Misure preliminari a temperature variabili su SiPM per future applicazioni nell'esperimento XENON

Negli ultimi decenni la materia oscura è stata oggetto di crescente interesse scientifico: dati sperimentali indicano che essa costituisce il 26.8% della massa totale dell'Universo ma le sue origini e natura rimangono ancora ignote. Essa interagisce solo gravitazionalmente in quanto priva di carica, caratteristica che ne rende molto difficile la rivelazione. Numerosi esperimenti in tutto il mondo sono alla ricerca di maggiori informazioni riguardo la natura della materia oscura tramite metodi di rivelazione indiretta e diretta; questi ultimi sono accumunati da rivelatori molto massivi per sopperire alla piccola sezione d'urto di interazione e situati in ambienti molto isolati per diminuire il rumore di fondo dovuto alla radioattività terrestre. Tra le varie ipotesi avanzate riguardo la natura della materia oscura spiccano le WIMP, Weakly Interacting Massive Particle. L'esperimento XENON, situato ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso, si occupa della rivelazione diretta di WIMP studiandone l'urto elastico con i nuclei di Xeno, presente allo stato liquido e gassoso all'interno della TPC, il rivelatore fulcro dell'esperimento. I primi risultati dell'ultima fase del progetto sono attesi per l'inizio del 2016; grazie alla massa fiduciale di circa una tonnellata di Xeno, da cui il nome XENON1T, e a migliorie atte a diminuire il rumore di fondo, quali la scelta accurata di materiali a bassa radioattività e a un sistema di veto dei muoni, si ipotizza che il rivelatore raggiungerà una sensibilità due ordini di grandezza superiore a quelle finora raggiunte. Sono in fase di ricerca soluzioni per incrementare la raccolta di luce del rivelatore, nell'ottica di diminuire l'energia di soglia di rivelazione migliorandone la sensibilità. Una delle possibili soluzioni consiste nell'affiancare i PMT già in uso con fotomoltiplicatori al Silicio SiPM. Essi dovranno essere in grado di lavorare a una temperatura di sim ~170 K ed avere una buona efficienza di rivelazione per fotoni di lunghezza d'onda di ~178 nm. Questo lavoro di tesi si colloca nell'ambito di tale progetto di ricerca e sviluppo. Lo scopo del lavoro di tesi presentato è stato la misura della variazione di guadagno e conteggi di buio dei SiPM a disposizione in funzione della temperatura

Uso di dati di telemetria per studiare la qualità e l'affidabilità di macchine per gelato espresso

L’odierno mercato concorrenziale ha portato le aziende a rinnovare il sistema produttivo, spostandosi da un approccio innovativo convergente, in cui le imprese erano le uniche detentrici del controllo dell’intero processo, fin dalla generazione di nuove idee e proposte di innovazione, ad un approccio aperto, denominato Open Innovation, che fa leva sul concetto di flusso libero e bidirezionale di idee e tecnologie tra l’azienda e l’ambiente esterno. È in questo contesto che è stata progettata in Carpigiani una piattaforma e-maintenance chiamata Teorema che, sfruttando un sistema di telemetria, consente di monitorare in tempo reale le macchine installate presso l’utente finale, acquisendo importanti informazioni sul reale utilizzo e sulle effettive funzionalità impiegate dal cliente. Grazie a tale gestione remota, allo stesso tempo è possibile garantire un’efficace operazione di diagnostica e prognostica atte a prevenire eventuali malfunzionamenti. Il presente elaborato fornisce un concreto metodo di utilizzo di tale piattaforma per il monitoraggio real time di macchine per gelato espresso, al fine di verificarne l’effettivo utilizzo da parte del cliente ed il corretto dimensionamento dell’impianto. Per mezzo della piattaforma Teorema è stato inoltre possibile eseguire un’indagine comparativa sui consumi energetici misurati in macchina, testando l’efficienza di funzionamento. Infine è stata eseguita un’analisi FMEA degli allarmi rilevati sul parco di macchine analizzate, per valutare l’affidabilità della macchina e dei suoi componenti.

Studio e ottimizzazione del modulo raggruppatore di una macchina confezionatrice per prodotti igienico sanitari femminili

Le macchine automatiche prodotte dall’azienda VIRE Automation di Faenza sono atte al confezionamento di prodotti igienico sanitari del settore baby, femminile e adulto. La macchina può essere suddivisa in due gruppi funzionali, il primo legato al raggruppamento dei prodotti in pile e il secondo dedicato al confezionamento vero e proprio. Il presente elaborato consiste nello studio e nella progettazione del raggruppatore della macchina dedicata ai prodotti femminili; in particolare lo scopo è il corretto funzionamento del gruppo con performance superiori a quelle attuali. Il progetto si è articolato nell’applicazione del metodo della Casa della Qualità come strumento di supporto, per poi passare allo studio della parte logica della macchina e ad un'analisi cinematica e dinamica del gruppo estrattore; infine vengono presentate ulteriori soluzioni tecniche adottate.

Ricostruzione densa di ambienti di grande dimensione

Uno dei principali settori di studio nell’ambito della visione artificiale riguarda lo sviluppo e la continua ricerca di tecniche e metodologie atte alla ricostruzione di ambienti 3D. Una di queste è il Kinect Fusion, la quale utilizza il dispositivo Kinect per catturare ed elaborare informazioni provenienti da mappe di profondità relative a una particolare scena, per creare un modello 3D dell’ambiente individuato dal sensore. Il funzionamento generale del sistema “Kinect Fusion” consiste nella ricostruzione di superfici dense attraverso l’integrazione delle informazioni di profondità dei vari frame all’interno di un cubo virtuale, che a sua volta viene partizionato in piccoli volumi denominati voxel, e che rappresenta il volume della scena che si intende ricostruire. Per ognuno di tali voxel viene memorizzata la distanza (TSDF) rispetto alla superficie più vicina. Durante lo svolgimento di questo lavoro di tesi ci si è concentrati innanzitutto nell’analisi dell’algoritmo Voxel Hashing, una tecnica che mira a rendere l'algoritmo Kinect Fusion scalabile, attraverso una migliore gestione della struttura dati dei voxel allocando questi ultimi all'interno di una tabella di hash solo se strettamente necessario (TSDF inferiore a una soglia). In una prima fase del progetto si è quindi studiato in dettaglio il funzionamento di suddetta tecnica, fino a giungere alla fase della sua implementazione all’interno di un framework di ricostruzione 3D, basato su Kinect Fusion; si è quindi reso il sistema realizzato più robusto tramite l’applicazione di diverse migliorie. In una fase successiva sono stati effettuati test quantitativi e qualitativi per valutarne l'efficienza e la robustezza. Nella parte finale del progetto sono stati delineati i possibili sviluppi di future applicazioni.

Studio e Progettazione di Sistemi Hands-free basati su Tecnologie Wearable: Un Caso di Studio in Ambito Healthcare

Il percorso intrapreso per la scrittura della tesi, si snoda essenzialmente in due fasi e nove capitoli. La prima fase ha avuto come scopo l’analisi dal punto di vista tecnologico dell’evoluzione tecnologica avuta nel campo di realtà aumentata e dispositivi wearable in particolare orientandosi verso una tipologia di interazioni hands-free. Questo ha portato ad una ricognizione sullo stato dell’arte permettendo di attenere una base di conoscenza solida per la costruzione del sistema presentato all’interno del caso di studi. I capitoli successivi, in particolare dal quinto, introducono alla seconda fase ed hanno lo scopo di progettare e realizzare il sistema proposto, partendo da un’attenta analisi delle caratteristiche richieste passando per la prototipazione e successiva definizione delle caratteristiche atte alla valutazione del sistema stesso.

Global change revealed by palaeolimnological records from remote lakes: a review

Over recent decades, palaeolimnological records from remote sites have provided convincing evidence for the onset and development of several facets of global environmental change. Remote lakes, defined here as those occurring in high latitude or high altitude regions, have the advantage of not being overprinted by local anthropogenic processes. As such, many of these sites record broad-scale environmental changes, frequently driven by regime shifts in the Earth system. Here, we review a selection of studies from North America and Europe and discuss their broader implications. The history of investigation has evolved synchronously with the scope and awareness of environmental problems. An initial focus on acid deposition switched to metal and other types of pollutants, then climate change and eventually to atmospheric deposition-fertilising effects. However, none of these topics is independent of the other, and all of them affect ecosystem function and biodiversity in profound ways. Currently, remote lake palaeolimnology is developing unique datasets for each region investigated that benchmark current trends with respect to past, purely natural variability in lake systems. Fostering conceptual and methodological bridges with other environmental disciplines will upturn contribution of remote lake palaeolimnology in solving existing and emerging questions in global change science and planetary stewardship.

Continental-scale temperature variability during the past two millennia

Past global climate changes had strong regional expression. To elucidate their spatio-temporal pattern, we reconstructed past temperatures for seven continental-scale regions during the past one to two millennia. The most coherent feature in nearly all of the regional temperature reconstructions is a long-term cooling trend, which ended late in the nineteenth century. At multi-decadal to centennial scales, temperature variability shows distinctly different regional patterns, with more similarity within each hemisphere than between them. There were no globally synchronous multi-decadal warm or cold intervals that define a worldwide Medieval Warm Period or Little Ice Age, but all reconstructions show generally cold conditions between ad 1580 and 1880, punctuated in some regions by warm decades during the eighteenth century. The transition to these colder conditions occurred earlier in the Arctic, Europe and Asia than in North America or the Southern Hemisphere regions. Recent warming reversed the long-term cooling; during the period ad 1971–2000, the area-weighted average reconstructed temperature was higher than any other time in nearly 1,400 years.

Validation of the DRAGON score in 12 stroke centers in anterior and posterior circulation

BACKGROUND AND PURPOSE The DRAGON score predicts functional outcome in the hyperacute phase of intravenous thrombolysis treatment of ischemic stroke patients. We aimed to validate the score in a large multicenter cohort in anterior and posterior circulation. METHODS Prospectively collected data of consecutive ischemic stroke patients who received intravenous thrombolysis in 12 stroke centers were merged (n=5471). We excluded patients lacking data necessary to calculate the score and patients with missing 3-month modified Rankin scale scores. The final cohort comprised 4519 eligible patients. We assessed the performance of the DRAGON score with area under the receiver operating characteristic curve in the whole cohort for both good (modified Rankin scale score, 0-2) and miserable (modified Rankin scale score, 5-6) outcomes. RESULTS Area under the receiver operating characteristic curve was 0.84 (0.82-0.85) for miserable outcome and 0.82 (0.80-0.83) for good outcome. Proportions of patients with good outcome were 96%, 93%, 78%, and 0% for 0 to 1, 2, 3, and 8 to 10 score points, respectively. Proportions of patients with miserable outcome were 0%, 2%, 4%, 89%, and 97% for 0 to 1, 2, 3, 8, and 9 to 10 points, respectively. When tested separately for anterior and posterior circulation, there was no difference in performance (P=0.55); areas under the receiver operating characteristic curve were 0.84 (0.83-0.86) and 0.82 (0.78-0.87), respectively. No sex-related difference in performance was observed (P=0.25). CONCLUSIONS The DRAGON score showed very good performance in the large merged cohort in both anterior and posterior circulation strokes. The DRAGON score provides rapid estimation of patient prognosis and supports clinical decision-making in the hyperacute phase of stroke care (eg, when invasive add-on strategies are considered).

Initial biomass and biomass change of tundra and forest plants in three herbivore treatments in Norway and Sweden

Recent Pan-Arctic shrub expansion has been interpreted as a response to a warmer climate. However, herbivores can also influence the abundance of shrubs in arctic ecosystems. We addressed these alternative explanations by following the changes in plant community composition during the last 10 years in permanent plots inside and outside exclosures with different mesh sizes that exclude either only reindeer or all mammalian herbivores including voles and lemmings. The exclosures were replicated at three forest and tundra sites at four different locations along a climatic gradient (oceanic to continental) in northern Fennoscandia. Since the last 10 years have been exceptionally warm, we could study how warming has influenced the vegetation in different grazing treatments. Our results show that the abundance of the dominant shrub, Betula nana, has increased during the last decade, but that the increase was more pronounced when herbivores were excluded. Reindeer have the largest effect on shrubs in tundra, while voles and lemmings have a larger effect in the forest. The positive relationship between annual mean temperature and shrub growth in the absence of herbivores and the lack of relationships in grazed controls is another indication that shrub abundance is controlled by an interaction between herbivores and climate. In addition to their effects on taller shrubs (> 0.3 m), reindeer reduced the abundance of lichens, whereas microtine rodents reduced the abundance of dwarf shrubs (< 0.3 m) and mosses. In contrast to short-term responses, competitive interactions between dwarf shrubs and lichens were evident in the long term. These results show that herbivores have to be considered in order to understand how a changing climate will influence tundra ecosystems.

(Table 2) Seroprevalence against Trichinella spp. in Ursus maritimus from Svalbard and Barents Sea pack ice

Blood samples of live-caught polar bears (Ursus maritimus) from Svalbard collected 1991-2000 (Period 1) and 2006-2008 (Period 2) and from the pack ice of the Barents Sea collected in Period 1, were assayed for antibodies against Trichinella spp. by ELISA. Of 54 cubs-of-the-year included in the Period 1 sample, 53 were seronegative, indicating that exposure to Trichinella infected meat is uncommon during the first months of life for polar bears in the Svalbard region. Of 30 mother-offspring pairs, 18 mothers were seropositive with seronegative offspring (n = 27), suggesting (1) that maternal antibodies had dropped to levels below detection limit by the time of capture in April (offspring approximately 4 months old), and (2) supporting experimental studies in other animal models showing that vertical transmission of Trichinella spp. is uncommon. Bear 1 year and older had higher prevalence in Svalbard (78%) than in the Barents Sea (51%). There was no temporal change in prevalence for bears from Svalbard during the time between the two periods. The prevalence increased with age in both sexes. A positive correlation was found between anti-Toxoplasma gondii and anti-Trichinella spp. antibodies.