Analisi acustica da postazione fissa della presenza e del comportamento di delfinidi in relazione al disturbo antropico

La Bioacustica marina studia gli aspetti “acustici” riguardanti gli animali marini tra cui le capacità uditive, la produzione del suono e la comunicazione attraverso i suoni. Ad oggi, un crescente livello di suoni introdotti negli oceani dalle attività umane sta causando una serie di effetti sull’ecosistema marino ed in particolare su specie che svolgono molteplici funzioni attraverso l’impiego attivo e passivo dei suoni, primi fra tutti i mammiferi marini. Il monitoraggio acustico passivo è uno dei metodi principali e popolari usati per aiutare gli scienziati a indagare e capire i modelli comportamentali degli animali marini. L'area di studio d’interesse si trova nel Canale di Sicilia, nel tratto di mare antistante Capo Granitola (Sicilia sud-occidentale), dove troviamo tra le specie più abbondanti di mammiferi marini: il tursiope, la stenella e il delfino comune. Questo tratto di mare è monitorato acusticamente dal 2012 dal laboratorio di bioacustica dell’IAMC-CNR attraverso un sistema di registrazione subacqueo autonomo. Il lavoro di tesi ha avuto l’obiettivo di analizzare 9 mesi di registrazioni al fine di studiare la presenza di delfinidi. Gli obiettivi specifici di questa tesi sono stati: •La verifica di interazioni tra delfini e attività antropiche attraverso l’analisi della presenza contemporanea di rumori prodotti da imbarcazioni e disegnali sonori prodotti da delfinidi; •Studiare gli andamenti circadiani e stagionali dei vocalizzi dei delfinidi e eventuali variazioni nei principali parametri acustici che caratterizzano i segnali di ecolocalizzazione. Grazie all’analisi dei dati acustici si sono ottenute informazioni sugli andamenti temporali della presenza/vocalizzazioni di delfinidi e sulla possibile interazione con le barche da pesca.

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.

Analisi di un sistema di monitoraggio della frequenza cardiaca per mezzo di videocamere digitali

In campo medico ha un ruolo fondamentale il monitoraggio dei parametri vitali, importanti indicatori dello stato di salute del paziente, essenziali nella diagnosi e nella cura dellle patologie. La frequenza cardiaca occupa un ruolo fondamentale nella clinica, primo indice dell'attività cardio circolatoria del paziente. Il trattato analizza una metodica di monitoraggio del battito cardiaco per mezzo delle videocamere digitali, la ripresa diretta in video del volto del paziente e la presenza di un'adeguata illuminazione ambientale: la pulsazione cardiaca esercita variazioni di pressione a livello periferico generando un cambiamento del colore della pelle sulle zone più esposte, quali il viso. Analizzando l'andamento temporale del segnale RGB registra, per mezzo di algoritmi di elaborazione delle immagini, è possibile stimare accuratamente il battito cardiaco dell'utente. Nell'elaborato viene affrontata la metodica degl algoritmi di image-prcessing presentando un applicativo scritto in linguaggio Python, funzionante e testato su di un sistema Linux (Ubuntu 14.04). Tale metodo si basa sui concetti della fotopletismografia applicata in remoto denotando il non-contact-mode.

Selezione di trasduttori per la misura di portata fluidi nei motori a combustione interna

Si vuole dimostrare la fattibilità di realizzazione di una serie di misuratori di portata fluidi da applicare principalmente per le misure di portata dei fluidi di un motore in prova al banco. Queste portate di interesse riguardano: liquido di raffreddamento, tipicamente acqua a una temperatura prossima ai 100°C, olio lubrificante, tipicamente ad una temperatura di 150°C, aria di aspirazione, BlowBy, aria che filtra dalle fasce elastiche e dalla camera di combustione passa in coppa e quindi presenta goccioline e vapori d'olio, e possibilmente EGR. La prima fase consiste nel valutare ciò che offre il mercato per rendersi conto di quali sono i livelli di prestazione di misura dei sensori commerciali e il loro prezzo. Dunque, oltre alla consultazione di datasheet, segue una richiesta di preventivi ai fornitori di tali prodotti. Conclusa la fasce di analisi di mercato sopra descritta si avvia la fase di design del misuratore. Dopo l'analisi il principio di misura ottimale risulta quello ultrasonico. In particolare è opportuno effettuare una prima distinzione fra misuratori per liquidi e per gas, i quali naturalmente presenteranno differenze geometriche sia per la compatibilità con l'impianto nel quale verranno montati sia per le caratteristiche del fluido di cui interessa la misura. Disegnata a CAD la geometria i due tubi vengono stampati in 3D, dopodichè vengono montati i trasduttori per la generazione e la ricezione degli ultrasuoni. Si effettuano le prove di laboratorio, per liquidi e poi per gas, nel primo caso misurando la portata acqua messa in circolo da una pompa, nel secondo caso misurando la portata aria di un Ducati al banco motori. I dati acquisiti da varie prove vengono poi elaborati tramite Matlab, e si ricavano conclusioni in termini di rumore, accuratezza, ripetibilità ed infine di conferma che è fattibile realizzarli ad un costo contenuto ma che per riuscirci è necessario molto più sviluppo e ottimizzazione.

Controllo ed analisi del rumore prodotto da un motore ad accensione per compressione

Realizzazione di un sistema di controllo del rumore di combustione prodotto da un motore diesel, tramite l’attuazione in successione di varie tipologie di combustione. In particolare si varia il pattern di iniezione in base ad un indice di rumore calcolato in tempo reale attraverso un microfono e alla produzione di inquinanti allo scarico.

De' crostacei e degli altri marini corpi che si truovano su' monti;

Title vignette.

Sviluppo e test di un sistema BCI SSVEP-based

Una Brain Computer Interface (BCI) è un dispositivo che permette la misura e l’utilizzo di segnali cerebrali al fine di comandare software e/o periferiche di vario tipo, da semplici videogiochi a complesse protesi robotizzate. Tra i segnali attualmente più utilizzati vi sono i Potenziali Evocati Visivi Steady State (SSVEP), variazioni ritmiche di potenziale elettrico registrabili sulla corteccia visiva primaria con un elettroencefalogramma (EEG) non invasivo; essi sono evocabili attraverso una stimolazione luminosa periodica, e sono caratterizzati da una frequenza di oscillazione pari a quella di stimolazione. Avendo un rapporto segnale rumore (SNR) particolarmente favorevole ed una caratteristica facilmente studiabile, gli SSVEP sono alla base delle più veloci ed immediate BCI attualmente disponibili. All’utente vengono proposte una serie di scelte ciascuna associata ad una stimolazione visiva a diversa frequenza, fra le quali la selezionata si ripresenterà nelle caratteristiche del suo tracciato EEG estratto in tempo reale. L’obiettivo della tesi svolta è stato realizzare un sistema integrato, sviluppato in LabView che implementasse il paradigma BCI SSVEP-based appena descritto, consentendo di: 1. Configurare la generazione di due stimoli luminosi attraverso l’utilizzo di LED esterni; 2. Sincronizzare l’acquisizione del segnale EEG con tale stimolazione; 3. Estrarre features (attributi caratteristici di ciascuna classe) dal suddetto segnale ed utilizzarle per addestrare un classificatore SVM; 4. Utilizzare il classificatore per realizzare un’interfaccia BCI realtime con feedback per l’utente. Il sistema è stato progettato con alcune delle tecniche più avanzate per l’elaborazione spaziale e temporale del segnale ed il suo funzionamento è stato testato su 4 soggetti sani e comparato alle più moderne BCI SSVEP-based confrontabili rinvenute in letteratura.

SOCIAL STRUCTURE OF ASIAN ELEPHANTS (ELEPHAS MAXIMUS) IN SRI LANKA

Asian elephants (Elephas maximus) are critically endangered and live in fragmented populations spread across 13 countries. Yet in comparison to the African savannah elephant (Loxodonta africana), relatively little is known about the social structure of wild Asian elephants because the species is mostly found in low visibility habitat. A better understanding of Asian elephant social structure is critical to mitigate human-elephant conflicts that arise due to increasing human encroachments into elephant habitats. In this dissertation, I examined the social structure of Asian elephants at three sites: Yala, Udawalawe, and Minneriya National Parks in Sri Lanka, where the presence of large open areas and high elephant densities are conducive to behavioral observations. First, I found that the size of groups observed at georeferenced locations was affected by forage availability and distance to water, and the effects of these environmental factors on group size depended on site. Second, I discovered that while populations at different sites differed in the prevalence of weak associations among individuals, a core social structure of individuals sharing strong bonds and organized into highly independent clusters was present across sites. Finally, I showed that the core social structure preserved across sites was typically composed of adult females associating with each other and with other age-sex classes. In addition, I showed that females are social at all life stages, whereas males gradually transition from living in a group to a more solitary lifestyle. Taking into consideration these elements of Asian elephant social structure will help conservation biologists develop effective management strategies that account for both human needs and the socio-ecology of the elephants.

Monitoraggio delle risorse ittiche e della pesca: indagine sugli spostamenti di specie marine di interesse commerciale e conservazionistico

Il monitoraggio degli spostamenti degli organismi marini è un importante strumento per la comprensione della biologia delle specie ma anche per la conservazione e la tutela degli stock intesi come risorsa. Nel caso dell'applicazione su specie che vivono all'interno di Aree Marine Protette, queste tecniche consentono di verificare l'efficacia della protezione. Questo studio riporta l'applicazione di tecniche di telemetria ultrasonica all'aragosta comune (P. elephas) nell'AMP di Isola delle Femmine. Gli individui catturati all'interno dell'AMP ed ivi rilasciati hanno mostrato uno spiccato homing ed un buon livello di fedeltà al sito. Lo studio inoltre è servito a denunciare lo stato attuale di scarsa protezione e suggerisce una riperimetrazione dei confini dell'AMP.

The line transect method for estimating densities of large mammals in a tropical deciduous forest: An evaluation of models and field experiments

We have evaluated techniques of estimating animal density through direct counts using line transects during 1988-92 in the tropical deciduous forests of Mudumalai Sanctuary in southern India for four species of large herbivorous mammals, namely, chital (Axis axis), sambar (Cervus unicolor), Asian elephant (Elephas maximus) and gaur (Bos gauras). Density estimates derived from the Fourier Series and the Half-Normal models consistently had the lowest coefficient of variation. These two models also generated similar mean density estimates. For the Fourier Series estimator, appropriate cut-off widths for analysing line transect data for the four species are suggested. Grouping data into various distance classes did not produce any appreciable differences in estimates of mean density or their variances, although model fit is generally better when data are placed in fewer groups. The sampling effort needed to achieve a desired precision (coefficient of variation) in the density estimate is derived. A sampling effort of 800 km of transects returned a 10% coefficient of variation on estimate for chital; for the other species a higher effort was needed to achieve this level of precision. There was no statistically significant relationship between detectability of a group and the size of the group for any species. Density estimates along roads were generally significantly different from those in the interior af the forest, indicating that road-side counts may not be appropriate for most species.

Growth in the Asian elephant

Records of captive Asian elephants (Elephas maximus) were used to derive parameters of the von Bertalanffy function for growth in height, body weight and circumference of tusks with age. There was some evidence for a post-pubertal secondary growth spurt in both male and female elephants. Domestic elephants which were born in captivity or captured at a young age also showed a reduced growth in height in both the sexes and in body weight in males compared to wild elephants. Aspects of allometric growth such as height-body weight relationship are examined. The height was twice the circumference of front foot throughout the life span, indicating an isometric relationship.

Male-female differences in foraging on crops by Asian elephants

Males and females may differ in morphology or behaviour because of contrasting factors affecting their reproductive success. In polygynous mammals with a marked sexual dimorphism, males are more likely to exhibit risky behaviour promoting reproductive success (Trivers 1985). In this study the authors present evidence that pubertal and adult male Asian elephants, Elephas maximus (above 15 years) incur greater risks than female-led family herds by foraging on cultivated crops which have more nutritive value than wild food plants.

Stable carbon isotope ratios in Asian elephant collagen: implications for dietary studies

Stable carbon isotope ratios in bone collagen have been used in a variety of dietary studies in modern and fossil animals, including humans. Inherent in the stable isotope technique is the assumption that the isotopic signature is a reflection of the diet and is persistent in collagen because this is a relatively inert protein. Carbon isotope analyses of bones from a southern Indian population of Asian elephant (Elephas maximus), a long-lived mammal that alternates seasonally between a predominantly C3 (browse) and C4 (grass) plant diet, showed two patterns that have important implications for dietary interpretation based on isotopic studies. Relative to the quantity of the two plant types consumed on average, the ?13C signal in collagen indicated that more carbon was incorporated from C3 plants, possibly due to their higher protein contribution. There was a much greater variance in ?13C values of collagen in sub-adult (range -10.5� to-22.7�, variance=14.51) compared to adult animals (range -16.0� to -20.3�, variance=1.85) pointing to high collagen turnover rates and non-persistent isotopic signatures in younger, growing animals. It thus seems important to correct for any significant relative differences in nutritive value of food types and also consider the age of an animal before drawing definite conclusions about its diet from isotope ratios.