RFID tag localization with virtual multi-antenna systems

In questa tesi si sono valutate le prestazioni di un sistema di localizzazione multi-antenna di tag radio frequency identification (RFID) passivi in ambiente indoor. Il sistema, composto da un reader in movimento che percorre una traiettoria nota, ha come obiettivo localizzare il tag attraverso misure di fase; più precisamente la differenza di fase tra il segnale di interrogazione, emesso dal reader, e il segnale ricevuto riflesso dal tag che è correlato alla distanza tra di essi. Dopo avere eseguito una ricerca sullo stato dell’arte di queste tecniche e aver derivato il criterio maximum likelihood (ML) del sistema si è proceduto a valutarne le prestazioni e come eventuali fattori agissero sul risultato di localizzazione attraverso simulazioni Matlab. Come ultimo passo si è proceduto a effettuare una campagna di misure, testando il sistema in un ambiente reale. Si sono confrontati i risultati di localizzazione di tutti gli algoritmi proposti quando il reader si muove su una traiettoria rettilinea e su una traiettoria angolare, cercando di capire come migliorare i risultati.

Analisi spettrale in banda X e proprietà multi-frequenza della galassia ULIRG IRAS 13120-5453

L’interruzione dell’attività di formazione stellare nelle galassie attraverso l’azione di venti guidati dalla potenza dell’AGN e/o dall’attività di starburst è una fase prevista da tutti i modelli di coevoluzione tra i buchi neri super massicci e la galassia ospite. La recente scoperta di venti molecolari massivi in alcune ULIRG locali ha fornito una prova forte a favore dell’esistenza del meccanismo di feedback negativo nelle galassie. Ad oggi non è chiaro il ruolo che l'attività di AGN e di starburst hanno nella produzione dei venti: tuttavia, la maggior parte delle ULIRG in cui sono stati osservati i venti molecolari presentano elevati tassi e velocità di outflow, suggerendo che l'AGN giochi un ruolo principale. IRAS 13120-5453 rappresenta un caso particolare: la sua attività e dominata dalla formazione stellare, ma sembra anche ospitare un AGN oscurato al suo interno. Tuttavia, non presenta elevati tassi di outflow e velocità dei venti: non è quindi chiaro quale dei due fenomeni vi sia all'origine. In questo lavoro di tesi si è operata un'analisi multibanda di questa sorgente con lo scopo di studiarne le principali proprietà fisiche. Lo studio in banda X attraverso l'analisi dei dati provenienti dai satelliti XMM-Newton, Chandra e NuSTAR ha permesso di conoscere parametri importanti come il grado di oscuramento della sorgente e la potenza dell'AGN. Con l'analisi in banda IR, è stato possibile conoscere il contributo dell'AGN e della starburst alla luminosità IR e i principali parametri fisici di questa galassia. L’obiettivo di tale lavoro è quello di capire il ruolo svolto da questi due principali fenomeni e quale possa essere la connessione con i venti molecolari.

Tecnologie e framework per la programmazione multi-agente

Negli ultimi anni le tecnologie informatiche sono state al centro di uno sviluppo esponenziale. Fra le incalcolabili innovazioni presentate, ha preso sempre più campo il paradigma per la programmazione ad agenti, che permette la realizzazione di sistemi software complessi, i quali, nell'informatica moderna, ricoprono un ruolo di fondamentale importanza. Questi sistemi, denominati autonomi, mostrano caratteristiche interessanti per scenari dinamici; essi infatti devono essere robusti e resistenti, in grado di adattarsi al contesto ambientale e quindi reagire a determinate modifiche che si verificano nell'ambiente, comportandosi di conseguenza. Indicano perciò la pro-attività dell'entità presa in considerazione. In questa tesi saranno spiegate queste tipologie di sistemi, introdotte le loro caratteristiche e mostrate le loro potenzialità. Tali caratteristiche permettono di responsabilizzare i soggetti, rendendo il sistema auto-organizzato, con una migliore scalabilità e modularità, riducendo quindi le elevate esigenze di calcolo. L'organizzazione di questo documento prevede i primi capitoli atti a introdurre il mondo dei sistemi autonomi, partendo dalle definizioni di autonomia e di agenti software, concludendo con i sistemi multi-agenti, allo scopo di permettere al lettore una comprensione adatta ed esaustiva. I successivi capitoli riguardano le fasi di progettazione delle entità prese in esame, le loro forme di standardizzazione e i modelli che possono adottare, tra i quali il più conosciuto, il modello BDI. Ne seguono due diverse metodologie per l'ingegneria del software orientata agli agenti. Si conclude con la presentazione dello stato dell'arte degli ambienti di sviluppo conosciuti, contenente un'esauriente introduzione ad ognuno di essi ed una visione nel mondo del lavoro del loro apporto negli applicativi in commercio. Infine la tesi terminerà con un capitolo di conclusioni e di riflessioni sui possibili aspetti futuri.

Localizzazione e tracking tramite filtri statistici in sistemi multi antenna

Uno dei temi più recenti nel campo delle telecomunicazioni è l'IoT. Tale termine viene utilizzato per rappresentare uno scenario nel quale non solo le persone, con i propri dispositivi personali, ma anche gli oggetti che le circondano saranno connessi alla rete con lo scopo di scambiarsi informazioni di diversa natura. Il numero sempre più crescente di dispositivi connessi in rete, porterà ad una richiesta maggiore in termini di capacità di canale e velocità di trasmissione. La risposta tecnologica a tali esigenze sarà data dall’avvento del 5G, le cui tecnologie chiave saranno: massive MIMO, small cells e l'utilizzo di onde millimetriche. Nel corso del tempo la crescita delle vendite di smartphone e di dispositivi mobili in grado di sfruttare la localizzazione per ottenere servizi, ha fatto sì che la ricerca in questo campo aumentasse esponenzialmente. L'informazione sulla posizione viene utilizzata infatti in differenti ambiti, si passa dalla tradizionale navigazione verso la meta desiderata al geomarketing, dai servizi legati alle chiamate di emergenza a quelli di logistica indoor per industrie. Data quindi l'importanza del processo di positioning, l'obiettivo di questa tesi è quello di ottenere la stima sulla posizione e sulla traiettoria percorsa da un utente che si muove in un ambiente indoor, sfruttando l'infrastruttura dedicata alla comunicazione che verrà a crearsi con l'avvento del 5G, permettendo quindi un abbattimento dei costi. Per fare ciò è stato implementato un algoritmo basato sui filtri EKF, nel quale il sistema analizzato presenta in ricezione un array di antenne, mentre in trasmissione è stato effettuato un confronto tra due casi: singola antenna ed array. Lo studio di entrambe le situazioni permette di evidenziare, quindi, i vantaggi ottenuti dall’utilizzo di sistemi multi antenna. Inoltre sono stati analizzati altri elementi chiave che determinano la precisione, quali geometria del sistema, posizionamento del ricevitore e frequenza operativa.

Analisi di un'architettura Multi-Master ad alta affidabilità basata su MariaDB Galera Cluster

Progettazione, realizzazione ed analisi prestazionale e di robustezza di un sistema di cluster ad alta affidabilità basato su MariaDB Galera Cluster. Affiancamento al cluster di un sistema di proxy MaxScale. Studio e realizzazione di una procedura di migrazione da DBMS MySQL a MariaDB Galera Cluster.

Progettazione e sviluppo multi-platform di applicazioni mobile: un caso di studio in Xamarin

In questa tesi viene trattato l'argomento dello sviluppo multi-platform di applicazioni mobile. Viene effettuata una panoramica degli approcci possibili e dei relativi framework per lo sviluppo. Individuato l'approccio ritenuto piu interessante, viene affrontato un caso di studio per poter convalidare la tecnologia.

EmsB, a tandem repeated multi-loci microsatellite, new tool to investigate the genetic diversity of Echinococcus multilocularis

In order to explore the genetic diversity within Echinococcus multilocularis (E. multilocularis), the cestode responsible for the alveolar echinococcosis (AE) in humans, a microsatellite, composed of (CA) and (GA) repeats and designated EmsB, was isolated and characterized in view of its nature and potential field application. PCR-amplification with specific primers exhibited a high degree of size polymorphism between E. multilocularis and Echinococcus granulosus sheep (G1) and camel (G6) strains. Fluorescent-PCR was subsequently performed on a panel of E. multilocularis isolates to assess intra-species polymorphism level. EmsB provided a multi-peak profile, characterized by tandemly repeated microsatellite sequences in the E. multilocularis genome. This "repetition of repeats" feature provided to EmsB a high discriminatory power in that eight clusters, supported by bootstrap p-values larger than 95%, could be defined among the tested E. multilocularis samples. We were able to differentiate not only the Alaskan from the European samples, but also to detect different European isolate clusters. In total, 25 genotypes were defined within 37 E. multilocularis samples. Despite its complexity, this tandem repeated multi-loci microsatellite possesses the three important features for a molecular marker, i.e. sensitivity, repetitiveness and discriminatory power. It will permit assessing the genetic polymorphism of E. multilocularis and to investigate its spatial distribution in detail.

Estimation of scots pine defoliation by the common pine sawfly (Diprion pini L.) using multi-temporal radar data

In 1998-2001 Finland suffered the most severe insect outbreak ever recorded, over 500,000 hectares. The outbreak was caused by the common pine sawfly (Diprion pini L.). The outbreak has continued in the study area, Palokangas, ever since. To find a good method to monitor this type of outbreaks, the purpose of this study was to examine the efficacy of multi-temporal ERS-2 and ENVISAT SAR imagery for estimating Scots pine (Pinus sylvestris L.) defoliation. Three methods were tested: unsupervised k-means clustering, supervised linear discriminant analysis (LDA) and logistic regression. In addition, I assessed if harvested areas could be differentiated from the defoliated forest using the same methods. Two different speckle filters were used to determine the effect of filtering on the SAR imagery and subsequent results. The logistic regression performed best, producing a classification accuracy of 81.6% (kappa 0.62) with two classes (no defoliation, >20% defoliation). LDA accuracy was with two classes at best 77.7% (kappa 0.54) and k-means 72.8 (0.46). In general, the largest speckle filter, 5 x 5 image window, performed best. When additional classes were added the accuracy was usually degraded on a step-by-step basis. The results were good, but because of the restrictions in the study they should be confirmed with independent data, before full conclusions can be made that results are reliable. The restrictions include the small size field data and, thus, the problems with accuracy assessment (no separate testing data) as well as the lack of meteorological data from the imaging dates.

A multi-tracer study of groundwater origin and transit-time in the aquifers of the Venice region (Italy)

Located in the northeastern region of Italy, the Venetian Plain (VP) is a sedimentary basin containing an extensively exploited groundwater system. The northern part is characterised by a large undifferentiated phreatic aquifer constituted by coarse grain alluvial deposits and recharged by local rainfalls and discharges from the rivers Brenta and Piave. The southern plain is characterised by a series of aquitards and sandy aquifers forming a well-defined artesian multi-aquifer system. In order to determine origins, transit times and mixing proportions of different components in groundwater (GW), a multi tracer study (H, He/He, C, CFC, SF, Kr, Ar, Sr/Sr, O, H, cations, and anions) has been carried out in VP between the rivers Brenta and Piave. The geochemical pattern of GW allows a distinction of the different water origins in the system, in particular based on View the MathML source HCO3-,SO42-,Ca/Mg,NO3-, O, H. A radiogenic Sr signature clearly marks GW originated from the Brenta and Tertiary catchments. End-member analysis and geochemical modelling highlight the existence of a mixing process involving waters recharged from the Brenta and Piave rivers, from the phreatic aquifer and from another GW reservoirs characterised by very low mineralization. Noble gas excesses in respect to atmospheric equilibrium occur in all samples, particularly in the deeper aquifers of the Piave river, but also in phreatic water of the undifferentiated aquifers. He–H ages in the phreatic aquifer and in the shallower level of the multi-aquifer system indicate recharge times in the years 1970–2008. The progression of H–He ages with the distance from the recharge areas together with initial tritium concentration (H + Hetrit) imply an infiltration rate of about 1 km/y and the absence of older components in these GW. SF and Kr data corroborate these conclusions. H − He ages in the deeper artesian aquifers suggest a dilution process with older, tritium free waters. C Fontes–Garnier model ages of the old GW components range from 1 to 12 ka, yielding an apparent GW velocity of about 1–10 m/y. Increase of radiogenic He follows the progression of C ages. Ar, radiogenic He and C tracers yield model-dependent age-ranges in overall good agreement once diffusion of C from aquitards, GW dispersion, lithogenic Ar production, and He production-rate heterogeneities are taken into account. The rate of radiogenic He increase with time, deduced by comparison with C model ages, is however very low compared to other studies. Comparison with C and C data obtained 40 years ago on the same aquifer system shows that exploitation of GW caused a significant loss of the old groundwater reservoir during this time.

Adaptive Interest Lifetimes for Information-Centric Wireless Multi-hop Communication

Information-centric networking (ICN) is a promising approach for wireless communication because users can exploit the broadcast nature of the wireless medium to quickly find desired content at nearby nodes. However, wireless multi-hop communication is prone to collisions and it is crucial to quickly detect and react to them to optimize transmission times and a void spurious retransmissions. Several adaptive retransmission timers have been used in related ICN literature but they have not been compared and evaluated in wireless multi-hop environments. In this work, we evaluate existing algorithms in wireless multi-hop communication. We find that existing algorithms are not optimized for wireless communication but slight modificati ons can result in considerably better performance without increasing the number of transmitted Interests.

Response profiles of murine spiral ganglion neurons on multi-electrode arrays.

OBJECTIVE Cochlear implants (CIs) have become the gold standard treatment for deafness. These neuroprosthetic devices feature a linear electrode array, surgically inserted into the cochlea, and function by directly stimulating the auditory neurons located within the spiral ganglion, bypassing lost or not-functioning hair cells. Despite their success, some limitations still remain, including poor frequency resolution and high-energy consumption. In both cases, the anatomical gap between the electrode array and the spiral ganglion neurons (SGNs) is believed to be an important limiting factor. The final goal of the study is to characterize response profiles of SGNs growing in intimate contact with an electrode array, in view of designing novel CI devices and stimulation protocols, featuring a gapless interface with auditory neurons. APPROACH We have characterized SGN responses to extracellular stimulation using multi-electrode arrays (MEAs). This setup allows, in our view, to optimize in vitro many of the limiting interface aspects between CIs and SGNs. MAIN RESULTS Early postnatal mouse SGN explants were analyzed after 6-18 days in culture. Different stimulation protocols were compared with the aim to lower the stimulation threshold and the energy needed to elicit a response. In the best case, a four-fold reduction of the energy was obtained by lengthening the biphasic stimulus from 40 μs to 160 μs. Similarly, quasi monophasic pulses were more effective than biphasic pulses and the insertion of an interphase gap moderately improved efficiency. Finally, the stimulation with an external electrode mounted on a micromanipulator showed that the energy needed to elicit a response could be reduced by a factor of five with decreasing its distance from 40 μm to 0 μm from the auditory neurons. SIGNIFICANCE This study is the first to show electrical activity of SGNs on MEAs. Our findings may help to improve stimulation by and to reduce energy consumption of CIs and thereby contribute to the development of fully implantable devices with better auditory resolution in the future.

Situational adaptiveness of control orientation mediates relation between fixed-world view and youth well-being in three cultures

When proposing primary control (changing the world to fit self)/secondary control (changing self to fit the world) theory, Weisz et al. (1984) argued for the importance of the “serenity to accept the things I cannot change, the courage to change the things I can” (p. 967), and the wisdom to choose the right control strategy that fits the context. Although the dual processes of control theory generated hundreds of empirical studies, most of them focused on the dichotomy of PC and SC, with none of these tapped into the critical concept: individuals’ ability to know when to use what. This project addressed this issue by using scenario questions to study the impact of situationally adaptive control strategies on youth well-being. To understand the antecedents of youths’ preference for PC or SC, we also connected PCSC theory with Dweck’s implicit theory about the changeability of the world. We hypothesized that youths’ belief about the world’s changeability impacts how difficult it was for them to choose situationally adaptive control orientation, which then impacts their well-being. This study included adolescents and emerging adults between the ages of 18 and 28 years (Mean = 20.87 years) from the US (n = 98), China (n = 100), and Switzerland (n = 103). Participants answered a questionnaire including a measure of implicit theories about the fixedness of the external world, a scenario-based measure of control orientation, and several measures of well-being. Preliminary analyses of the scenario-based control orientation measures showed striking cross-cultural similarity of preferred control responses: while for three of the six scenarios primary control was the predominately chosen control response in all cultures, for the other three scenarios secondary control was the predominately chosen response. This suggested that youths across cultures are aware that some situations call for primary control, while others demand secondary control. We considered the control strategy winning the majority of the votes to be the strategy that is situationally adaptive. The results of a multi-group structural equation mediation model with the extent of belief in a fixed world as independent variable, the difficulties of carrying out the respective adaptive versus non-adaptive control responses as two mediating variables and the latent well-being variable as dependent variable showed a cross-culturally similar pattern of effects: a belief in a fixed world was significantly related to higher difficulties in carrying out the normative as well as the non-normative control response, but only the difficulty of carrying out the normative control response (be it primary control in situations where primary control is normative or secondary control in situations where secondary control is normative) was significantly related to a lower reported well-being (while the difficulty of carrying out the non-normative response was unrelated to well-being). While previous research focused on cross-cultural differences on the choice of PC or SC, this study shed light on the universal necessity of applying the right kind of control to fit the situation.