Nòmasi: un servizio per nuove comunità nomadi sinergiche e cooperative.

Lo scenario contemporaneo con il dirompente progresso tecnologico, i considerevoli mutamenti socio-sanitari post-pandemici, politici e culturali in atto è pervaso dall’impellente esigenza di ricercare e sperimentare stili di vita alternativi, più liberi e autonomi. Il nomadismo è un fenomeno in crescente aumento. Alla base del nomadismo riscontriamo tematiche trasversali quali la semplicità volontaria e il minimalismo, una maggiore capacità di ascolto e di attenzione verso il prossimo, queste si pongono in opposizione ai condizionamenti sociali e all’omologazione che caratterizzano lo scenario contemporaneo. La ricerca di tesi pone le basi sulla comprensione del nomadismo nella storia dell’evoluzione umana, degli aspetti socio-culturali e antropologici della figura nomade, dell’evoluzione dell’architettura mobile e infine trattando il recente fenomeno dei nomadi digitali. Il progetto di servizio è il risultato dell’applicazione delle metodologie del Service Design, di Design Thinking e di Human Centred Design applicate all’ambito di ricerca degli stili di vita nomadi. Nòmasi si propone come un servizio per nuove comunità nomadi sinergiche e cooperative. Con il seguente progetto di servizio si propone di soddisfare, in maniera innovativa, i bisogni emersi durante la fase di ricerca a sostegno di stili di vita che spesso vengono ritenuti marginali ed erroneamente associati a scenari di degrado, poichè distanti dalle dinamiche di incasellamento sociale caratteristiche della società stanziale. Nòmasi consiste in una rete di orti sinergici radicata in maniera diffusa sul territorio Italiano che permetta, attraverso le tecniche di coltura sinergica e la conversione del tempo dedicato a questi spazi in monete virtuali, di aumentare l’autonomia alimentare degli utenti creando sinergia tra gli utenti. L’elaborato di tesi si conclude con la definizione dei touchpoint, stabilendo il funzionamento della piattaforma digitale e l’interazioni degli attori.

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.

Percorsi di valorizzazione artistica di ambienti naturali per una nuova consapevolezza ecologica

L’idea di questa tesi nasce da due riflessioni maturate in parallelo nel corso del mio percorso di tirocinio e nate, più in generale, durante quello di studi. La prima è relativa ai tentativi di convergenza tra arte, scienza e cultura in linea con le strategie di pianificazione comunitarie del futuro, e la seconda sul tema del Service Design e in particolare dello Human Centered Design, considerato, nell’analisi di questo lavoro, insufficiente a inquadrare e cogliere interamente il sistema relazionale entro cui è contestualizzato l’utente-cittadino, o più in generale il soggetto per cui si progetta e si pianifica. Un primo passaggio concettuale e progettuale derivato da queste riflessioni è stato quindi quello dello spostamento del focus del servizio dall’esclusività dell’utente all’inclusività dell’utente inserito in un ambiente, in considerazione del bisogno latente e ultimo di ogni essere umano: una convivenza e una relazione sana e cosciente con ciò che lo circonda, sottolineando l’importanza della molteplicità di relazioni che legano ogni individuo al contesto in cui è inserito. Il progetto di tesi si pone infatti l’obiettivo di ribaltare la narrazione negativa e il graduale allontanamento degli abitanti di Ravenna dalle grandi aree naturali che circondano la città, attraverso un servizio di promozione che integri attività di produzione artistica e culturale con percorsi di ingaggio, sensibilizzazione e confronto dei cittadini e degli artisti stessi. Il servizio progettato è stato concretizzato in un sistema di valorizzazione artistica tramite residenze per ambienti naturali mirato alla diffusione di una nuova consapevolezza ecologica e territoriale nella popolazione. È stato sviluppato partendo da un evento di lancio site-specific per giungere alla definizione di un format idealmente replicabile ed espandibile per qualsiasi territorio in cui ve ne fosse bisogno.

Robotics and neurodevelopmental disorder: design and implementation of a system of engagement metrics in human-robot interactions.

In the recent decades, robotics has become firmly embedded in areas such as education, teaching, medicine, psychology and many others. We focus here on social robotics; social robots are designed to interact with people in a natural and interpersonal way, often to achieve positive results in different applications. To interact and cooperate with humans in their daily-life activities, robots should exhibit human-like intelligence. The rapid expansion of social robotics and the existence of various kinds of robots on the market have allowed research groups to carry out multiple experiments. The experiments carried out have led to the collections of various kinds of data, which can be used or processed for psychological studies, and studies in other fields. However, there are no tools available in which data can be stored, processed and shared with other research groups. This thesis proposes the design and implementation of visual tool for organizing dataflows in Human Robot Interaction (HRI).

Evolution of the structural and fracture design of the ISS payloads due to the new launchers, specifically applied to Biolab IEC-2 projects

The relatively young discipline of astronautics represents one of the scientifically most fascinating and technologically advanced achievements of our time. The human exploration in space does not offer only extraordinary research possibilities but also demands high requirements from man and technology. The space environment provides a lot of attractive experimental tools towards the understanding of fundamental mechanism in natural sciences. It has been shown that especially reduced gravity and elevated radiation, two distinctive factors in space, influence the behavior of biological systems significantly. For this reason one of the key objectives on board of an earth orbiting laboratory is the research in the field of life sciences, covering the broad range from botany, human physiology and crew health up to biotechnology. The Columbus Module is the only European low gravity platform that allows researchers to perform ambitious experiments in a continuous time frame up to several months. Biolab is part of the initial outfitting of the Columbus Laboratory; it is a multi-user facility supporting research in the field of biology, e.g. effect of microgravity and space radiation on cell cultures, micro-organisms, small plants and small invertebrates. The Biolab IEC are projects designed to work in the automatic part of Biolab. In this moment in the TO-53 department of Airbus Defence & Space (formerly Astrium) there are two experiments that are in phase C/D of the development and they are the subject of this thesis: CELLRAD and CYTOSKELETON. They will be launched in soft configuration, that means packed inside a block of foam that has the task to reduce the launch loads on the payload. Until 10 years ago the payloads which were launched in soft configuration were supposed to be structural safe by themselves and a specific structural analysis could be waived on them; with the opening of the launchers market to private companies (that are not under the direct control of the international space agencies), the requirements on the verifications of payloads are changed and they have become much more conservative. In 2012 a new random environment has been introduced due to the new Space-X launch specification that results to be particularly challenging for the soft launched payloads. The last ESA specification requires to perform structural analysis on the payload for combined loads (random vibration, quasi-steady acceleration and pressure). The aim of this thesis is to create FEM models able to reproduce the launch configuration and to verify that all the margins of safety are positive and to show how they change because of the new Space-X random environment. In case the results are negative, improved design solution are implemented. Based on the FEM result a study of the joins has been carried out and, when needed, a crack growth analysis has been performed.

Assessment of the resilience of coral reefs to natural and human disturbances by means of recruitment panels in Indo-Pacific

Indo-Pacific region encompasses about 75% of world's coral reefs, but hard coral cover in this region experienced a 32% region-wide decline since 1970s. This great change is primarily ascribable to natural and anthropogenic pressures, including climate change and human activities effects. Coral reef conservation requires management strategies oriented to maintain their diversity and the capacity to provide ecosystem goods and services. Coral reef resilience, i.e. the capacity to recover after disturbances, is critical to their long-term persistence. The aims of the present study were to design and to test field experiments intended to measure changes in recruitment processes, as a fundamental aspect of the coral reef resilience. Recruitment experiments, using artificial panels suspended in the water column, were carried out in two Indo-Pacific locations affected by different disturbances: a new mine in Bangka Island (Indonesia), and the increased sedimentation due to coastal dynamics in Vavvaru Island (Maldives). One (or more) putatively disturbed site(s) was selected to be tested against 3 randomly selected control sites. Panels’ arrangement simulates 2 proximities to living corals, i.e. the sources of propagules: few centimetres and 2 meters over. Panels were deployed simultaneously at each site and left submerged for about five months. Recruits were identified to the lowest possible taxonomic level and recruited assemblages were analysed in terms of percent cover. In general it was not possible to detect significant differences between the benthic assemblages recruited in disturbed and control sites. The high variability observed in recruits assemblages structure among control sites may be so large to mask the possible disturbance effects. Only few taxa showed possible effects of the disturb they undergo. The field tests have highlighted strengths and weaknesses of the proposed approach and, based on these results, some possible improvements were suggested.

Task analysis for HMI design. Level of automation study of aircraft navigation functions

Advancements in technology have enabled increasingly sophisticated automation to be introduced into the flight decks of modern aircraft. Generally, this automation was added to accomplish worthy objectives such as reducing flight crew workload, adding additional capability, or increasing fuel economy. Automation is necessary due to the fact that not all of the functions required for mission accomplishment in today’s complex aircraft are within the capabilities of the unaided human operator, who lacks the sensory capacity to detect much of the information required for flight. To a large extent, these objectives have been achieved. Nevertheless, despite all the benefits from the increasing amounts of highly reliable automation, vulnerabilities do exist in flight crew management of automation and Situation Awareness (SA). Issues associated with flight crew management of automation include: • Pilot understanding of automation’s capabilities, limitations, modes, and operating principles and techniques. • Differing pilot decisions about the appropriate automation level to use or whether to turn automation on or off when they get into unusual or emergency situations. • Human-Machine Interfaces (HMIs) are not always easy to use, and this aspect could be problematic when pilots experience high workload situations. • Complex automation interfaces, large differences in automation philosophy and implementation among different aircraft types, and inadequate training also contribute to deficiencies in flight crew understanding of automation.

Upper-Limb Exoskeleton Design for Firefighter

Every day, firefighters are involved in emergency response tasks, which are both physically and psychologically exhausting. According to the National Fire Protection Association (NFPA), the number of firefighters who are injured or die while performing their job is incredibly high. When firefighters are injured, they must follow a rehabilitation therapy program to physically recover and depending on the severity of their injuries they may not fully recuperate at all. If they sustain a permanent injury that they cannot recover from, they may be out of work for the rest of their career. This research focuses on studying and developing a special device, known as an exoskeleton, aimed at assisting and preventing potential injuries among firefighters. Nowadays, the usage of human exoskeletons is becoming more common in a variety of fields. In fact, it is currently being researched and developed for soldiers, athletes, and critical care patients around the world. Most of the existing exoskeletons have been developed for the assistance of the lower human body. The research that I have done in my thesis instead relates to mobility of the upper body. Many of the existing exoskeletons have been analyzed and compared to each other and the human body, such as the study of human arm parts and their movements around three principal joints: shoulder, elbow, and wrist. The correct design of the shoulder exoskeleton join is still a big challenge for designers because of the complexity of biomechanical human movements. The exoskeleton must fit perfectly to the human body, otherwise it could be harmful for both the recovery and the safety of the user. The goal of this thesis is to design an upper-body arm exoskeleton worn by firefighters and develop and test a PID control system to prevent the risk of injuries while performing their job.

Riprogettare un corso di studi: bestpractices, progettazione human-centered e applicazioni dell'Università di Bologna

Questa tesi tratterà di come progettare un corso di studi in modo che sia Human-centered, dal punto di vista degli stakeholder coinvolti nel processo. Il processo inizia tramite benchmarking, per questo motivo inizialmente si racconteranno di ricerche sul benchmarking e quanto ciò sia ritenuto importante nei processi di questo tipo. Inoltre, si racconterà dello strumento utilizzato in questa tesi ossia il Design Thinking e di come sia stato utilizzato in letteratura in modo da sottolinearne l’importanza. In seguito, si vedrà come si crea un corso di studio nell’Università di Bologna e i problemi affrontati dai diversi attori che lo coinvolgono. In particolare, sono state mappate le procedure attuali e la loro applicazione nei diversi corsi di studio. In questo modo è stata costruita una BPMN finale in cui sono evidenziati i diversi attori del processo e le varie fasi che lo compongono, insieme al periodo di svolgimento del processo. Successivamente, sono state raccolte le interviste degli stakeholder coinvolti insieme ai loro bisogni e alle problematiche riscontrate nel processo sopra descritto. Da questa analisi è stata rappresentata una stakeholder map con gli attori assieme alle loro necessità. In un secondo tempo, si è pensato a come riprogettare un corso di studio affinché sia più human centered. Per questo motivo, il tema è affrontato dal punto di vista dell’università in modo da capire come poter cambiare un corso di studio o di laurea per favorire quanto descritto precedentemente. In questo scritto sono inoltre stabilite delle linee guida di questo processo in modo da risolvere alcuni dei problemi trattati, nel migliore dei modi. Sono anche raccolte delle interviste in cui il to be del processo è riproposto ai diversi stakeholder e le loro impressioni sul processo. Infine, sono tratte le conclusioni e le best practice finali del processo passate al vaglio dai diversi stakeholder.

Design and implementation of an optimal motion cueing algorithm for the Stuttgart Driving Simulator

Driving simulators emulate a real vehicle drive in a virtual environment. One of the most challenging problems in this field is to create a simulated drive as real as possible to deceive the driver's senses and cause the believing to be in a real vehicle. This thesis first provides an overview of the Stuttgart driving simulator with a description of the overall system, followed by a theoretical presentation of the commonly used motion cueing algorithms. The second and predominant part of the work presents the implementation of the classical and optimal washout algorithms in a Simulink environment. The project aims to create a new optimal washout algorithm and compare the obtained results with the results of the classical washout. The classical washout algorithm, already implemented in the Stuttgart driving simulator, is the most used in the motion control of the simulator. This classical algorithm is based on a sequence of filters in which each parameter has a clear physical meaning and a unique assignment to a single degree of freedom. However, the effects on human perception are not exploited, and each parameter must be tuned online by an engineer in the control room, depending on the driver's feeling. To overcome this problem and also consider the driver's sensations, the optimal washout motion cueing algorithm was implemented. This optimal control-base algorithm treats motion cueing as a tracking problem, forcing the accelerations perceived in the simulator to track the accelerations that would have been perceived in a real vehicle, by minimizing the perception error within the constraints of the motion platform. The last chapter presents a comparison between the two algorithms, based on the driver's feelings after the test drive. Firstly it was implemented an off-line test with a step signal as an input acceleration to verify the behaviour of the simulator. Secondly, the algorithms were executed in the simulator during a test drive on several tracks.

Analysis and development of interface components and procedures for the design and commissioning toolchains in automation systems

The objective of the thesis project, developed within the Line Control & Software Engineering team of G.D company, is to analyze and identify the appropriate tool to automate the HW configuration process using Beckhoff technologies by importing data from an ECAD tool. This would save a great deal of time, since the I/O topology created as part of the electrical planning is presently imported manually in the related SW project of the machine. Moreover, a manual import is more error-prone because of human mistake than an automatic configuration tool. First, an introduction about TwinCAT 3, EtherCAT and Automation Interface is provided; then, it is analyzed the official Beckhoff tool, XCAD Interface, and the requirements on the electrical planning to use it: the interface is realized by means of the AutomationML format. Finally, due to some limitations observed, the design and implementation of a company internal tool is performed. Tests and validation of the tool are performed on a sample production line of the company.

Modelli informativi per la valutazione BIM del livello di reversibilità e circolarità di componenti edilizi: il Design for Disassembly

La Tesi presenta un metodo per valutare il livello di reversibilità e circolarità dei componenti edili. Il concetto cardine dello studio è il Design for Disassembly (DfD), definibile come un approccio alla progettazione di organismi edilizi secondo criteri costruttivi volti a facilitare successivi cambiamenti e smantellamenti (completi o parziali), consentendo il riutilizzo dei componenti, al fine di ridurre l’impatto ambientale degli interventi. Attualmente, diverse ricerche in ambito scientifico si dedicano all’approfondimento di questa tematica, correlandola ad altri concetti come la metodologia del Building Information Modeling (BIM), che consente di digitalizzare il processo progettuale, la sua realizzazione e la sua gestione attraverso modelli. Dopo l’analisi dello stato dell’arte, il lavoro è giunto alla definizione di un insieme di parametri idonei per essere introdotti in un modello informativo, in grado di rappresentare la circolarità del componente in termini di DfD. Per ogni elemento del componente analizzato viene assegnato un valore numerico (variabile da 0,1 a 1) a ogni parametro. Tramite l’utilizzo di una formula elaborata nell’ambito di precedenti ricerche svolte dal Dipartimento di Architettura dell'Università di Bologna, opportunamente modificata, si ottiene un indice sintetico finale denominato “Express Building Circularity Indicators” (EBCI). Il metodo di analisi proposto come strumento a supporto del processo progettuale è stato validato tramite l’applicazione a diverse soluzioni di facciata per l’efficientamento energetico di un fabbricato selezionato come caso di studio italiano dal progetto Europeo Horizon 2020 "DRIVE 0 – Driving decarbonization of the EU building stock by enhancing a consumer centred and locally based circular renovation process". I risultati ottenuti hanno consentito di verificare la replicabilità del processo digitalizzato a diverse soluzioni costruttive e l’affidabilità del metodo di valutazione del grado di circolarità.