Bluetooth per TuCSoN mobile: panorama tecnologico ed esperimenti

La tesi analizza lo stack di comunicazione Bluetooth e le possibili estensioni di TuCSoN per permettere il suo utilizzo. Come risultato di questo lavoro, sono state realizzate delle librerie software che permettono lo scambio di messaggi tra TuCSoN su Android e dispositivi Bluetooth.

DTN discovery and routing: from space applications to terrestrial networks.

L'argomento di questa tesi è l'architettura di rete Delay-/Disruption-Tolerant Networking (DTN), progettata per operare nelle reti “challenged”, dove la suite di protocolli TCP/IP risulta inefficace a causa di lunghi ritardi di propagazione del segnale, interruzioni e disturbi di canale, ecc. Esempi di reti “challenged” variano dalle reti interplanetarie alle Mobile Ad-Hoc Networks (MANETs). Le principali implementazioni dell'architettura DTN sono DTN2, implementazione di riferimento, e ION, sviluppata da NASA JPL per applicazioni spaziali. Una grande differenza tra reti spaziali e terrestri è che nello spazio i movimenti dei nodi sono deterministici, mentre non lo sono per i nodi mobili terrestri, i quali generalmente non conoscono la topologia della rete. Questo ha portato allo sviluppo di diversi algoritmi di routing: deterministici per le reti spaziali e opportunistici per quelle terrestri. NASA JPL ha recentemente deciso di estendere l'ambito di applicazione di ION per supportare anche scenari non deterministici. Durante la tesi, svolta presso NASA JPL, mi sono occupato di argomenti diversi, tutti finalizzati a questo obiettivo. Inizialmente ho testato la nuova implementazione dell'algoritmo IP Neighbor Discovery (IPND) di ION, corretti i bug e prodotta la documentazione ufficiale. Quindi ho contribuito ad integrare il Contact Graph Routing (CGR) di ION nel simulatore DTN “ONE” utilizzando la Java Native Interface (JNI) come ponte tra il codice Java di ONE e il codice C di ION. In particolare ho adattato tutte le librerie di ION necessarie per far funzionare CGR all'interno dell'ambiente di ONE. Infine, dopo aver analizzato un dataset di tracce reali di nodi mobili, ho contribuito a progettare e a sviluppare OCGR, estensione opportunistica del CGR, quindi ne ho curato l'integrazione in ONE. I risultati preliminari sembrano confermare la validità di OCGR che, una volta messo a punto, può diventare un valido concorrente ai più rinomati algoritmi opportunistici.

Realizzazione di un controller su piattaforma Android per la movimentazione di manipolatori industriali

Nell'ottica di trovare modalità sempre più intuitive per movimentare manipolatori industriali l’obiettivo della tesi è quello di realizzare una mobile app su piattaforma Android in grado appunto di movimentare un generico manipolatore industriale. L'applicazione sviluppata fornisce all'utente un’interfaccia semplice e intuitiva che permette, dopo un’opportuna configurazione iniziale, di controllare il moto di un manipolatore industriale attraverso l’uso del touch screen e degli elementi grafici dell’interfaccia. Oltre a istruire un manipolatore l’applicazione offre anche delle funzionalità per il salvataggio e la gestione di determinate configurazioni che il manipolatore può assumere nello spazio. Il grande vantaggio dell’applicazione è quello di fornire un’interfaccia universale per la movimentazione di qualsiasi manipolatore. Si può affermare quindi che essa fornisce un livello di astrazione superiore. In questo progetto di tesi è stato effettuato il testing dell'applicazione sviluppata sia con il manipolatore industriale Comau Smart Six, robot antropomorfo a 6 gradi di libertà, sia con un manipolatore simulato in Unity 3D. Sono stati raccolti dei dati, in particolare dei grafici, che mettono in relazione i comandi impartiti al manipolatore e i dati ricevuti da questo, in modo da ricavarne dei parametri che misurano l'efficienza e la correttezza dell'applicazione.

Image Space Adaptive Rendering

In this thesis, we develop an adaptive framework for Monte Carlo rendering, and more specifically for Monte Carlo Path Tracing (MCPT) and its derivatives. MCPT is attractive because it can handle a wide variety of light transport effects, such as depth of field, motion blur, indirect illumination, participating media, and others, in an elegant and unified framework. However, MCPT is a sampling-based approach, and is only guaranteed to converge in the limit, as the sampling rate grows to infinity. At finite sampling rates, MCPT renderings are often plagued by noise artifacts that can be visually distracting. The adaptive framework developed in this thesis leverages two core strategies to address noise artifacts in renderings: adaptive sampling and adaptive reconstruction. Adaptive sampling consists in increasing the sampling rate on a per pixel basis, to ensure that each pixel value is below a predefined error threshold. Adaptive reconstruction leverages the available samples on a per pixel basis, in an attempt to have an optimal trade-off between minimizing the residual noise artifacts and preserving the edges in the image. In our framework, we greedily minimize the relative Mean Squared Error (rMSE) of the rendering by iterating over sampling and reconstruction steps. Given an initial set of samples, the reconstruction step aims at producing the rendering with the lowest rMSE on a per pixel basis, and the next sampling step then further reduces the rMSE by distributing additional samples according to the magnitude of the residual rMSE of the reconstruction. This iterative approach tightly couples the adaptive sampling and adaptive reconstruction strategies, by ensuring that we only sample densely regions of the image where adaptive reconstruction cannot properly resolve the noise. In a first implementation of our framework, we demonstrate the usefulness of our greedy error minimization using a simple reconstruction scheme leveraging a filterbank of isotropic Gaussian filters. In a second implementation, we integrate a powerful edge aware filter that can adapt to the anisotropy of the image. Finally, in a third implementation, we leverage auxiliary feature buffers that encode scene information (such as surface normals, position, or texture), to improve the robustness of the reconstruction in the presence of strong noise.

HDTourist: exploring urban data on Android

The Web of Data currently comprises ? 62 billion triples from more than 2,000 different datasets covering many fields of knowledge3. This volume of structured Linked Data can be seen as a particular case of Big Data, referred to as Big Semantic Data [4]. Obviously, powerful computational configurations are tradi- tionally required to deal with the scalability problems arising to Big Semantic Data. It is not surprising that this ?data revolution? has competed in parallel with the growth of mobile computing. Smartphones and tablets are massively used at the expense of traditional computers but, to date, mobile devices have more limited computation resources. Therefore, one question that we may ask ourselves would be: can (potentially large) semantic datasets be consumed natively on mobile devices? Currently, only a few mobile apps (e.g., [1, 9, 2, 8]) make use of semantic data that they store in the mobile devices, while many others access existing SPARQL endpoints or Linked Data directly. Two main reasons can be considered for this fact. On the one hand, in spite of some initial approaches [6, 3], there are no well-established triplestores for mobile devices. This is an important limitation because any po- tential app must assume both RDF storage and SPARQL resolution. On the other hand, the particular features of these devices (little storage space, less computational power or more limited bandwidths) limit the adoption of seman- tic data for different uses and purposes. This paper introduces our HDTourist mobile application prototype. It con- sumes urban data from DBpedia4 to help tourists visiting a foreign city. Although it is a simple app, its functionality allows illustrating how semantic data can be stored and queried with limited resources. Our prototype is implemented for An- droid, but its foundations, explained in Section 2, can be deployed in any other platform. The app is described in Section 3, and Section 4 concludes about our current achievements and devises the future work.

Crafting a Third Space: Teacher Beliefs and Practices in Curriculum Reform for Multicultural Education

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

A modelling and simulation environment for self-aware and self-expressive systems

Self-awareness and self-expression are promising architectural concepts for embedded systems to be equipped with to match them with dedicated application scenarios and constraints in the avionic and space-flight industry. Typically, these systems operate in largely undefined environments and are not reachable after deployment for a long time or even never ever again. This paper introduces a reference architecture as well as a novel modelling and simulation environment for self-aware and self-expressive systems with transaction level modelling, simulation and detailed modelling capabilities for hardware aspects, precise process chronology execution as well as fine timing resolutions. Furthermore, industrial relevant system sizes with several self-aware and self-expressive nodes can be handled by the modelling and simulation environment.

Cultural perceptions of space and place in the South Florida *environment

Public opinion polls in the United States reveal that a great majority of Americans are aware and show concern about ecological issues and the need to preserve natural areas. In South Florida, natural resources have been subjected to enormous strain as the pressure to accommodate a growing population has led to rapid development. Suburbs have been built on areas that were once natural wetlands and farmlands, and the impact today shows a landscape where natural places have all but disappeared. This dissertation examines the intersection between the perceptions that individuals living in the South Florida region have with respect to the natural environment and local ecological problems with where their relationship to nature takes place. ^ The research is based upon both quantitative and qualitative data. The principal methodology used in this research is the ethnographic method, which employed the data gathering techniques of in-depth interviewing and participant observation. The objective of the qualitative portion of the study was to determine how people perceive and relate to their immediate environment. The quantitative portion of the study employed telephone survey data from the FIU/Florida Poll 2000. Data collected through this survey provided the basis to statistically test responses to the research questions. ^ The findings show that people in South Florida have a general idea of the relationship between the human population and the environment but very little knowledge of how they individually affect each other. The experience of private places and public spaces in everyday life permits people to compartmentalize cultural values and understandings of the natural world in separate cognitive schemas. The appreciation of the natural world has almost no connection to their personal sense of obligation to preserve the environment. That obligation is only felt in their home space even though the South Florida environment overall struggles desperately with water shortages, land encroachment, and a rapidly expanding human population whose activities continuously aggravate an already delicate natural balance. ^

Context -aware data caching for mobile computing environments

The deployment of wireless communications coupled with the popularity of portable devices has led to significant research in the area of mobile data caching. Prior research has focused on the development of solutions that allow applications to run in wireless environments using proxy based techniques. Most of these approaches are semantic based and do not provide adequate support for representing the context of a user (i.e., the interpreted human intention.). Although the context may be treated implicitly it is still crucial to data management. In order to address this challenge this dissertation focuses on two characteristics: how to predict (i) the future location of the user and (ii) locations of the fetched data where the queried data item has valid answers. Using this approach, more complete information about the dynamics of an application environment is maintained. ^ The contribution of this dissertation is a novel data caching mechanism for pervasive computing environments that can adapt dynamically to a mobile user's context. In this dissertation, we design and develop a conceptual model and context aware protocols for wireless data caching management. Our replacement policy uses the validity of the data fetched from the server and the neighboring locations to decide which of the cache entries is less likely to be needed in the future, and therefore a good candidate for eviction when cache space is needed. The context aware driven prefetching algorithm exploits the query context to effectively guide the prefetching process. The query context is defined using a mobile user's movement pattern and requested information context. Numerical results and simulations show that the proposed prefetching and replacement policies significantly outperform conventional ones. ^ Anticipated applications of these solutions include biomedical engineering, tele-health, medical information systems and business. ^

Study on the practical realization of a device able to generate an in-space 3D luminous image

Gli ologrammi sono parte integrante della cultura pop a partire dagli anni 50, tanto che ad oggi sentirne parlare non desta più scalpore. Dal lato pratico, invece, solo negli ultimi anni sono state fatte ricerche approfondite con lo scopo di realizzarli. Fra i dispositivi attualmente in commercio, in pochi sono degni di nota e presentano numerose limitazioni, questo perché è molto difficile riuscire a progettare un sistema che permetta di illuminare dei punti specifici in uno spazio tridimensionale per lunghi periodi. In questa tesi si illustrano i principi di funzionamento ed il progetto per un nuovo dispositivo, diverso da quelli fino ad ora realizzati, che sfrutti il decadimento spontaneo di atomi di rubidio eccitati tramite due fasci laser opportunamente incrociati. Nel punto di incrocio si produce luce visibile a 420 nm. Con un opportuno sistema di specchi che muovono velocemente il punto di intersezione tra i due fasci è possibile realizzare un vero ologramma tridimensionale visibile da quasi ogni angolazione.

Il progetto dello spazio pubblico al tempo del trust. Metodi e progetti in contesti urbani e periferici

Lo spazio pubblico urbano potrebbe essere visto come una scenografia mutevole in cui la società rappresenta sé stessa. Soprattutto nei centri storici della città, si perde l’identità di luoghi specifici, così come la coscienza dei cittadini, che porta ad un uso improprio dello spazio causato principalmente dall’assenza di una cultura architettonica. In questo senso, l’obiettivo finale dell’architettura è quello di essere educativa nello spiegare il motivo per cui è stata concepita. La tesi di ricerca tenta di studiare la dimensione educativa e la forza che l’architettura ha nell’influenzare comportamenti spontanei e non spontanei. L’obiettivo è trovare metodi di progettazione e legali in grado di migliorare gli spazi pubblici in termini di qualità della vita dei suoi utenti. Il riconoscimento e la trasmissione dell’architettura, attraverso l’uso dell’architettura stessa, tenta di arginare un’assenza di cultura architettonica e un uso sempre più improprio dei suoi spazi. La domanda a cui, dunque, si tenta di rispondere è: Può la dimensione evocativa dell’architettura stimolare processi di rigenerazione urbana? La tesi si sviluppa in tre parti: la prima presenta alcune riflessioni teoriche sulla progettazione dello spazio pubblico alle quali fanno riferimento altrettanti progetti portati avanti nei mesi di ricerca Dai workshops realizzati sono emerse diverse problematiche riguardo l’effettiva realizzazione di tali progetti evidenziando soprattutto una carenza di tipo normativo che fa “cadere” gli entusiasmi legati al completamento delle opere per la comunità e di conseguenza decade il valore teorico dei progetti. Per questo motivo, nella seconda parte, si tenta di approfondire il tema legislativo per trovare soluzioni alternative agli arresti burocratici che sovente disincentivano le azioni corali della cittadinanza. La terza parte si concentrerà su un progetto per un’area di Bologna da riqualificare, i Prati di Caprara, per i quali si sfrutteranno tutte le conoscenze teoriche precedentemente esposte.

The Legacy of Frankenstein’s Creature: Monstrosity and Female Grotesque in Mary Shelley, Angela Carter and Jeanette Winterson

This English Literature thesis (European PhD EDGES – Women’s and Gender Studies – 34th cycle) is an investigation into the representation of the monstrous body according to the British writers Mary Shelley, Angela Carter and Jeanette Winterson. The main objective is to observe how the representation of the categories of monstrous, abject and grotesque in Western cultural imagination have been influenced across time and literary genres. In the novels of Shelley, Carter and Winterson, the monstrous subject is configured as an alternative to the anthropocentric ideal embodied by the normative subject, of which Victor Frankenstein is the paradigmatic exponent. Plus, there are places considered anti-topoi within which the monster acquires a situatedness and claims a voice, generating an opposed counter-narrative to the imaginary conveyed by the normative subject. Monstrosity outlined by Shelley in the novels Frankenstein and The Last Man constitutes the starting point of my research, aiming to observe how the discourse of the normative body vs. the anti-normative body intersects with the discourse of the spaces of the centre vs. the spaces of the margin. In Carter's novels The Passion of New Eve and Nights at the Circus, the monstrous female constitutes the embodiment of wills, desires and claims challenging the heteronormative system. The space of otherness in which Carter's monster-woman is confined becomes a possibility of reshaping identity for the Subject, deconstructing the logic of power that moulded her within society. Finally, Winterson creates two monstrous women in Sexing the Cherry and The Passion who move through urban spaces, going from the centre to the margins and testifying to the arbitrariness of the system and its weaknesses. Similarly, in Frankissstein, Winterson recovers Shelley's original novel and transforms it into a parodic and intertextual speculation on the fluidity of identity and the limits of transhumanism.

Le terme pubbliche nella Grecia tardoantica. Architettura, funzioni e trasformazioni dello spazio sociale

Il presente lavoro si propone di concentrare la propria attenzione sulle terme pubbliche di età tardoantica – considerando l’insieme della letteratura scientifica disponibile e la necessità di un aggiornamento metodologico – comprese nelle provinciae dell’Hellas e di Creta, secondo i confini che possono essere tracciati sulla base del Synekdemos di Hierocles (§ 1). Il territorio di queste provinciae tardoantiche corrisponde all’incirca alle moderne regioni amministrative della Grecia Occidentale, della Grecia Centrale, dell’Attica e del Peloponneso per l’Ellade e dell’isola di Creta. In aggiunta all’indagine sulle caratteristiche architettoniche degli impianti, si è tentato di porre in rilievo le trasformazioni funzionali verificatesi in esse durante e dopo il loro utilizzo primario (§ 2). Oltre che sui singoli edifici (§ 2.1), l’indagine si è rivolta al contesto topografico di appartenenza. Le osservazioni raccolte sull’insieme del territorio descritto sono state inoltre messe a confronto con alcuni casi di studio rappresentati dalle città di Salonicco, Atene, Patrasso, Corinto e Gortina (§ 3). Si è cercato infine di sintetizzare i risultati emersi dalla ricerca, per contestualizzare il fenomeno termale tardoantico nell’ambito del suo sviluppo architettonico, dei mutamenti politici e urbanistici, dell’influenza del processo di cristianizzazione sulla società del periodo (§ 4).

Composizione dello spazio d'acqua e innalzamento del mare. Il caso del basso ferrarese.

La tesi esplora il rapporto tra architettura e acqua, concentrandosi sulle nuove sfide poste dall'innalzamento del livello del mare per i territori marginali come il Basso Ferrarese nel Delta del Po. L'acqua è stata esplorata come elemento fluente e legato alla vita umana attraverso vari aspetti, dall'abitare ai giardini di Barragan, dalle opere di ingegneria romana alle architetture galleggianti. La ricerca ha portato alla creazione di un vocabolario progettuale che comprende relazioni spaziali, funzionali, formali e percettive per sviluppare nuovi scenari futuri. La tesi considera le sfide del cambiamento climatico soprattutto in relazione all’innalzamento del mare, che richiede nuovi approcci progettuali. L'elaborazione di visioni e immaginari utopici, in cui l'acqua diventa materia del progetto, è considerata importante dalla letteratura legata all’ecological urbanism per creare nuovi territori che affrontino le sfide ambientali in modo sostenibile. La ricerca si è concentrata sul Delta del Po e sulla costa adriatica italiana come una delle aree più estese a rischio in Europa. La tesi propone un'immaginario per la composizione futura dello spazio d'acqua che consenta alla persistenza e all'elemento naturale di convivere in armonia. Attraverso esercitazioni progettuali, la ricerca ha esplorato le possibilità compositive dell'area e ha cercato di capire se il sistema di relazioni identificato nella prima fase di ricerca può essere utilizzato per definire nuove possibilità dell'area. In sintesi, la tesi propone nuove riflessioni sul rapporto tra architettura e acqua e suggerisce l'importanza di un approccio sostenibile alle sfide ambientali che devono essere affrontate nei territori marginali. L'immaginario proposto per la composizione futura dello spazio d'acqua si basa su un sistema di relazioni che incoraggia la convivenza dell'uomo con la natura.

Impossible Space circolare per favorire la locomozione naturale

In questa relazione di tesi verrà affrontato il problema della locomozione naturale in ambienti virtuali che possiedono una grandezza maggiore dello spazio reale nel quale l'utente si muove. Negli anni sono stati sviluppati numerosi metodi di navigazione, ma tra tutti la locomozione naturale è il sistema che porta un livello di immersione maggiore nello spazio virtuale, più di qualsiasi altra tecnica. In questo lavoro di tesi verrà proposto un algoritmo in grado di favorire la locomozione naturale all'interno di lunghi spazi chiusi, andando a modificare la geometria dello spazio virtuale (che andrà ad assumere una forma circolare) e mantendendo comunque un certo grado di realismo dal punto di vista dell'utente. L'obiettivo è quello di tradurre uno spazio virtuale chiuso e lungo (caso comune: un corridoio) in una forma circolare inscritta in una stanza di 2x2m, con un approccio simile a quello degli impossible spaces, con l'obiettivo di studiare in futuro entro quale percentuale di sovrapposizione l'utente si accorge di trovarsi in una geometria impossibile. Nel primo capitolo verranno introdotti i concetti chiave di VR e AR, nonché un'introduzione all'Engine Unity e al software Blender. Nel secondo capitolo si tratterà di computer graphics, quindi si introdurranno i concetti base della grafica 3D con un focus sulla matematica alla base di ogni processo grafico. Nel terzo capitolo verrà affrontano il concetto di embodiment, quindi la percezione del proprio corpo, l'importanza dell'immersitvità dei sistemi virtuali e verrà descritto un paper precedentemente realizzato riguardante tale concetto. Nel capitolo quattro si parlerà del movimento all'interno dei sistemi di realtà virtuale, della locomozione naturale e delle tecniche per rendere tale metodo più accessibile. Nel capitolo cinque infine verrà descritto l'algoritmo realizzato e verranno mostrati i risultati.