Modelli matematici di cardiomiociti derivanti da cellule staminali: una nuova formulazione per riprodurre gli effetti proaritmici del blocco della corrente di potassio

I cardiomiociti derivanti da cellule staminali pluripotenti indotte (hiPSC-CMs) costituiscono un nuovo approccio per lo studio delle propriet�� delle cellule cardiache sia degli individui sani che di quelli affetti da malattie ereditarie e possono rappresentare inoltre una piattaforma in vitro per la scoperta di nuovi farmaci e terapie rigenerative. Il grande impatto delle hiPSC-CMs nell���ambito della ricerca si deve soprattutto alle loro propriet�� elettrofisiologiche: queste cellule non solo esprimono fenotipi genici e propriet�� delle correnti ioniche tipiche delle cellule cardiache, ma sono anche in grado di riprodurre fenomeni aritmici, come le EAD, a seguito della somministrazione di farmaci. Grazie anche alla grande potenza di calcolo oggi disponibile �� possibile supportare la pratica in vitro con modelli in silico, abbattendo sia i costi che i tempi richiesti dagli esperimenti in laboratorio. Lo scopo di questo lavoro �� quello di simulare il comportamento delle hiPSC-CMs di tipo ventricolare in risposta alla somministrazione di farmaci che interagiscono con la corrente di potassio IKr, principale responsabile della ripolarizzazione cardiaca. L���assunzione di certi farmaci pu�� comportare infatti una riduzione della IKr, con conseguente prolungamento della fase di ripolarizzazione del potenziale d���azione cardiaco. Questo meccanismo �� causa dell���insorgenza della sindrome del QT lungo di tipo 2, che in casi estremi pu�� degenerare in aritmie gravi. Ci�� suggerisce che queste cellule rappresentano un importante strumento per la valutazione del rischio pro-aritmico che pu�� essere facilitata da simulazioni in silico effettuate utilizzando modelli computazionali basati su dati fisiologici.

Integration of Internet of Things and Cloud computing. A case study on vital signs monitoring.

Il progresso scientifico e le innovazioni tecnologiche nei campi dell'elettronica, informatica e telecomunicazioni, stanno aprendo la strada a nuove visioni e concetti. L'obiettivo della tesi �� quello d'introdurre il modello del Cloud computing per rendere possibile l'attuale visione di Internet of Thing. Nel primo capitolo si introduce Ubiquitous computing come un nuovo modo di vedere i computer, cercando di fare chiarezza sulla sua definizione, la sua nascita e fornendo un breve quadro storico. Nel secondo capitolo viene presentata la visione di Internet of Thing (Internet delle ���cose���) che si avvale di concetti e di problematiche in parte gi�� considerate con Ubiquitous computing. Internet of Thing �� una visione in cui la rete Internet viene estesa agli oggetti di tutti i giorni. Tracciare la posizione degli oggetti, monitorare pazienti da remoto, rilevare dati ambientali sono solo alcuni esempi. Per realizzare questo tipo di applicazioni le tecnologie wireless sono da considerare necessarie, sebbene questa visione non assuma nessuna specifica tecnologia di comunicazione. Inoltre, anche schede di sviluppo possono agevolare la prototipazione di tali applicazioni. Nel terzo capitolo si presenta Cloud computing come modello di business per utilizzare su richiesta risorse computazionali. Nel capitolo, vengono inizialmente descritte le caratteristiche principali e i vari tipi di modelli di servizio, poi viene argomentato il ruolo che i servizi di Cloud hanno per Internet of Thing. Questo modello permette di accelerare lo sviluppo e la distribuzione di applicazioni di Internet of Thing, mettendo a disposizione capacit�� di storage e di calcolo per l'elaborazione distribuita dell'enorme quantit�� di dati prodotta da sensori e dispositivi vari. Infine, nell'ultimo capitolo viene considerato, come esempio pratico, l'integrazione di tecnologie di Cloud computing in una applicazione IoT. Il caso di studio riguarda il monitoraggio remoto dei parametri vitali, considerando Raspberry Pi e la piattaforma e-Health sviluppata da Cooking Hacks per lo sviluppo di un sistema embedded, e utilizzando PubNub come servizio di Cloud per distribuire i dati ottenuti dai sensori. Il caso di studio metter�� in evidenza sia i vantaggi sia le eventuali problematiche che possono scaturire utilizzando servizi di Cloud in applicazioni IoT.

Sviluppo di applicazioni mobile Cross-Platform: Flutter come caso di studio

L���obiettivo dell'elaborato �� quello di dare una panoramica sullo stato dell'arte riguardo lo sviluppo di applicazioni mobile, descrivendo i vantaggi e gli svantaggi degli approcci nativo e cross-platform, ed analizzare un framework creato dal team Dart di Google per sviluppare applicazioni cross-platform per le piattaforme Android e iOS chiamato Flutter. Il framework Flutter verr�� analizzato mediante lo sviluppo di un���applicazione concreta, e successivamente confrontato con la medesima app sviluppata utilizzando l���approccio nativo su piattaforma Android.

Sviluppo di un ambiente software di test e analisi delle prestazioni di INS di livello navigation e tactical grade

In questa tesi abbiamo provato a definire fino a che punto le misure di sensori siano affidabili, creando un simulatore che sia in grado di analizzare, qualitativamente e quantitativamente, le prestazioni di sensori inerziali facenti parte di sistemi di navigazione inerziale. Non ci siamo soffermati troppo sulle dinamiche dovute agli errori deterministici, che sono eliminabili facilmente mediante prove sperimentali e test, ma abbiamo puntato ad uno studio approfondito riguardante gli errori dovuti a processi stocastici casuali. Il simulatore, programmato sulla piattaforma MATLAB/Simulink, prende i dati grezzi contenuti all���interno dei datasheets dei sensori e li simula, riportando risultati numerici e grafici degli errori risultanti dall���utilizzo di quei specifici sensori; in particolare, esso mette in luce l���andamento degli errori di posizione, velocit�� ed assetto ad ogni istante di tempo della simulazione. L���analisi effettuata all���interno dell���elaborato ha successivamente condotto all���identificazione dei giroscopi laser come i sensori che soffrono meno di questi disturbi non-sistematici, portandoli ad un livello sopraelevato rispetto ai MEMS ed ai FOG.

Aggregate Programming in Scala: a Core Library and Actor-Based Platform for Distributed Computational Fields

La programmazione aggregata �� un paradigma che supporta la programmazione di sistemi di dispositivi, adattativi ed eventualmente a larga scala, nel loro insieme -- come aggregati. L'approccio prevalente in questo contesto �� basato sul field calculus, un calcolo formale che consente di definire programmi aggregati attraverso la composizione funzionale di campi computazionali, creando i presupposti per la specifica di pattern di auto-organizzazione robusti. La programmazione aggregata �� attualmente supportata, in modo pi�� o meno parziale e principalmente per la simulazione, da DSL dedicati (cf., Protelis), ma non esistono framework per linguaggi mainstream finalizzati allo sviluppo di applicazioni. Eppure, un simile supporto sarebbe auspicabile per ridurre tempi e sforzi d'adozione e per semplificare l'accesso al paradigma nella costruzione di sistemi reali, nonch�� per favorire la ricerca stessa nel campo. Il presente lavoro consiste nello sviluppo, a partire da un prototipo della semantica operazionale del field calculus, di un framework per la programmazione aggregata in Scala. La scelta di Scala come linguaggio host nasce da motivi tecnici e pratici. Scala �� un linguaggio moderno, interoperabile con Java, che ben integra i paradigmi ad oggetti e funzionale, ha un sistema di tipi espressivo, e fornisce funzionalit�� avanzate per lo sviluppo di librerie e DSL. Inoltre, la possibilit�� di appoggiarsi, su Scala, ad un framework ad attori solido come Akka, costituisce un altro fattore trainante, data la necessit�� di colmare l'abstraction gap inerente allo sviluppo di un middleware distribuito. Nell'elaborato di tesi si presenta un framework che raggiunge il triplice obiettivo: la costruzione di una libreria Scala che realizza la semantica del field calculus in modo corretto e completo, la realizzazione di una piattaforma distribuita Akka-based su cui sviluppare applicazioni, e l'esposizione di un'API generale e flessibile in grado di supportare diversi scenari.

Realt�� Aumentata applicata alla manutenzione tecnica di macchinari industriali

La tesi, svolta per il completamento della Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica, tratta la realizzazione di un progetto prototipo di Computer Vision (CV) e Realt�� Aumentata (RA) per la manutenzione tecnica di macchinari industriali attraverso l'utilizzo di dispositivi mobili See-Through. Lo scopo �� stato, oltre lo studio dello stato dell'arte in materia, provare con mano e rendere maggiormente visibili al pubblico questi nuovi rami dell'informatica. Il prototipo creato �� stato inserito in un contesto aziendale, con misurazioni e prove sul campo. Partendo da una breve introduzione sulla realt�� aumentata, nel primo capitolo viene descritto il progetto sviluppato, diviso in due sottoprogetti. Il primo, svolto solamente in una fase iniziale e presentato nel secondo capitolo, espone la realizzazione di un'applicazione mobile per lo streaming video con l'aggiunta di contenuti grafici aumentati. Il secondo, progettato e sviluppato in totale autonomia, rappresenta un prototipo demo di utilizzo della RA. La realizzazione viene illustrata nei capitoli successivi. Nel terzo capitolo si introducono gli strumenti che sono stati utilizzati per lo sviluppo dell'applicazione, in particolare Unity (per il development multi-piattaforma), Vuforia (per gli algoritmi di CV) e Blender (per la realizzazione di procedure di manutenzione). Il quarto capitolo, la parte pi�� rilevante della trattazione, descrive, passo dopo passo, la creazione dei vari componenti, riassumendo in modo conciso e attraverso l'uso di figure i punti cardine. Infine, il quinto capitolo conclude il percorso realizzato presentando i risultati raggiunti e lasciando spunto per possibili miglioramenti ed aggiunte.

INSPECTOR-PI: Progettazione e Sviluppo di un Sistema Mobile per il Controllo e il Monitoraggio basato su Tecnologie Embedded e Internet of Things

La nostra sfida �� stata sviluppare un dispositivo che potesse riunire differenti funzionalit��, dalla telepresenza alla visione dei dati on demand, e fosse in grado di portare innovazione nel panorama attuale. Abbiamo quindi deciso di creare un device che potesse svolgere attivit�� d���ispezione e monitoraggio, concentrandoci nel corso dell���implementazione su alcuni possibili campi di utilizzo. Il sistema che abbiamo realizzato �� open-source, modulare e dinamico, in grado di rispondere a esigenze diverse e facilmente riadattabile. Il prototipo progettato �� in grado di comunicare con uno smartphone, grazie al quale viene guidato dall���utente primario, e di trasmettere in rete i dati rilevati dai diversi sensori integrati. Le informazioni generate sono gestibili attraverso una piattaforma online: il device utilizza il Cloud per storicizzare i dati, rendendoli potenzialmente accessibili a chiunque. Per la configurazione hardware abbiamo usato la kit-board Pi2Go e la piattaforma Raspberry Pi, alle quali abbiamo unito una videocamera e alcuni sensori di prossimit��, temperatura e umidit�� e distanza. �� nato cos�� il prototipo InspectorPi, un veicolo telecomandato tramite dispositivo mobile in grado di esplorare ambienti ostili in cui vi sono difficolt�� fisiche o ambientali alle quali sovvenire.

Measurement of tt ��production cross section at 13 TeV in the fully-hadronic channel with CMS

Lo scopo di questa tesi �� la misura di sezione d���urto di produzione di coppie top-antitop nel canale adronico. Per la misura sono stati utilizzati i dati raccolti dall���esperimento CMS in collisioni protone-protone ad LHC, con un���energia nel centro di massa pari a 13 TeV. Il campione di dati utilizzato corrisponde ad una luminosit�� integrata di 2.474 f b^ ���1 . L���analisi dati inizia selezionando gli eventi che soddisfano determinate condizioni (e.g. trigger, tagli cinematici, sei o pi�� jet, almeno 2 jet provenienti dall���adronizzazione di due quark bottom) con lo scopo di incrementare la purezza del segnale scartando il pi�� possibile gli eventi di fondo. A seguire, viene ricostruita la massa del quark top usando un fit cinematico. Sulle distribuzioni di tale massa si basa la stima degli eventi di fondo e di segnale. Infine, attraverso un fit di verosimiglianza, si ottiene il valore della sezione d���urto: �� t t �� = 893 �� 57 (stat) �� 104 (syst) pb. Questo risultato �� in buon accordo con il valore teorico di 832 pb e con altre misure di CMS effettuate in canali differenti.

Confronto tra multisided platforms e soluzioni proprietarie per l'ecommerce

Negli ultimi anni si �� potuto notare un notevole incremento dei servizi web che hanno come caratteristica comune quella di mettere in comunicazione domanda e offerta per un determinato tipo di bene o di servizio. Questi siti web o applicazioni per smartphone sono chiamati multisided platforms e, negli ultimi anni, oltre ad essere cresciuti molto come numero, hanno anche incrementato considerevolmente il loro valore. Booking.com, Uber, Airbnb, Alibaba, Expedia sono solo alcuni esempi di multisided platforms. �� evidente che in tanti settori �� in atto una rivoluzione di come si incontrer�� la domanda e l���offerta e visto l'enorme successo negli ultimi anni di questo tipo di piattaforme questa tesi vuole studiare i motivi della loro crescita. Dal punto di vista dell���utente �� evidente che le multi-sided platforms riducono i costi di transizione, permettendo una ricerca veloce tra le soluzioni che soddisfano il proprio bisogno. Ma dal punto di vista aziendale perch�� decidere di appoggiare il proprio business su questo tipo di siti o applicazioni? Per rispondere a questa domanda verr�� inizialmente fatta una analisi del segmento delle MSPs, e successivamente verr�� fatto un confronto tra le principali piattaforme di ecommerce (attualmente Amazon ed eBay) e una soluzione che non si basa su una piattaforma gestita da terzi.

Metodi di posizionamento di strutture offshore

Nel presente elaborato vengono approfonditi i principali metodi di posizionamento attualmente utilizzati, ossia il GPS e il GPS differenziale, con particolare riferimento a strutture posizionate in mare. Gli stessi sono utilizzati per il monitoraggio della subsidenza e dei movimenti tettonici cui le strutture offshore sono soggette, che, essendo movimenti dell���ordine di qualche millimetro all'anno, richiedono accuratezza nelle misure. Nell'ultima parte della tesi si �� provveduto ad analizzare una serie di dati, derivanti da rilevamenti GPS, al fine di valutare gli effetti termici sulla struttura emersa di una piattaforma offshore.

Crowdsensing and proximity services for impaired mobility

La tesi si occupa della creazione di una piattaforma virtuale, composta da un sito web e da una applicazione Android, a supporto di persone con handicap motori. La piattaforma e composta da una mappa interattiva che permette agli utenti di inserire nuovi locali o di commentarne esistenti, e di fare lo stesso per le barriere architettoniche. Per questi motivi il progetto e dettato da una continua comunicazione tra client e server, rendendo la piattaforma aggiornata e dinamica, anche alla vista degli utenti. La parte web viene implementata attraverso Spring MVC, utilizzando delle View .jsp ed AJAX per la comunicazione remota con il server. La parte mobile e stata implementata basandosi principalmente sulle classi di geolocalizzazione di Android, oltre alle librerie osmdroid ed osmbonuspack, fornendo compatitiblita con OSM. Questa fornisce anche un servizio di calcolo del percorso, cercando di evitare il numero maggiore di ostacoli. L'applicazione Android appoggia le proprie comunicazioni sulla libreria Robospice. La parte di persistenza e stata implementata adottando un approccio ad alto livello, grazie ad Hibernate e JPA.

Gamification e data entry: un caso di studio

Il gioco �� un concetto che accompagna la vita di innumerevoli specie animali in forme, modi e tempi differenti. L���uomo scopre il gioco sin dai primi mesi di vita. Con l���obiettivo di migliorare la condizione emotiva dell'uomo nello svolgimento delle azioni quotidiane, nasce negli ultimi anni la gamification. Il termine consta nell���integrazione delle tecniche di progettazione dei giochi in contesti esterni ai giochi. Consiste nel progettare ponendo particolare attenzione sul coinvolgimento dell���utente per renderlo capace di sperimentare le emozioni tipiche dello svago: fierezza per le proprie azioni, qualunque esse siano. Gli ambiti di applicazione sono innumerevoli. Questa tesi si concentra sullo studio del contesto aziendale, focalizzandosi sulle mansioni di data entry, allo scopo di creare una piattaforma completa, composta da strumenti informatici ed elementi di gioco, che possa aumentare il coinvolgimento dei dipendenti nel proprio lavoro. Si �� scelto questo tipo di attivit�� in quanto composta da incarichi facilmente misurabili e allo stesso tempo poco appassionanti per il dipendente perch�� altamente meccanici e ripetitivi. La sperimentazione in questo ambito permette quindi di valutare con certezza matematica se i miglioramenti introdotti dall'integrazione delle tecniche di gamification nello stato d���animo dei dipendenti hanno anche la conseguenza di aumentare la produttivit��, verificando quindi se una piattaforma ludicizzata possa essere auto-sostenibile in ambito aziendale. Al termine della tesi si giunger�� ad ottenere il progetto di un sistema completo, composto da software ed attivit�� extra-informatiche, che i dipendenti valuteranno con un questionario. La piattaforma otterr�� buoni voti necessitando principalmente di un maggior apporto contenutistico e del contributo professionale di un esperto progettista di giochi perch�� abbia le potenzialit�� per diventare un caso di successo.

Elaborazione di Big Data: un���applicazione dello Speed Layer di Lambda Architecture

I Big Data hanno forgiato nuove tecnologie che migliorano la qualit�� della vita utilizzando la combinazione di rappresentazioni eterogenee di dati in varie discipline. Occorre, quindi, un sistema realtime in grado di computare i dati in tempo reale. Tale sistema viene denominato speed layer, come si evince dal nome si �� pensato a garantire che i nuovi dati siano restituiti dalle query funcions con la rapidit�� in cui essi arrivano. Il lavoro di tesi verte sulla realizzazione di un���architettura che si rifaccia allo Speed Layer della Lambda Architecture e che sia in grado di ricevere dati metereologici pubblicati su una coda MQTT, elaborarli in tempo reale e memorizzarli in un database per renderli disponibili ai Data Scientist. L���ambiente di programmazione utilizzato �� JAVA, il progetto �� stato installato sulla piattaforma Hortonworks che si basa sul framework Hadoop e sul sistema di computazione Storm, che permette di lavorare con flussi di dati illimitati, effettuando l���elaborazione in tempo reale. A differenza dei tradizionali approcci di stream-processing con reti di code e workers, Storm �� fault-tolerance e scalabile. Gli sforzi dedicati al suo sviluppo da parte della Apache Software Foundation, il crescente utilizzo in ambito di produzione di importanti aziende, il supporto da parte delle compagnie di cloud hosting sono segnali che questa tecnologia prender�� sempre pi�� piede come soluzione per la gestione di computazioni distribuite orientate agli eventi. Per poter memorizzare e analizzare queste moli di dati, che da sempre hanno costituito una problematica non superabile con i database tradizionali, �� stato utilizzato un database non relazionale: HBase.

Self-management di malattie croniche in sistemi di mobile Health: sviluppo di un modello agent-based per casi di diabete

L'obiettivo della tesi �� proporre e motivare l'adozione di un modello computazionale Agent-Based nell'ambito del Self-Management di malattie croniche in un sistema di mobile Health. Viene quindi affrontata in maniera approfondita la tematica del mobile Health, settore in grande espansione che vede l'introduzione massiccia dei dispositivi mobili (smartphone, tablet, PDA) in ambito sanitario, e quella del Self-Managment di malattie croniche, un processo di cura caratterizzato dalla partecipazione autonoma del paziente stesso, fornendo una panoramica dei vari approcci computazionali sviluppati. Successivamente vengono presentate le peculiarit�� dei modelli computazionali risultati dalle ricerche in letteratura strumenti innovati nell'ambito. Nel caso di studio viene adottata la tecnica di modellazione Agent-Based per sviluppare un modello a supporto di malati cronici affetti da diabete mellito di tipo 1. Con la successiva implementazione sulla piattaforma di simulazione MASON, vengono eseguiti diversi esperimenti per dimostrare la fattibilit�� dell���approccio adottato nell'ambito del Self-Management di malattie croniche.

Strategie di offerta di servizi streaming in Internet: Studio di caso "Amazon-Twitch"

Internet �� la rete globale a cui si pu�� avere accesso in modo estremamente facile, consentendo praticamente a chiunque di inserire i propri contenuti in tempi rapidi, a costi quasi nulli e senza limitazioni geografiche. Il progresso tecnologico e la maggiore disponibilit�� della banda larga, uniti alle nuove modalit�� di fruizione ed ai nuovi format, hanno portato ben il 70% degli web users a vedere video online regolarmente. La popolarit�� dei servizi di streaming video �� cresciuta rapidamente, tanto da registrare dei dati di traffico impressionanti negli ultimi due anni. Il campo applicativo della tesi �� Twitch, il pi�� celebre servizio di streaming che �� riuscito ad imporsi come quarto sito negli Stati Uniti per traffico Internet: un dato sorprendente se pensiamo che si occupa solo di videogiochi. Il fenomeno Twitch �� destinato a durare, lo dimostrano i 970 milioni di dollari investiti da Amazon nel 2014 per acquistare la piattaforma, diventata cos�� una sussidiaria di Amazon. L'obiettivo della tesi �� stato lo studio di mercato della piattaforma, attraverso il recupero e l'analisi delle informazioni reperibili in letteratura, nonch�� attraverso estrapolazione di dati originari mediante le API del sito. Si �� proceduto all���analisi delle caratteristiche del mercato servito, in termini di segmentazione effettiva, rivolta alla messa in evidenza della possibile dipendenza dai comportamenti dei player, con particolare attenzione alla possibile vulnerabilit��.