Sviluppo di una libreria di geometria computazionale per comparare metodi di presa misura in pazienti amputati di arto inferiore

Il progetto descritto in questo elaborato di tesi è stato svolto presso Il Centro Protesi INAIL (Vigorso di Budrio, BO). Il lavoro è stato realizzato a supporto di un progetto di ricerca, finanziato dal Dipartimento della Difesa USA, in collaborazione con la Northwestern University di Chicago e il Minneapolis Veteran Affairs Health Care Sytem. La ricerca ha lo scopo di determinare l’efficacia comparativa di metodi alternativi per realizzare il calco del moncone dell’amputato di arto inferiore e la successiva invasatura su misura. Il progetto di tesi nasce dall’assenza di un software commerciale in grado di analizzare come evolve la forma del moncone, dal calco all'invasatura finita, basandosi sulla digitalizzazione tridimensionale delle superfici. La libreria sviluppata è implementata in Python e utilizza algoritmi e strumenti di geometria computazionale al fine di supportare i processi di elaborazione dati. Il flusso di lavoro si sviluppa nelle seguenti fasi: • Acquisizione e pre-processing del dato; • Identificazione digitale dei punti di repere; • Allineamento dei modelli per orientarli in un sistema di riferimento globale secondo una logica comune; • Registrazione di due modelli per allinearli l’uno all’altro; • Generazione di outcome e parametri dimensionali, derivanti da mappe distanza, sezioni, cammini geodetici e regioni di interesse; • Estrazione di indicatori statistici riassuntivi delle differenze, correlate ad un insieme di scansioni tramite la PCA. Le funzionalità sono state validate tramite appositi test su dati clinici rilevati dallo studio o dati sintetici con caratteristiche note a priori. La libreria fornisce un insieme di interfacce che permette l’accesso anche a utenti non esperti ed è caratterizzata da modularità, semplicità di installazione ed estensibilità delle funzionalità. Tra gli sviluppi futuri si prevede l’identificazione di possibili ottimizzazioni individuate da un utilizzo degli strumenti esteso a più casi d’uso.

Membrane elettrofilate di cheratina e poli(butilene succinato): effetti della composizione della miscela sulle proprietà chimico-fisiche delle membrane e sulla cinetica di rilascio di farmaci

In ambito biomedicale una delle applicazioni che ad oggi sta riscuotendo un interesse crescente è lo studio di dispositivi performanti per il rilascio controllato di farmaci. La realizzazione di materiali nanofibrosi a base di polimeri di origine naturale e sintetica costituisce una strada molto interessate. In particolare, la cheratina, che può essere ricavata da un’ampia quantità di sottoprodotti delle industrie zootecniche e tessili, presenta ottima biocompatibilità e caratteristiche che le consentono di svolgere il ruolo di carrier per molteplici tipologie di sostanze. La fragilità e la difficile processabilità della cheratina possono essere migliorate mediante miscelazione con polimeri di origine sintetica, come il poli(butilene succinato) (PBS), un poliestere alifatico biodegradabile e biocompatibile, caratterizzato da un buona stabilità termica e da ampia lavorabilità. Nel presente lavoro di Tesi sono state realizzate miscele e membrane elettrofilate a base di PBS e cheratina a diversa composizione, ed è stato valutato l'effetto della composizione sulle proprietà chimico-fisiche delle membrane elettrofilate e sulla cinetica di rilascio di farmaci. Per prima cosa è stata analizzata la stabilità della cheratina nel solvente; sono state quindi svolte analisi sul comportamento reologico delle miscele in tre rapporti di peso ed i tappetini elettrofilati sono stati caratterizzati da un punto di vista morfologico (SEM), termico (TGA e DSC) e meccanico (prove di trazione e di adesione). Le prove di rilascio sono state effettuate impiegando rodamina, una molecola modello, e le membrane sono state analizzate prima e dopo il rilascio tramite FTIR, per valutare eventuali variazioni compositive. Dai risultati ottenuti, emerge che è stato possibile modulare sia le proprietà delle membrane sia i profili di rilascio, agendo semplicemente sulla composizione delle miscele, ad indicare un’ampia versatilità per applicazioni in ambito di rilascio controllato di farmaco.

Sviluppo di processi di geopolimerizzazione innovativi

Il seguente elaborato di tesi è finalizzato allo studio, alla preparazione e alla caratterizzazione di campioni geopolimerici sintetizzati in laboratorio. I geopolimeri sono materiali allumino silicatici a matrice polimerica ottenuti, attraverso un trattamento termico a bassa temperatura (generalmente inferiore ai 150-200°C), da una polvere reattiva a composizione prevalentemente allumino silicatica, e un attivatore alcalino, che può essere sotto forma di soluzione o di polvere. Questi materiali innovativi, presentano una versatilità notevole per quanto riguarda le applicazioni potenziali. Infatti, avendo proprietà termiche, meccaniche e chimico-fisiche ottimali possono essere impiegati in differenti settori produttivi e/o industriali, dal settore edile e delle grandi opere fino a quello aeronautico e automobilistico . I materiali geopolimerici sono utilizzati in molteplici campi d’applicazione perché risultano essere economicamente vantaggiosi e relativamente semplici da produrre. In questo lavoro di tesi sono stati prodotti differenti campioni a matrice geopolimerica, utilizzando diversi materiali come precursori e due tipologie di attivatore alcalino. Sui campioni geopolimerici realizzati sono state effettuate numerose analisi: XRD, SEM, analisi dell'andamento interno della temperatura dei campioni durante il trattamento termico in incubatore a 80°C, e infine anche delle prove meccaniche preliminari di compressione verticale, investigando il comportamento di alcuni campioni geopolimerici rappresentativi una volta sottoposti a una pressione assiale di 30 MPa, 60 MPa e 90 MPa, per una durata compresa tra le 24 e le 48 ore, a carico costante.

Progettazione di sistema di distribuzione a cascata di ingranaggi a bassa emissione sonora per motore ad alte prestazioni

Il progetto è stato svolto in collaborazione con HPE COXA, azienda modenese dedicata alla progettazione e simulazione di elementi meccanici per il settore automotive. La finalità del progetto di tesi presentato è quella di progettare un sistema di distribuzione motore a cascata di ingranaggi dedicato ed adattato ad un motore termico V8, 4000cc già esistente, così da sostituire l’attuale sistema di distribuzione a catena e rocchetti. La peculiarità del meccanismo da progettare è la bassa emissione sonora, la quale deve essere ottenuta mediante modifiche al profilo della dentatura e ad un corretto dimensionamento del sistema. Per riuscire a soddisfare la richiesta, si utilizzano software di progettazione e simulazione (KissSoft e KissSys) che consentono di studiare la fase di ingranamento delle ruote permettendo di comprenderne il comportamento. Lo studio approfondisce poi tematiche riguardanti la natura delle modifiche effettuate, la resistenza strutturale, la distribuzione delle forze e delle tensioni e la progettazione di un sistema di ancoraggio e lubrificazione che permetta il corretto funzionamento. Il lavoro sarà completato poi con due appendici, le quali approfondiscono ancora più nel dettaglio alcune delle caratteristiche delle modifiche del profilo di dentature elicoidali, le quali non sono state prese in considerazione per il progetto della distribuzione.

L'HBIM semantico per la catalogazione e la fruizione dei Beni Culturali. Il caso studio della Chiesa di Santa Maria delle Vergini (MC) e la piattaforma Inception.

Questa tesi di laurea si pone l’obiettivo di investigare alcune delle nuove frontiere offerte dalla crescita sincretica e multidisciplinare dei linguaggi digitali applicati all’architettura e ai beni culturali. Si approfondiranno i concetti teorici fondamentali dell’informazione digitale: il web semantico come ambiente di scambio, i metadata come informazioni sui dati, i LOD (Link Open Data) come standard e fine. Per l’ambito dei beni culturali verranno presentati i temi di ricerca e sviluppo nel campo della catalogazione e fruizione digitali: ontologie, dizionari normalizzati aperti, database (Catalogo Digitale), etc. Per l’ambito edilizio-architettonico verrà introdotto l’Heritage Building Information Modeling (HBIM) semantico come metodologia multidisciplinare focalizzata su rilievo geometrico, modellazione, archiviazione e scambio di tutte le informazioni utili alla conoscenza e conservazione dei beni storici. Il punto d’incontro tra i due mondi è individuato nella possibilità di arricchire le geometrie attraverso la definizione di una semantica (parametri-metadati) relazionata alle informazioni (valori-dati) presenti nei cataloghi digitali, creando di fatto un modello 3D per architetture storiche con funzione di database multidisciplinare. Sarà presentata la piattaforma web-based Inception, sviluppata dall’omonima startup incubata come spinoff dall’Università di Ferrara, che, tra le diverse applicazioni e potenzialità, verrà utilizzata come strumento per la condivisione e fruizione, garantendo la possibilità di interrogare geometrie e metadati in continuità con i principi LOD. Verrà definito un workflow generale (procedure Scan2BIM, modellazione geometrica, definizione script per l’estrazione automatica dei dati dal Catalogo Digitale, associazione dati-geometrie e caricamento in piattaforma) successivamente applicato e adattato alle precise necessità del caso studio: la Chiesa di S. Maria delle Vergini (MC), su commissione dell’ICCD referente al MiBACT.

L'Oratorio e la cura. Assistenza e medicina nella Roma dei papi (secc. XVI-XVII)

La tesi è incentrata sul rapporto tra una comunità religiosa maschile, la Congregazione dell'Oratorio di Roma dei secoli XVI e XVII, e il concetto di cura, mettendo in dialogo storia sociale, storia religiosa e storia della medicina. La prima parte indaga il coinvolgimento degli Oratoriani nella rete caritativa urbana, sottolineando il loro contributo nello sviluppo e nell'amministrazione di una serie di ospedali, ma anche il loro impegno pratico nella cura spirituale e corporale dei malati. La seconda parte prende in esame i professionisti sanitari che frequentavano l'Oratorio, inquadrando il loro rapporto con i padri nel quadro di una più ampia rete di connessioni sociali e politiche nella Roma pontificia. Inoltre, mettendo in rilievo le specificità di speziali, barbieri-chirurghi e medici, l'indagine considera il loro coinvolgimento nella vita religiosa della comunità e la messa a frutto del loro sapere, in ambito umanistico e anatomico. La terza parte studia il complesso rapporto dei sacerdoti con il proprio corpo e con la salute. Viene rilevato il peso delle condizioni sanitarie nell’accettazione di nuovi membri, i legami tra estetica, identità sociale e medicina, ma si prendono in considerazione anche l’ambigua funzione del cibo – inteso come strumento di ascesi che di cura – e il funzionamento concreto dell'organizzazione medica della comunità. Inoltre, un capitolo analizza la circolazione del sapere medico, evidenziando il ruolo della biblioteca, la raccolta e lo scambio di ricette mediche e l'importanza della spezieria comunitaria, mentre un altro capitolo si focalizza sui viaggi terapeutici e sulla pratica del termalismo. L'ultima parte è incentrata sulla peste romana del 1656-57, analizzando il modo in cui la Congregazione affrontò lo scoppio e lo sviluppo dell'epidemia, sia in casa che in città, per sottolineare il fragile e ambiguo equilibrio che definirono tra carità e tutela della salute.

Disturbi dell'informazione, nuovi media e libertà di manifestazione del pensiero

L’elaborato affronta il tema della massiccia diffusione di disinformazione tramite internet sotto il profilo del diritto costituzionale, nell’ottica di indagare se le dimensioni del fenomeno richiedano l’elaborazione di principi e soluzioni nuove ovvero se i paradigmi costituzionali enucleati dalla tradizione costituzionalistica con riferimento alla libertà d’espressione forniscano gli strumenti sufficienti per un intervento efficace. In tale ottica, il lavoro premette una ricostruzione del fenomeno della disinformazione nel tentativo di individuare il perimetro socio-cognitivo e tecnologico entro cui la medesima prolifera, descrivendo gli elementi che distinguono l’informazione diffusa dai nuovi media rispetto a quella veicolata dai media mainstream. Ciò premesso, lo studio passa a delineare lo “statuto costituzionale” del falso, indagando la rilevanza che la menzogna assume sotto il profilo costituzionale nel suo rapporto con la libertà di manifestazione del pensiero negli ordinamenti interno, europeo e statunitense. L’analisi prosegue poi con l’esame delle politiche di contrasto alla disinformazione introdotte da singoli Stati (prevalentemente Germania, Francia e Italia), Unione europea, e piattaforme, con l’obiettivo di mettere in luce vantaggi e limiti dei modelli di eteroregolamentazione, coregolamentazione e autoregolamentazione. Da ultimo, l’elaborato scompone alcune delle azioni e misure passate in rassegna e le analizza con la lente d’ingrandimento della libertà di manifestazione del pensiero, ordinandone i contenuti secondo la specifica propensione a comprimere la libertà d’espressione. L’indagine si conclude con alcuni brevi spunti conclusivi che evidenziano l’esigenza, in base ai principi costituzionali analizzati, che eventuali interventi normativi siano se del caso volti alla regolazione delle piattaforme, ovvero dei “contenitori”, lasciano i contenuti al libero scambio delle idee.

Big data analytics for proactive and predictive maintenance in electric car battery packs

The idea behind the project is to develop a methodology for analyzing and developing techniques for the diagnosis and the prediction of the state of charge and health of lithium-ion batteries for automotive applications. For lithium-ion batteries, residual functionality is measured in terms of state of health; however, this value cannot be directly associated with a measurable value, so it must be estimated. The development of the algorithms is based on the identification of the causes of battery degradation, in order to model and predict the trend. Therefore, models have been developed that are able to predict the electrical, thermal and aging behavior. In addition to the model, it was necessary to develop algorithms capable of monitoring the state of the battery, online and offline. This was possible with the use of algorithms based on Kalman filters, which allow the estimation of the system status in real time. Through machine learning algorithms, which allow offline analysis of battery deterioration using a statistical approach, it is possible to analyze information from the entire fleet of vehicles. Both systems work in synergy in order to achieve the best performance. Validation was performed with laboratory tests on different batteries and under different conditions. The development of the model allowed to reduce the time of the experimental tests. Some specific phenomena were tested in the laboratory, and the other cases were artificially generated.

Lavorare il tempo. I diritti del prestatore tra tecnica e società

La dimensione giuridica del tempo, cioè il ruolo del tempo nel diritto, ha contribuito a far emergere il lavoro quale concetto legale astratto dal prestatore, funzionale alla sua alienazione. Rompere l’unitarietà del tempo della persona, per consacrarne una parte al lavoro, ha dato ai rapporti di potere tra gli individui una forma giuridica in grado di legittimarli. Il primo capitolo si sofferma sulla costruzione legale del lavoro subordinato attraverso la definizione del suo tempo. Tra gli elementi essenziali del contratto tipizzato dall’art. 2094 c.c., il tempo nella causa, oltre a mostrare la non istantaneità dello scambio e la indeterminatezza del regolamento contrattuale, non assurge a criterio discretivo dalle collaborazioni o dal lavoro autonomo. Se dalla causa si passa ad indagare l’oggetto, l’interprete si imbatte nel pudore di svelare quale sia il vero elemento su cui incide il contratto, la persona del lavoratore, che induce a prediligere la finzione di allontanare l’attività dal corpo di chi la produce: l’orario è la tecnica giuridica che rende possibile la partecipazione del lavoro ad una logica di scambio. Il secondo e il terzo capitolo si concentrano sulla regolazione e interpretazione del tempo di lavoro in chiave diacronica. La legislazione lavoristica ha trovato i propri albori nella disciplina eteronoma dell’orario, come strumento per tutelare i prestatori dagli eccessi mercantilistici. L’attuale quadro normativo è molto attento alle ragioni creditorie ma la giurisprudenza della Corte di giustizia testimonia l’irrequietudine di una materia viva e in movimento. Non è un caso che il legislatore europeo, nei piccoli passi compiuti per rafforzare il diritto sociale comune agli Stati membri, abbia assegnato al tempo un ruolo centrale, come prevedibilità delle condizioni di lavoro (direttiva n. 1152 del 2019), come equilibrio tra attività professionale e vita familiare (direttiva n. 1158 del 2019) e un domani, forse, come diritto alla disconnessione.

Theoretical and experimental study of novel hybrid composite and metal-composites interfaces

The growing demand for lightweight solutions in every field of engineering is driving the industry to seek new technological solutions to exploit the full potential of different materials. The combination of dissimilar materials with distinct property ranges embodies a transparent allocation of component functions while allowing an optimal mix of their characteristics. From both technological and design perspectives, the interaction between dissimilar materials can lead to severe defects that compromise a multi-material hybrid component's performance and its structural integrity. This thesis aims to develop methodologies for designing, manufacturing, and monitoring of hybrid metal-composite joints and hybrid composite components. In Chapter 1, a methodology for designing and manufacturing hybrid aluminum/composite co-cured tubes is assessed. In Chapter 2, a full-field methodology for fiber misalignment detection and stiffness prediction for hybrid, long fiber reinforced composite systems is shown and demonstrated. Chapter 3 reports the development of a novel technology for joining short fiber systems and metals in a one-step co-curing process using lattice structures. Chapter 4 is dedicated to a novel analytical framework for the design optimization of two lattice architectures.

Development of gripping devices based on electroadhesive forces

In a context of technological innovation, the aim of this thesis is to develop a technology that has gained interest in both scientific and industrial realms. This technology serves as a viable alternative to outdated and energy-consuming industrial systems. Electro-adhesive devices (EADs) leverage electrostatic forces for grasping objects or adhering to surfaces. The advantage of employing electrostatics lies in its adaptability to various materials without compromising the structure or chemistry of the object or surface. These benefits have led the industry to explore this technology as a replacement for costly vacuum systems and suction cups currently used for handling most products. Furthermore, the broad applicability of this technology extends to extreme environments, such as space with ultra-high vacuum conditions. Unfortunately, research in this area has yet to yield practical results for industrially effective gripper prototyping. This is primarily due to the inherent complexity of electro-adhesive technology, which operates on basic capacitive principles that does not find satisfying physical descriptions. This thesis aims to address these challenges through a series of studies, starting with the manufacturing process and testing of an EAD that has become the standard in our laboratory. It then delves into material and electrode geometry studies to enhance system performance, ultimately presenting potential industrial applications of the technology. All the presented results are encouraging, as they have yielded shear force values three times higher than those previously reported in the literature. The various applications have demonstrated the significant effectiveness of EADs as brakes or, more broadly, in exerting shear forces. This opens up the possibility of utilizing cutting-edge technologies to push the boundaries of technology to the fullest.

Il Sistema IBE di Boneh e Franklin

Un sistema di cifratura IBE (Identity-Based Encription Scheme) si basa su un sistema crittografico a chiave pubblica, costituita però in questo caso da una stringa arbitraria. Invece di generare una coppia casuale di chiavi pubbliche e private e pubblicare la prima, l'utente utilizza come chiave pubblica la sua "identità", ovvero una combinazione di informazioni opportune (nome, indirizzo...) che lo identifichino in maniera univoca. In questo modo ad ogni coppia di utenti risulta possibile comunicare in sicurezza e verificare le reciproche firme digitali senza lo scambio di chiavi private o pubbliche, senza la necessità di mantenere una key directory e senza dover ricorrere ogni volta ai servizi di un ente esterno. Nel 2001 Boneh e Franklin proposero uno schema completamente funzionante con sicurezza IND-ID-CCA, basato su un analogo del problema computazionale di Diffie-Hellman e che da un punto di vista tecnico-matematico utilizza la crittografia su curve ellittiche e la mappa bilineare Weil Pairing.

Analisi dell'adattamento degli elementi culturospecifici della serie TV "The Marvelous Mrs. Maisel"

La possibilità di avere accesso alle piattaforme streaming consente all’utente di avere a disposizione un vasto catalogo pieno di contenuti multimediali provenienti da ogni parte del mondo. I prodotti audiovisivi, di cui cresce costantemente il numero di consumatori, sono diventati uno dei mezzi principali della globalizzazione e dello scambio tra i popoli: un film o una serie televisiva sono portatori di elementi originari e tipici della cultura del paese che li produce. In questo contesto, risulta evidente l’importanza della traduzione audiovisiva: il compito dei traduttori è tentare di facilitare il contatto tra le culture e la comprensione degli elementi che le caratterizzano, nel passaggio da una lingua a un’altra. Tuttavia, a causa dei limiti derivanti dalla natura audiovisiva di questi testi, non è sempre possibile ottenere un risultato che rispetti il testo di partenza e che allo stesso tempo sia comprensibile allo spettatore. Per questi motivi, i traduttori si trovano spesso costretti a valutare, a seconda della vicinanza tra le due culture, se mantenere, eliminare o gestire con strategie adatte i termini culturospecifici. Dopo aver contestualizzato brevemente le origini e le caratteristiche della traduzione audiovisiva, l’elaborato in oggetto si propone di descrivere gli adattamenti in italiano e in spagnolo di alcune espressioni, collocate in uno specifico contesto culturale, della serie tv statunitense The Marvelous Mrs. Maisel (Amy Sherman-Palladino, 2017), con l’obiettivo di identificare le tecniche di traduzione e il principale approccio, source-oriented o target-oriented, adottato.

Il latte di cammello: composizione e poteziali prodotti alimentari

I cammelli sono tipicamente allevati in paesi con vaste aree desertiche e possono essere impiegati per diversi scopi, tra i quali la produzione di latte, carne, lana, utilizzati nel trasporto, nella corsa, nel turismo, in lavori agricoli o nel mercato della cosmesi. Per quanto riguarda la produzione di latte di cammello, i paesi africani rappresentano circa il 90% dell'intera produzione mondiale, seguiti dai paesi Asiatici. Il latte di cammello (LC), in termini di valori nutritivi, è superiore al latte bovino e piuttosto vicino al latte umano, esso contiene, infatti, alte concentrazioni di composti bioattivi essenziali per la salute umana. Tuttavia, i prodotti alimentari ottenuti dal LC sono ancora molto limitati rispetto a quelli di latte bovino, nonostante essi apportino numerosi benefici sia nutrizionali che per la salute. Le differenze nella composizione, rispetto al latte vaccino, rendono i processi di produzione dei prodotti a base di latte bovino inadatti alla produzione di derivati a base di latte di cammello. Pertanto, una comprensione completa della composizione, dei composti bioattivi e della stabilità al calore è essenziale per preservarne il valore nutritivo intrinseco, ottenendo nel contempo le caratteristiche desiderabili nei prodotti finali. L'attuale utilizzo di LC è molto al di sotto del suo potenziale, questo perché la produzione di prodotti alimentari è molto impegnativa e presenta molti elementi critici. Questa relazione, si concentrerà sulla descrizione della possibile produzione di prodotti alimentari derivati da LC, compreso latte pastorizzato/sterilizzato, agente schiumogeno, polvere, gelato, formaggio, burro e yogurt. Considerando le difficoltà e le conoscenze necessarie per la produzione di prodotti di LC, verranno analizzate le sue proprietà intrinseche: la composizione, il suo valore nutritivo, le funzionalità e la stabilità durante il trattamento termico.

Protocollo QUIC ed evoluzione di HTTP

Nel documento qui presente verranno analizzati e confrontati i protocolli di rete per la trasmissione e lo scambio di informazioni sul web. Un protocollo di rete può essere definito come un insieme di regole che vengono stabilite per instaurare una comunicazione corretta, inoltre specifica cosa deve essere comunicato, in che modo e quando. Si parla di protocollo di rete se le due macchine che prendono parte alla comunicazione sono remote; quindi, andando ad effettuare una connessione tra loro grazie ad internet. Per prima cosa vengono presentati gli attuali protocolli utilizzati nella rete e ricercati i motivi che hanno portato a crearne e svilupparne di nuovi, effettuando un confronto tra vantaggi e svantaggi di ogni singolo protocollo, analizzandone teoricamente i funzionamenti. In particolare, ci si soffermerà su due protocolli dello stesso genere, vi sarà un confronto di ciò che c’è sempre stato ed è ancora presente, protocollo HTTP tramite TCP, e ciò che si sta cercando di sviluppare ed implementare al meglio HTTP3 implementato con QUIC. Proprio quest’ultimo verrà approfondito ed esaminato nello specifico, andando a mettere a fuoco i principali motivi per cui si è arrivati al suo sviluppo e alla sua implementazione.