Sviluppo di un sistema per gestire e partizionare segnali neurali

La Brain Computer Interface, con l’acronimo BCI, è un mezzo per la comunicazione tra cervello e macchina. La comunicazione si basa sulla emanazione di segnali elettrici del cervello che vengono rilevati da un dispositivo, il quale invia i segnali digitalizzati ad un elaboratore. I segnali elettrici, chiamati EEG, permettono al cervello di regolare la comunicazione tra le diverse cellule neurali. La BCI intercetta questi segnali e, previa elaborazione, permette di ottenere diversi diagrammi, detti metriche, per poter misurare, sotto svariati aspetti, il funzionamento del cervello. Le ricerche scientifiche sulle EEG hanno rilevato una correlazione tra i segnali elettrici nel cervello di un soggetto con il suo livello di performance e stato emotivo. È quindi possibile comprendere, tramite una serie di parametri, come la mente dei soggetti reagisce a stimoli esterni di svariata tipologia durante lo svolgimento di un’attività. L’elaboratore, che riceve il segnale dalla BCI, è il componente che si occupa di trasformare i segnali elettrici, generati dal cervello e digitalizzati, in risultati facilmente interpretabili dall’utente. Elaborare i segnali EEG in tempo reale porta a dover utilizzare algoritmi creati appositamente per questo scopo e specifici perle metriche preposte. Lo scopo di questa tesi è quello di presentare un progetto sullo sviluppo della fase di smistamento dei dati ricevuti dall’elaboratore. Nel contempo si fornirà una conoscenza scientifica minima per comprendere le scelte fatte. Tale progetto è stato reso possibile dalla collaborazione con l’azienda Vibre, che si dedica allo sviluppo di un sistema comprendente BCI ed elaboratore.

Verbalizzazione di eventi biomedici espressi nella letteratura scientifica: generazione controllata di linguaggio naturale da grafi di conoscenza mediante transformer text-to-text

Il periodo in cui viviamo rappresenta la cuspide di una forte e rapida evoluzione nella comprensione del linguaggio naturale, raggiuntasi prevalentemente grazie allo sviluppo di modelli neurali. Nell'ambito dell'information extraction, tali progressi hanno recentemente consentito di riconoscere efficacemente relazioni semantiche complesse tra entità menzionate nel testo, quali proteine, sintomi e farmaci. Tale task -- reso possibile dalla modellazione ad eventi -- è fondamentale in biomedicina, dove la crescita esponenziale del numero di pubblicazioni scientifiche accresce ulteriormente il bisogno di sistemi per l'estrazione automatica delle interazioni racchiuse nei documenti testuali. La combinazione di AI simbolica e sub-simbolica può consentire l'introduzione di conoscenza strutturata nota all'interno di language model, rendendo quest'ultimi più robusti, fattuali e interpretabili. In tale contesto, la verbalizzazione di grafi è uno dei task su cui si riversano maggiori aspettative. Nonostante l'importanza di tali contributi (dallo sviluppo di chatbot alla formulazione di nuove ipotesi di ricerca), ad oggi, risultano assenti contributi capaci di verbalizzare gli eventi biomedici espressi in letteratura, apprendendo il legame tra le interazioni espresse in forma a grafo e la loro controparte testuale. La tesi propone il primo dataset altamente comprensivo su coppie evento-testo, includendo diverse sotto-aree biomediche, quali malattie infettive, ricerca oncologica e biologia molecolare. Il dataset introdotto viene usato come base per l'addestramento di modelli generativi allo stato dell'arte sul task di verbalizzazione, adottando un approccio text-to-text e illustrando una tecnica formale per la codifica di grafi evento mediante testo aumentato. Infine, si dimostra la validità degli eventi per il miglioramento delle capacità di comprensione dei modelli neurali su altri task NLP, focalizzandosi su single-document summarization e multi-task learning.

Dark: una tragedia postmoderna nel panorama seriale contemporaneo

Questo elaborato intende illustrare come il successo della serie Netflix Original Dark abbia reso la Germania uno dei più grandi esportatori europei di serie tv sul mercato globale. La tesi è articolata in tre capitoli: nel primo viene fornita un’introduzione sulla nascita della piattaforma di streaming Netflix fino al suo arrivo in Europa e sulla distribuzione delle prime coproduzioni europee, per poi concentrarsi sul caso di studio della serie Dark, spiegando come si siano svolti i processi produttivi e distributivi, fino ad arrivare alla campagna marketing adottata per pubblicizzare l’uscita delle tre stagioni. Nel secondo capitolo viene presentata una panoramica delle tematiche che hanno determinato il successo di Dark, cercando di approfondire i diversi livelli di lettura che la serie offre all’interno della trama, talvolta solo accennati e difficoltosi da decifrare per il fruitore. Il terzo ed ultimo capitolo si concentra sulla ricezione che la serie Dark ha avuto a livello globale e sulla storia della televisione tedesca, analizzando come i paradigmi produttivi e distributivi siano mutati con l’avvento delle piattaforme di streaming.

Integración de sistemas para la documentación, gestión y puesta en valor del patrimonio arquitectónico: el parque arqueológico de las tumbas de la Vía Latina en Roma

En la civilización de la antigua Roma, tres de los aspectos más importantes de la vida cotidiana estaban vinculados a la arquitectura: las termas, los acueductos y las tumbas. Esta investigación propone el estudio de la integración de sistemas avanzados para la documentación, gestión y valorización del patrimonio arquitectónico funerario de la Vie Latina y la Appia Antica, en estrecha relación con el tema del Paisaje Cultural. De hecho, el Parque de las Tumbas Latinas alberga uno de los complejos funerarios más importantes, que en la actualidad conserva el aspecto tradicional del antiguo paisaje romano. A lo largo de una vía empedrada, como todas las vías consulares, la Vía Latina (al igual que la Vía Appia Antica), que, como recordaba Tito Livio, conectaba en su día las ciudades de Roma con Capua, sigue manteniendo "congelado" el antiguo trazado urbano/paisajístico. El sistema multiforme del Ager Romanus y del sitio cultural Via Latina/Appia Antica estudiado en esta investigación es, por tanto, comparable a una estructura viva y dinámica y, como tal, debe ser analizada. Por lo tanto, para diseñar una herramienta de protección y gestión tan "potente" y adecuada para un sitio histórico de enorme importancia, fue necesario utilizar las técnicas de levantamiento arquitectónico más avanzadas que se utilizan actualmente (como el escaneo láser y la fotogrametría, junto con un software de análisis específico), acompañadas de un estudio en profundidad de las técnicas de construcción antiguas. El último aspecto clave que pretende abordar la investigación es la catalogación. De hecho, los sitios y monumentos históricos no se pueden mantener sólo mediante su uso y utilización pasiva, sino activando todas las operaciones de protección y conservación mediante intervenciones directas (mantenimiento/restauración) e indirectas, como la catalogación constante de las obras históricas y la consiguiente "catalogación dinámica".

Dispositivos de cuidados intermediários e a reestruturação produtiva em saúde - Os hospitais comunitários na Itália

A pesquisa-intervenção pretendeu cartografar e analisar os processos de trabalho e a produção de cuidados nos Hospitais Comunitários, enquanto dispositivos de cuidados intermediários da Região Emilia-Romagna, Itália. Nos diferentes encontros do percurso cartográfico, foram-se tecendo sentidos e contextos para aproximação do campo micropolítico, que na organização do estudo compõem as “pausas”, adensamentos que construíram ferramentas de intervenção e leituras. Estas “pausas” apresentaram os processos de aproximação cultural, de construção metodológica, de invenção e reinvenção dos modos de investigar cartografando encontros e afetos; além da construção de sentidos que impactaram nas intervenções produzidas pelo estudo. As interferências produzidas durante o percurso da pesquisa formação, a partir da realização do projeto de cooperação internacional - RERSUS, relevaram o campo micropolítico do cotidiano do Hospitais Comunitários e estão apresentadas pelos “platôs” nesta tese. São estas zonas de intensidades, que a partir coletivo marcaram os agenciamentos enquanto dispositivos presentes que disputam novos modos de fazer. Tais dispositivos, linhas de fugas visibilizados no percurso da pesquisa, são lançados à luz do contexto da pandemia Covid-19, em transposição atual e necessária aos sistemas de saúde, reapresentando à discussão recolocação das cogentes demandas de transição tecnológica e completa reestruturação produtiva da saúde.

I “resabios” come sovversione. Etnostoria dei movimenti di indigeni, donne e lavoratori nello «Stato apparente» boliviano

La tesi adotta una prospettiva etnostorica rafforzata da una metodologia etnografica per analizzare lo sviluppo dei processi di politicizzazione nel territorio boliviano dal periodo coloniale ad oggi, collocandoli all’interno di un più ampio sistema di relazioni economiche, politiche e sociali dettate dall’eterogeneo sviluppo del capitalismo globale; la tesi mostra sia il modo specifico in cui, nelle varie contingenze storiche, queste relazioni hanno riorganizzato l’«abigarrada» società boliviana e inciso sui processi di politicizzazione, sia il modo in cui i soggetti hanno contestato e messo in tensione tale riorganizzazione. Per l’analisi si partirà dalla posizione di quei soggetti che sono stati definiti alternativamente come indios, indigeni, campesinos nel territorio boliviano, guardando alle connessioni politiche che questi hanno messo in campo con diversi soggetti – donne, lavoratori, attivisti urbani. Questa posizione offre una «prospettiva epistemologica privilegiata» per indagare il modo in cui i movimenti sociali impattano nell’articolazione tra Stato, società civile e capitale, non perché tali soggetti sono portatori di un’autenticità alternativa al capitalismo, ma perché il modo in cui riattivano quell’insieme di miti, credenze e residui precapitalistici – i «resabios» – che concorrono alla «memoria larga» delle lotte, innestandoli su elementi introdotti dal capitalismo, mostra la loro capacità di sovvertire la posizione subalterna che la riproduzione del capitale nel territorio boliviano ha imposto loro. Si mostreranno anche le tensioni e i conflitti dati dalle diverse posizioni che donne e uomini, giovani e anziani, figure d’autorità e ‘base’ assumono all’interno della loro identificazione come indigeni. La ricerca permette di affermare che l’identità indigena è il prodotto della risposta istituzionale che di volta in volta è stata data per neutralizzare l’emergenza politica di soggetti la cui eterogeneità non ha impedito, ma al contrario ha reso possibile, un’accumulazione di forza tale da mettere in crisi gli assetti politici, economici e istituzionali dello Stato post-coloniale.

Da Petrarca a Fracassetti: i Rerum memorandarum libri in una traduzione inedita

Ancora poco è stato detto riguardo alla traduzione del trattato latino Rerum memorandarum libri di Petrarca compiuta da Giuseppe Fracassetti (1802-1883) nel 1860 e rimasta inedita. Fracassetti, avvocato e poliedrico studioso di Fermo, si dedicò all'edizione e al volgarizzamento di diverse opere latine di Petrarca – nello specifico, del trattato De sui ispius et multorum ignorantia reso in Della propria ed altrui ignoranza nel 1858, delle lettere Familiari (il cui corpus fu dato alle stampe prima nella versione latina, nel 1859-1863, e poi in traduzione nel 1863-1867) e Senili (stampate nel biennio 1869-1870 solo in italiano) – ma non pubblicò il suo lavoro sui Rerum memorandum libri. A partire dalla ricostruzione del processo editoriale e poi della fortuna delle opere edite, questa tesi propone un approfondimento sulle carte autografe – conservate presso la biblioteca Civica "Romolo Spezioli" di Fermo – che documentano la traduzione di Fracassetti dei Rerum memorandarum libri, i suoi Libri delle cose memorabili. Il lavoro presenta inoltre un focus sulla lingua adottata e avvia un'indagine sistematica sulle fonti latine utilizzate – e non dichiarate – dallo studioso fermano, attraverso lo studio delle annotazioni marginali appuntate da Fracassetti sui fogli. L’elaborato dà luce a questa traduzione inedita e incompleta – si interrompe infatti al terzo libro – pubblicandone il testo (corredato di un apparato in doppia fascia che registra da un lato la stratigrafia correttoria e, dall’altro, le postille presenti sulle carte).

Caratterizzazione di un sistema di veto per un rilvelatore di neutroni nell'ambito dell'esperimento FOOT

L’adroterapia è un tipo di terapia oncologica in cui il tumore è irraggiato con particelle cariche (adroni) quali protoni e ioni carbonio. Il vantaggio principale rispetto alla radioterapia convenzionale a raggi X consiste nel fatto che l’irraggiamento con adroni non coinvolge i tessuti sani circostanti quelli malati. Tuttavia, si conosce ancora poco sui processi di frammentazione nucleare che avvengono tra gli adroni del fascio usato nel trattamento e i nuclei presenti nel corpo umano. Così, nel 2017 nasce l’esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target) con lo scopo di misurare le sezioni d’urto differenziali dei frammenti nucleari prodotti nell’interazione a energie di 200-400 MeV/u (tipicamente impiegate in adroterapia). Attualmente l’apparato sperimentale di FOOT è in grado di compiere misure accurate solo per frammenti carichi, ma nell’ultimo anno si è cominciata ad esplorare la possibilità di rivelare anche i neutroni. Per questa operazione è necessario servirsi di scintillatori liquidi affiancati ad un sistema di veto costituito da scintillatori plastici sottili accoppiati a sensori che segnalano il passaggio di eventuali frammenti carichi. In una precedente campagna di misure con la collaborazione FOOT, si sono utilizzati come sensori dei tubi fotomoltiplicatori (PMT). Per migliorare le prestazioni del sistema di veto si è reso necessario l’utilizzo di scintillatori plastici veloci, letti da sensori fotomoltiplicatori al silicio (SiPM). In questa tesi mi sono occupato della risoluzione temporale dei segnali acquisiti con scintillatori plastici EJ-204 di 3 mm di spessore, letti da SiPM SenseL®.

Implicazioni dell'osservazione del processo γγ->WW sull'accoppiamento quartico tra bosoni vettori.

La seguente tesi studia il processo γγ → WW osservato per la prima volta dall’esperimento ATLAS nel 2017 facendo collidere due fasci di protoni con un’energia totale di 13 GeV. Grazie all’analisi dell’evento (in un dominio da 0 a 500 GeV in momento trasverso) è possibile misurare il valore (o trovare l’intervallo di confidenza) di determinati coefficienti associati alla lagrangiana in EFT. Si pensa infatti che questo evento, reso possibile anche dalla lagrangiana del Modello Standard, possa avvenire sfruttando teorie oltre il Modello Standard sull’accoppiamento quartico tra bosoni vettori, identificati da operatori di dimensione otto. Lo scopo ultimo dell’analisi è quello di trovare l’intervallo di confidenza all’interno del quale ci si aspetta di trovare questi coefficienti (associati agli operatori di dimensione otto), con livello di confidenza del 95%. Tali misurazioni sono estremamente importanti per la fisica teorica in quanto permettono di verificare la veridicità dei modelli teorici e accertarsi che questi ultimi siano compatibili con i dati. Lo scopo di questa tesi é antecedente alla misurazione e consiste, grazie alle simulazioni, nell’applicare dei processi di selezione e restringere il dominio delle distribuzioni dei dati (in momento trasverso), così da ottimizzare le misurazioni. E' stato trovato infatti che se si restringe il dominio del momento trasverso si riesce a misurare un più ampio e accurato range di valori per i coefficienti di EFT. Nello specifico questa tesi si é occupata di studiare alcuni di questi coefficienti (M), trovando la miglior regione per l’analisi ([180,500] GeV) e, per ogni coefficiente, il limite inferiore con un C.L. del 95%.

Geometric Deep Learning per il denoising di mesh 3D

La crescente disponibilità di scanner 3D ha reso più semplice l’acquisizione di modelli 3D dall’ambiente. A causa delle inevitabili imperfezioni ed errori che possono avvenire durante la fase di scansione, i modelli acquisiti possono risultare a volte inutilizzabili ed affetti da rumore. Le tecniche di denoising hanno come obiettivo quello di rimuovere dalla superficie della mesh 3D scannerizzata i disturbi provocati dal rumore, ristabilendo le caratteristiche originali della superficie senza introdurre false informazioni. Per risolvere questo problema, un approccio innovativo è quello di utilizzare il Geometric Deep Learning per addestrare una Rete Neurale in maniera da renderla in grado di eseguire efficacemente il denoising di mesh. L’obiettivo di questa tesi è descrivere il Geometric Deep Learning nell’ambito del problema sotto esame.

Indicatori di rischio di scompenso cardiaco in pazienti con dispositivi impiantabili e in monitoraggio remoto

L'incidenza complessiva dell'insufficienza cardiaca a livello globale sta aumentando, sia a causa della crescente aspettativa di vita per i pazienti che ricevono una diagnosi, sia per un progressivo invecchiamento della popolazione. Nonostante i continui progressi clinici, questa patologia continua ad avere una alta mortalità e a causare una forte sintomatologia nei pazienti che ne sono affetti. Per questo motivo e per il forte peso che questa patologia ha sulla sanità si è reso necessario cercare di prevenire eventi di scompenso cardiaco o di peggioramento della condizione di insufficienza cardiaca. Questo elaborato si sofferma inizialmente sull'insufficienza cardiaca, sulla sua patologia, le sue classificazioni, la sua epidemiologia e sui dispostivi impiantabili utilizzati nel trattamento di quest'ultima. Successivamente sono stati analizzati cinque studi clinici longitudinali, di cui uno monoparametrico e gli altri multiparametrici, caratterizzati dal monitoraggio remoto di alcuni parametri vitali con l'obiettivo di individuare, e quindi prevenire, eventi avversi o un peggioramento della condizione di insufficienza cardiaca.

Studio sperimentale dello stoccaggio di idrogeno in idruri metallici

Negli ultimi decenni, il riscaldamento globale, causato dall’emissioni di gas serra in atmosfera, ha spinto i governi ad agire verso una progressiva sostituzione della generazione elettrica da fonte fossile con quella da rinnovabile. La non programmabilità di alcune fonti rinnovabili ha reso necessario l’utilizzo di tecnologie di accumulo dell’energia elettrica. In particolare, la produzione di idrogeno sembra essere una valida soluzione, ma il suo stoccaggio è uno dei principali ostacoli alla sua diffusione. Tra i diversi metodi di stoccaggio, quello più promettente è quello in idruri metallici. Affinché questa tecnologia diventi competitiva, è però necessario migliorare la cinetica della reazione di assorbimento/desorbimento dell’idrogeno nel sito metallico, attraverso una migliore gestione del calore prodotto/richiesto dalla reazione. In questo contesto, la presente tesi ha come obiettivo l’ottimizzazione del processo di carica di bombole agli idruri metallici, situate all’interno di una microgrid per la generazione e l’accumulo di energia da fotovoltaico, attraverso lo sviluppo di un sistema di controllo della temperatura delle bombole, e la realizzazione di prove sperimentali per valutare i reali benefici che esso comporta, in termini di capacità di stoccaggio e velocità di assorbimento dell’idrogeno. Dopo aver presentato il contesto energetico, lo stato dell’arte degli idruri metallici e la microgrid in cui sono situate le bombole, sono state descritte due versioni diverse del sistema ideato: una versione definitiva, che potrà essere realizzata per eventuali studi futuri, e una versione semplificata, che è stata poi realizzata in laboratorio. È stato descritto nel dettaglio il setup sperimentale, realizzato per svolgere le prove sul processo di carica della bombola, e sono stati poi riportati e confrontati i risultati ottenuti nel caso in cui non si è fatto uso del prototipo e quelli ottenuti nel caso in cui viene invece utilizzato per raffreddare la bombola.

Analisi vibroacustica di un sistema di scarico per monoposto Formula SAE

Lo scopo del presente lavoro è quello di determinare una metodologia di analisi vibroacustica di validità generale applicabile a tutti i casi nei quali la forzante sia di tipo vibrazionale. Nello specifico si è analizzato il comportamento strutturale e acustico di un impianto di scarico di una monoposto Formula SAE. Ricorrendo all’analisi FEM (Finite Element Method) è possibile determinare e quantificare gli effetti dannosi causati dalle vibrazioni già nella fase di prototipazione permettendo una sostanziale riduzione dei tempi e costi. La determinazione del comportamento strutturale del modello alle vibrazioni è iniziata dall’analisi modale, grazie alla quale sono state determinate le frequenze naturali e i modi propri dell’impianto di scarico. Successivamente, l’analisi FRF (Frequency Response Function) ha permesso di conoscere la risposta del nostro sistema ad una forzante imposta mettendo in luce le diverse criticità strutturali. Con il presupposto di ottenere delle condizioni di carico che fossero il più vicine possibili alle normali condizioni operative si è impostata un’analisi PSD (Power Spectral Density). Per concludere la prima parte dell’analisi si è reso necessario indagare anche il comportamento a fatica vibrazionale, valutando in questo modo le zone soggette a vita finita e quindi le prime a cedere in fase di esercizio. La parte finale è stata dedicata all’analisi del rumore. Dall’analisi FRF si è determinata la SPL (Sound Pressure Level) ottenendo come output un valore di pressione sonora prodotto dall’effetto della propagazione delle onde di pressione generate dalla vibrazione strutturale dell’impianto di scarico. Infine, l’analisi di Transmission Loss ha permesso di valutare l’efficacia della geometria del silenziatore sulla riduzione del livello acustico generato dal transito dei gas di scarico alle diverse frequenze.

Analisi di una pompa volumetrica ad ingranaggi esterni a basse emissioni acustiche con ruote elicoidali coniugate

Le recenti Normative hanno portato via via all’imposizione di limiti sempre più stringenti circa le emissioni acustiche prodotte da impianti oleodinamici in funzione. In aggiunta a ciò, l’avvento dell’elettrificazione dei motori nel settore dei trasporti e nell’automotive ha reso indispensabile sviluppare nuove soluzioni di pompe più silenziose. Il presente elaborato tratta una nuova tipologia di pompa volumetrica ad ingranaggi esterni sviluppata dall’azienda Marzocchi Pompe S.p.A. con range di cilindrata da 3 a 14 cm3/giro, la quale presenta una coppia di ingranaggi a denti elicoidali con profilo coniugato. A seguito di una descrizione sulla natura delle emissioni sonore all’interno di una pompa ad ingranaggi tradizionale sono state individuate le cause scatenanti del problema. Vengono dunque descritte le procedure e le tecniche costruttive messe in atto per realizzare una soluzione adatta alla riduzione della rumorosità. Al fine di validare tale soluzione, si descrivono i test eseguiti su dedicati banchi di prova. Una volta ottenuti i dati, essi sono stati confrontati con quelli relativi ad altre pompe. Si può dunque concludere che la soluzione proposta garantisce una netta riduzione delle emissioni acustiche avendo efficienze confrontabili con le pompe più tradizionali. Infine, è stato predisposto un metodo sperimentale per valutare, a seguito dello studio di oscillazioni sonore prodotte dalla pompa in questione, se in essa fossero presenti difetti e di quale natura.

Rilevazione dell'adulterazione di olio extra vergine di oliva con olio di girasole mediante l'impiego di sensori spettrali

Nel corso degli ultimi anni si è assistito ad un aumento di episodi fraudolenti nel settore alimentare. Ciò è vero anche per il settore oleario: per il suo elevato valore economico, nutrizionale e sensoriale, l’olio extra vergine di oliva è un bersaglio perfetto dei frodatori, che realizzano molteplici tipologie di adulterazione. Questo lavoro di tesi si è focalizzato, in particolare, sull’adulterazione dell’olio extra vergine di oliva con olio di semi di girasole. Su campioni preparati in laboratorio per simulare la frode, a partire da due oli extra vergini di oliva addizionati con percentuali diverse di olio di girasole, sono state effettuate determinazioni analitiche utilizzando un sensore spettrale, basato sulla spettroscopia nel vicino infrarosso, seguite da un’elaborazione chemiometrica dei risultati. Lo strumento portatile è stato sviluppato da una start-up olandese presso cui ho svolto il tirocinio curriculare. Il modello di stima risultante dalle risposte fornite dai 16 pixel del sensore ha mostrato una capacità di rilevazione soddisfacente nei confronti di questa adulterazione, conducendo ad un errore medio nella stima della percentuale di olio di girasole aggiunto intorno al 3%. Tale risultato, se verrà confermato da ulteriori analisi grazie alle quali il modello predittivo potrà essere reso più robusto, potrebbe incoraggiare l’utilizzo di questa metodologia analitica come tecnica rapida di screening, facilmente applicabile anche in un contesto industriale, a supporto delle più laboriose e complesse tecniche analitiche tradizionali, nella rilevazione di adulterazioni di oli extra vergini di oliva con oli di semi di girasole.