laser scanner terrestre. Al fine di georeferenziare il dato acquisito, si è ricorso a tecniche di rilievo topografico come il posizionamento GNSS e la misurazione di angoli e distanze con stazione totale. I primi capitoli di questo elaborato sono dedicati alla descrizione dei fondamenti teorici della geodesia e delle tecniche di rilievo utilizzate per la restituzione del modello tridimensionale. Gli ultimi capitoli, invece, sono dedicati alla descrizione delle fasi di rilievo e all’analisi dei dati, dedicando particolare attenzione alla georeferenziazione delle nuvole di punti acquisite in ambienti confinati, come i tratti tombati del torrente Ravone.

Asentamientos informales. Progetto per un modulo abitativo temporaneo in autocostruzione nel distretto di San Juan de Miraflores, Lima.

Dalla seconda metà del Novecento, il movimento migratorio della popolazione dalle Ande verso le aree marginali di Lima ha provocato la formazione di vasti insediamenti informali, detti asentamientos informales, che oggi si estendono senza soluzione di continuità dalla costa oceanica fino alle pendici delle montagne. La tesi intende fornire una risposta all’emergenza abitativa degli asentamientos informales attraverso il progetto di un’unità modulare temporanea realizzata in autocostruzione e con materiali reperibili in loco. L’unità abitativa è definita da due moduli distinti: un modulo casa, ideato per sostituire abitazioni fatiscenti o accogliere nuovi immigrati o sfollati a seguito di catastrofi naturali, e un modulo servizi, dotato di cucina e servizi igienici, per subentrare alle latrine a fossa attualmente diffuse. Il lavoro si suddivide nelle fasi analitica e progettuale. La prima sezione indaga lo sviluppo urbano della città di Lima, la vita degli abitanti degli asentamientos informales della città e lo stato dell’arte nel campo delle tecniche costruttive locali. La seconda fase, invece, è finalizzata alla progettazione del modulo abitativo da inserire, come sperimentazione pilota, nel distretto di San Juan de Miraflores a Lima. Il progetto, tenendo in considerazione limiti e caratteristiche del contesto, aspira a sviluppare una soluzione capace di garantire alle comunità che abitano gli asentamientos degli spazi abitativi dotati di maggiore comfort. Il modulo abitativo è ideato per essere realizzato in autocostruzione da manodopera non specializzata e le modalità di assemblaggio sono riportate in un apposito manuale allegato. Un valore aggiunto al lavoro di ricerca è dato dall’esperienza svolta, in collaborazione con l’Associazione DNADD, presso un cantiere di un centro comunitario in autocostruzione a Lima. Il cantiere è servito come luogo di sperimentazione di materiali e tecniche costruttive idonee all’autocostruzione.

NFT per CryptoArt e altri campi di applicazione: storia, potenzialità e limiti

Negli ultimi anni il mercato degli NFT è cresciuto in modo sbalorditivo. Questo nuovo token deriva dall’idea di un nuovo standard Ethereum che riesca a distinguere univocamente ogni token. Infatti, può essere associato a proprietà virtuali e digitali ed è in grado di identificare in modo univoco le proprietà a cui si riferisce. Questa nuova tecnologia è in continua evoluzione in molti ambiti, dall’ambito sportivo, a quello dell’arte, alla musica, alla moda così via. Man mano che si sviluppa notiamo che vengono mutati campi, prodotti e servizi già esistenti, ma anche sviluppati dei nuovi. Le persone sono affascinate dagli NFT per il fatto che rappresentano oggetti piacevoli, creativi ed interessanti e poichè ci associano il concetto di “investimento”, “trading”, “guadagno” e necessariamente pensano alle criptovalute quali Bitcoin o Ethereum. Infatti, in molti hanno sentito parlare di almeno una delle opere diventate più famose grazie agli NFT. Ad esempio, l’opera d’arte “Everydays: the First 5000 Days” dell’artista Beeple Mike Winkelmann fu venduta dalla casa d’aste Christie’s ad un prezzo che fece il record di vendita per un unico NFT (più di 69 milioni di dollari). Uno dei settori in cui gli NFT sono entrati riguarda quello dell'arte, dando vita a un vero e proprio fenomeno definito come "Crypto-Art". La preziosità e il valore delle opere digitali si crea sull’unicità dell’opera. Il pregio dell’arte non è per tutti, ma su una nicchia di persone che sono appassionati e collezionisti del mondo dell’arte. L'obiettivo di questa tesi è appunto analizzare le potenzialità e i limiti di NFT in questo contesto.

Sviluppo ed implementazione di modelli di danno da alluvione per le colture pluriennali

A fronte delle politiche di gestione e mitigazione del rischio alluvionale definite dalla Direttiva Alluvioni (Direttiva 2007/60/CE), risulta necessario sviluppare modelli che riescano a quantificare le conseguenze economiche causate da eventi alluvionali a diversi settori, tra cui il settore agricolo. In questo lavoro di tesi si è posto l’obiettivo di estendere un modello disponibile in letteratura per la stima del danno subito alle colture più diffuse (i.e., seminativi; AGRIDE-c, Molinari et al., 2019) ad altre colture pluriennali, i frutteti, in particolar modo pereti e meleti. Il modello è stato sviluppato a scala regionale, facendo quindi riferimento ai valori di resa, prezzo e costi delle operazioni caratteristici delle pratiche agricole dell’Emilia-Romagna. L’applicazione è stata effettuata su cinque Aree a Potenziale Rischio Significativo (APSFR) del Distretto del fiume Po' e ricadenti all’interno del medesimo territorio regionale (Panaro, Secchia, Reno, Enza, Parma-Baganza). Il modello rappresenta uno strumento utilizzabile dalle Autorità competenti sia ex-post, per la stima speditiva del danno economico subìto dagli agricoltori colpiti dall’alluvione e il loro eventuale risarcimento, che ex-ante, ovvero come strumento di supporto decisionale per le attività di tipo Cost-Benefit Analysis (CBA) nell’ambito dei piani di gestione e mitigazione del rischio.

Sviluppo e sperimentazione di una tecnica a base regionale per la generazione di serie temporali di portata in sezioni fluviali non strumentate

La conoscenza del regime dei deflussi di un corso d’acqua è uno strumento imprescindibile in diverse applicazioni tecniche, dalla progettazione di opere idrauliche alla calibrazione di modelli afflussi-deflussi. Tuttavia, poiché questa informazione non è sempre disponibile, si sono sviluppati in letteratura metodi regionali in grado di trasferire il dato di portata disponibile su sezioni idrologicamente simili alla sezione di interesse. Nel presente lavoro di Tesi, è stato sviluppato un algoritmo di generazione di serie di deflussi sintetici per sezioni non strumentate a partire da serie osservate in sezioni ad esse sincrone nei deflussi. L’algoritmo sfrutta una curva di durata regionale relativa al sito di interesse, stimata attraverso il metodo della portata indice: la portata indice è valutata da un modello multiregressivo mentre la curva regionale adimensionale è ottenuta dalle osservazioni di portata in sezioni strumentate, applicando il criterio della Regione di Influenza. La tecnica è stata verificata su una sezione dell’asta principale del Fiume Marecchia (nell’Italia settentrionale), caratterizzata da limitate osservazioni idrometriche, sfruttando i dati osservati su bacini orientali della Regione Emilia-Romagna. Per l’applicazione del metodo del deflusso indice, si è reso necessario anche il reperimento di indici morfologici e climatici, estraendo solo quelli più rappresentativi del dataset. Inoltre, vista la brevità degli eventi di piena nel bacino del Marecchia, si è messa a punto una procedura per discretizzare a passo orario le portate ricostruite degli eventi più significativi, sulla base delle osservazioni orarie nei bacini strumentati. L’algoritmo mostra buone prestazioni nel replicare le portate osservate, specialmente le piene, mentre sottostima le portate medio-basse. L’accordo tra osservazioni e simulazioni si è rivelato pienamente soddisfacente per la sezione del Fiume Marecchia considerata nelle indagini.