Classificazione di Radiografie Toraciche per la Diagnosi del COVID-19 con Reti Convoluzionali e Vision Transformer

Negli ultimi due anni, per via della pandemia generata dal virus Covid19, la vita in ogni angolo del nostro pianeta è drasticamente cambiata. Ad oggi, nel mondo, sono oltre duecentoventi milioni le persone che hanno contratto questo virus e sono quasi cinque milioni le persone decedute. In alcuni periodi si è arrivati ad avere anche un milione di nuovi contagiati al giorno e mediamente, negli ultimi sei mesi, questo dato è stato di più di mezzo milione al giorno. Gli ospedali, soprattutto nei paesi meno sviluppati, hanno subito un grande stress e molte volte hanno avuto una carenza di risorse per fronteggiare questa grave pandemia. Per questo motivo ogni ricerca in questo campo diventa estremamente importante, soprattutto quelle che, con l'ausilio dell'intelligenza artificiale, riescono a dare supporto ai medici. Queste tecnologie una volta sviluppate e approvate possono essere diffuse a costi molto bassi e accessibili a tutti. In questo elaborato sono stati sperimentati e valutati due diversi approcci alla diagnosi del Covid-19 a partire dalle radiografie toraciche dei pazienti: il primo metodo si basa sul transfer learning di una rete convoluzionale inizialmente pensata per la classificazione di immagini. Il secondo approccio utilizza i Vision Transformer (ViT), un'architettura ampiamente diffusa nel campo del Natural Language Processing adattata ai task di Visione Artificiale. La prima soluzione ha ottenuto un’accuratezza di 0.85 mentre la seconda di 0.92, questi risultati, soprattutto il secondo, sono molto incoraggianti soprattutto vista la minima quantità di dati di training necessaria.

Sviluppo e validazione di un algoritmo per la conversione delle incertezze delle effemeridi dell'asteroide Didymos

Per determinare lo stato di un satellite ad ogni istante è necessario un propagatore orbitale, cioè un algoritmo che, partendo da condizioni iniziali note, calcola la traiettoria di un corpo in un intervallo di tempo arbitrario. L’orbita ottenuta è tuttavia soggetta ad errori numerici (errori di propagazione) ed incertezze. Queste ultime derivano da condizioni iniziali non precise, in quanto ricavate da osservazioni, soggette ad errori di misurazione, o ipotesi sui parametri dell’orbita e del corpo. Per questo motivo è importante utilizzare il propagatore anche per verificare l’evoluzione di tali incertezze nel tempo tramite un processo noto come analisi della covarianza. Questo processo permette di valutare l’entità dell’incertezza calcolandone la variazione rispetto allo stato iniziale a cui è generata e la rispondenza ai requisiti di missione. Lo scopo della tesi è l’incremento di precisione del propagatore orbitale esistente e lo sviluppo di strumenti per il supporto della missione LICIACube (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids). In particolare, saranno implementati effetti secondari nel modello di propagazione ed uno strumento per la propagazione e conversione della rappresentazione di incertezze delle effemeridi. Questo permetterà la valutazione della precisione dell’orbita di Didymos e di LICIACube, dal suo rilascio fino al flyby. Per l’esportazione della traiettoria calcolata viene presentata una funzione che, tramite interpolazione, rappresenti l’orbita generata utilizzando un limitato spazio di memoria.

Analisi comparativa delle perdite economiche attese relative ad un edificio esistente in CA con diversi interventi di rinforzo sismico

La presente tesi, in particolare, sfrutta un metodo di analisi semplificato di “loss assessment” o analisi delle perdite economiche, considerando un edificio esistente in CA. L’edificio caso di studio è un tipico edificio intelaiato in CA sito sull’appennino, e progettato e costruito negli anni ’70, dunque, senza tenere conto dell’azione orizzontale del sisma, per cui non presenta i dettagli costruttivi atti a soddisfare i requisiti minimi di duttilità. È stata effettuata una analisi statica non lineare (Pushover), per studiare la risposta della struttura esistente alle azioni orizzontali. Al fine di migliorare il confinamento delle colonne in CA, è stato scelto di utilizzare dei rinforzi locali, tipicamente utilizzati in Italia nella pratica progettuale, atti a migliorare le caratteristiche di duttilità e/o resistenza degli elementi rinforzati, e di conseguenza capaci di migliorare le caratteristiche globali dell’intero sistema strutturale. Sono state selezionate tre diverse tecnologie: le “Fiber Reinforced Polymers” (FRP), il “Concrete Jacketing” (CJ) e il sistema di Cerchiature Attive dei Manufatti (CAM). Nella presente tesi verranno presentate diverse applicazioni di questi sistemi, enunciandone i miglioramenti rispetto al caso “As-built” e poi confrontandole tra di loro in modo da fornire elementi validi a supporto della fase decisionale per la progettazione dell’intervento sull’edificio. Infine vengono valutate le perdite economiche medie annue attese, insieme ad altri parametri sintetici di analisi delle perdite e di analisi costi-benefici. Il fine di questo processo è di studiare quanto uno specifico intervento di miglioramento sismico, applicato all’edificio As-built, consenta di ridurre le perdite economiche sismiche stimate in un anno di vita della struttura, e poi nel corso della sua vita utile, per fornire un elemento di paragone utile per la scelta dell’intervento ottimale.

Sulla tradizione manoscritta dei Discorsi sacri di Elio Aristide

Il presente lavoro consiste in uno studio della tradizione manoscritta dei Discorsi sacri (= DS) di Elio Aristide. Nel primo capitolo si presenta una descrizione dettagliata dei testimoni superstiti (tutti collazionati integralmente), talvolta ridatati su base paleografica; nel secondo si dimostra l’esistenza di un archetipo (O) a monte della trasmissione dell’opera aristidea; nel terzo, quarto e quinto si ricostruiscono gli stemmata codicum delle tradizioni, rispettivamente, di DS 1-2 (bipartita), 3-5 (monopartita) e 6 (monopartita); nel sesto – e ultimo – capitolo si ricostruisce la storia della circolazione dei DS dall’epoca di Areta di Cesarea al tardo XV sec. A completamento e supporto della ricerca sono offerte numerose tavole dei manoscritti esaminati nonché un indice dei codici collazionati.

I nuovi operatori del mondo sportivo e la tutela della salute nella dimensione dei moderni servizi di welfare

Lo studio mira ad individuare i passaggi salienti dell’evoluzione dello sport inteso come strumento di salute e benessere preventivo, per rinvenire le manifestazioni di questo concetto, con l’obiettivo precipuo di fare emergere l’ossatura legislativa in evoluzione su cui impostare la transizione del sistema delle attività motorie. Partendo dallo studio del dato normativo e giurisprudenziale e con un’ampia analisi dottrinale sullo sfondo, lo studio descrive l’evoluzione legislativa sul tema poggiandosi su considerazioni e risultati di indagini sociologiche e farmacologiche. La creazione della Società Sport e Salute S.p.a. e di un Dipartimento per lo sport ha permesso un’azione diretta al sostegno delle organizzazioni sportive di base e mirata alla promozione di piani per l’implementazione dei corretti stili di vita. Il d.lgs. 38/2021 contiene una serie di norme volte alla valorizzazione dell’importanza anche territoriale degli enti sportivi, che possono favorire questi e i loro partners privati nell’affidamento degli impianti. La nuova figura professionale del chinesiologo rappresenta lo strumento centrale per il rilancio degli enti sportivi, in quanto capace di organizzare nuovi servizi paralleli allo sport e fondamentali in ottica educativa preventiva. L’accresciuta rilevanza del concetto di work-life balance spinge le imprese alla creazione di nuove politiche di welfare per i lavoratori attraverso investimenti per la riqualificazione dell’impiantistica, in modo da favorire gli enti che li gestiscono collaborando per offrire maggiori servizi anche al territorio. Il legislatore ha creato uno strato normativo volto a permettere un’azione diretta dello Stato nella promozione dello sport sociale e volto all’implementazione dei corretti stili di vita. È ora possibile teorizzare un modello di ente che offra una nuova tipologia di servizi da erogare all’interno di moderni impianti, riqualificati grazie al supporto di imprese che vedono le associazioni sportive come presidi per la salute dei lavoratori, favorendo il benessere collettivo oltre che la propria immagine.

Crescita volumetrica dei miomi uterini: analisi dei fattori di rischio

I miomi uterini sono la neoplasia uterina più comune e colpiscono fino al 30% delle donne in età fertile. Nonostante l’elevata prevalenza, pochi studi in Letteratura hanno analizzato i fattori di rischio per la crescita dei miomi uterini, mostrando spesso dei risultati contrastanti. Nel nostro studio osservazionale prospettico sono state arruolate pazienti che rispettassero i criteri di inclusione e di esclusione, con diagnosi di miomi uterini evidenziati mediante ecografia eseguita presso i nostri ambulatori, a partire da giugno 2017. A partire da gennaio 2019, sono state ricercate mensilmente le pazienti precedentemente arruolate che erano tornate presso i nostri ambulatori per esecuzione di ulteriore ecografia, a distanza di 24 ± 5 mesi, fino a raggiungere il campione designato, cioè 450 pazienti totali. È stato, quindi, valutato il tasso di crescita annuo del mioma di maggiori dimensioni ed è stato utilizzato l'approccio polinomiale frazionario multivariabile per selezionare i fattori di rischio anamnestici ed ecografici legati all’incremento volumetrico. Circa la metà dei miomi uterini analizzati ha mostrato stabilità dimensionale nel corso del follow-up (crescita ≤10%), mentre la restante metà ha mostrato una crescita > 10%. Il solo fattore di rischio associato alla crescita volumetrica dei miomi uterini è risultato essere il volume del mioma durante l’ecografia di arruolamento (P = 0.001), quindi miomi di piccole dimensioni presentano un tasso di crescita maggiore rispetto ai miomi di grandi dimensioni. Lo studio ha raccolto la più ampia casistica in Letteratura nella valutazione del naturale andamento di modifica dimensionale dei miomi uterini. Sebbene siano necessari ulteriori studi con campione più ampio, questi dati possono fornire un utile supporto per eseguire un adeguato counselling con le pazienti nella pratica clinica quotidiana.

Educazione civica e competenze di cittadinanza: un'indagine su approcci e atteggiamenti degli insegnanti nella scuola secondaria

Con questo lavoro si vuole contribuire al dibattito riapertosi con il ritorno dell’Educazione civica in tutte le scuole italiane, a seguito dell’entrata in vigore della Legge 92/2019, in particolare valorizzando il punto di vista degli insegnanti. La ricerca è impostata secondo il disegno quantitativo dell’indagine correlazionale su ampio campione, preparata da una fase esplorativa durante la quale si sono svolte interviste semistrutturate a dieci docenti. A partire dai risultati di tale esplorazione, si è prodotto un questionario che è stato testato e revisionato nell’a.s. 2020-2021. Successivamente si sono condotte due diverse rilevazioni nell’a.s. 2021-2022: la prima su un campione rappresentativo degli insegnanti di scuola secondaria dell’Emilia-Romagna (main study), e la seconda su un campione non rappresentativo su base nazionale (rilevazione di approfondimento). I risultati dell’indagine fanno emergere un’accoglienza parziale delle innovazioni introdotte con la “nuova” Educazione civica. Le maggiori difficoltà si osservano rispetto alla progettazione collegiale dell’insegnamento, che la normativa vorrebbe affidato in contitolarità a tutto il Consiglio di classe, ma rispetto al quale sembra realizzarsi principalmente una “spartizione” delle ore, a cui fanno fronte attività gestite separatamente dai singoli insegnanti. Approcci e pratiche coerenti con i modelli della didattica per competenze tardano ad affermarsi per questo insegnamento, nonostante si siano osservate prime evidenze favorevoli in tal senso. I risultati sollevano il bisogno di maggiore accompagnamento e supporto dei docenti nell’implementazione collegiale di un curricolo di Educazione civica intenzionalmente orientato allo sviluppo delle competenze di cittadinanza.

Trapianto di polmone ed ex-vivo. Esperienza iniziale in due centri trapianti di polmone

Background Il trapianto polmonare rappresenta l'unica soluzione percorribile per l'insufficienza respiratoria end-stage. La principale limitante ad un suo impiego è rappresentata dalla scarsità di polmoni idonei. In questo contesto si colloca il progetto di ricondizionamento ex-vivo. L'implementazione risulta possibile attraverso il ricondizionamento di organi cosiddetti “marginali” o giudicati inizialmente non idonei al trapianto e da donatori a cuore fermo (Donor after Cardiac Death – DCD). Scopo Lo scopo principale del progetto è quello di analizzare i risultati a breve e medio termine del trapianto polmonare effettuato impiegando polmoni sottoposti a procedura di ricondizionamento ex-vivo in due centri trapianti di polmone a basso volume. Materiali e Metodi I dati sono stati raccolti retrospettivamente (da Giugno 2013 per quanto riguarda l’ISMETT e dal 2014 quelli dell’ Ospedale S. Orsola-Malpighi) e in maniera prospettica dal 2019. Risultati Sommando i dati relativi ad entrambi i centri, dal 2013 sono stati eseguiti un totale di 26 procedure di riperfusione. Sei volte i polmoni sono stati giudicati idonei al trapianto al termine con 5 trapianti doppi e un trapianto singolo sinistro. I risultati in termine di sopravvivenza a medio termine sono risultati sovrapponibili a quelli disponibili in letteratura, tuttavia è stato registrato un alto tasso di PGD (Primary Graft Disfunction) di grado 3, da imputare alla patologia di base del ricevente (ipertensione polmonare), che per protocollo di istituto rimane con supporto cardio-respiratorio (ECMO) dopo il trapianto. Conclusioni L’EVLP si conferma in centri di piccolo e medio volume un metodo sicuro ed efficace per implementare in numero di polmoni idonei al trapianto.

La Teoria della Calcolabilità nelle scuole secondarie di secondo grado: una proposta didattica

Nonostante l'utilizzo di strumenti informatici nella pratica didattica della matematica sia ormai ampiamente diffuso, l'insegnamento dei principi matematici dell'informatica è preso meno in considerazione anche a causa dei pochi punti di contatto nelle "Indicazioni Nazionali" tra le due materie, matematica e informatica, che sono invece intimamente correlate. Questa tesi descrive una attività didattica incentrata sul concetto di calcolabilità e computabilità e basata sul noto formalismo delle Macchine di Turing. É nostra opinione che coinvolgere gli studenti in tali tipologie di attività possa stimolare oltre all'apprendimento di competenze disciplinari, anche lo sviluppo di importanti competenze trasversali, in primis, il problem solving. L’attività proposta nella tesi è stata realizzata in una classe terza di un istituto tecnico economico dove, a seguito di una spiegazione dell’argomento, sono stati svolti due esercizi di gruppo, utilizzando il software \emph{Turing Machine Visualization}, che permette agli studenti e al docente di avere un supporto visuale al dialogo. Al termine dell’attività didattica è stato somministrato agli studenti un questionario che ha permesso di valutare le competenze acquisite da due prospettive distinte: soggettiva e oggettiva. I risultati del questionario sono ampliamente analizzati e discussi nella tesi.

La gestione degli interventi di manutenzione preventiva negli impianti automatici

La manutenzione è attualmente considerata un servizio volto a preservare costantemente inalterata l’efficienza e la sicurezza di macchinari e impianti, senza per questo trascurare le esigenze di qualità, di risparmio energetico e di sicurezza. Gli obiettivi del presente lavoro sono quelli di analizzare le modalità con cui vengono forniti alcuni dati a supporto della manutenzione di un impianto industriale in una applicazione esistente, di analizzarle per rilevarne le criticità ed infine proporre ed implementare alcune modifiche migliorative. Per raggiungere tale risultato verrà presentato il caso di Righi Group SPA, società fornitrice di quadri elettrici e software per impianti automatici. Partendo dall’analisi di un progetto recentemente realizzato verranno effettuate alcune osservazioni e proposte che mostreranno in che modo sia possibile (tramite implementazioni software ed alcune eventuali modifiche hardware) sviluppare un evoluto sistema di raccolta ed elaborazione dati per gettare le basi ad un progetto di manutenzione preventiva.

Stato dell'arte di scaffold ottenuti mediante tecnologie additive ed elettrofilatura per la rigenerazione del tessuto muscolo-scheletrico

Il sistema muscolo scheletrico è costituito dall’insieme di ossa, cartilagini e tessuti molli come muscoli, tendini e legamenti, che presentano una diversa struttura e differenti proprietà meccaniche tra loro. La sua principale funzione è quella di fornire supporto, forma e garantire il movimento fisiologico del corpo. Per questa ragione, il sistema muscolo scheletrico e continuamente sollecitato e di conseguenza molto soggetto a traumi o infortuni. Un’alternativa all’approccio chirurgico tradizionale è l’ingegneria tissutale che permette di creare scaffold in grado di promuovere la rigenerazione dei tessuti naturali. Negli ultimi decenni si è riscontrato un forte incremento dell’utilizzo della stampa 3D e dell’elettrofilatura come tecniche di fabbricazione di questi scaffold grazie ai loro diversi vantaggi. La stampa 3D presenta diversi benefici, tra cui la possibilità di creare costrutti personalizzati in grado di riprodurre similmente la geometria del tessuto nativo con efficienza dei costi e tempi di produzione ridotti rispetto alle tecniche tradizionali. Tuttavia, questa tecnica presenta ancora una limitata risoluzione sufficiente, ad esempio, per riprodurre la struttura e le proprietà del tessuto osseo, ma non idonea al raggiungimento della scala nanometrica, tipica dei tessuti fibrosi muscolo scheletrici. Al contrario, l’elettrofilatura è in grado di produrre fibre nanometriche che riescono a mimare la matrice extracellulare di questi tessuti. Tuttavia, si riscontrano ancora alcune difficoltà nel controllare la struttura tridimensionale e le proprietà meccaniche di questi scaffold nella scala micro e macrometrica. Lo scopo di questa tesi è quello di analizzare gli studi che utilizzano un approccio combinato tra stampa 3D ed elettrofilatura per la produzione di scaffold per la rigenerazione del tessuto muscolo scheletrico, definendo lo stato dell’arte dei vari processi di produzione e le possibili prospettive future.

Analisi energetica al variare dello state of charge di propulsori ibridi e plug-in operanti nel ciclo WLTP con propulsore termico a punto fisso stechiometrico

Il presente lavoro propone la stesura di un codice in ambiente MATLAB per l'analisi energetica di powertrain ibridi operanti nel ciclo WLTP con il particolare funzionamento del motore termico benzina a punto fisso stechiometrico. Nello specifico, il codice prende dei dati in input tramite un'interfaccia grafica ed avvia una simulazione, i cui risultati principali corrispondono ad emissioni di anidride carbonica per chilometro percorso ed ai chilometri percorsi con un litro di carburante. Queste sono le due grandezze che questo lavoro si prefigge di ottimizzare, dalle quali proviene la scelta del particolare funzionamento del motore termico. Sono state implementate due differenti strategie di controllo, una generale ed una più particolare. La simulazione con la strategia generale è stata applicata a tre differenti scenari reali, con le caratteristiche tecniche di tre veicoli realmente esistenti che vengono inserite nell'interfaccia grafica. I risultati provenienti da queste simulazioni sono stati poi analizzati e discussi nel dettaglio, anche con l'ausilio di grafici a supporto della spiegazione. La strategia di controllo particolare non è stata applicata a scenari reali ma ha portato alla definizione di una ipotetica architettura di powertrain ibrido, alla quale la sopracitata strategia si adatta al meglio. Dopo aver proposto miglioramenti e possibili ulteriori sviluppi di questo lavoro, sono state tratte le conclusioni generali, allargando il tutto al contesto più ampio in cui si va ad inserire.

Machine Learning in ambito assicurativo Un caso di studio

Il Machine Learning si sta rivelando una tecnologia dalle incredibili potenzialità nei settori più disparati. Le diverse tecniche e gli algoritmi che vi fanno capo abilitano analisi dei dati molto più efficaci rispetto al passato. Anche l’industria assicurativa sta sperimentando l’adozione di soluzioni di Machine Learning e diverse sono le direzioni di innovamento che ne stanno conseguendo, dall’efficientamento dei processi interni all’offerta di prodotti rispondenti in maniera adattiva alle esigenze del cliente. Questo lavoro di tesi è stato realizzato durante un tirocinio presso Unisalute S.p.A., la prima assicurazione in ambito sanitario in Italia. La criticità intercettata è stata la sovrastima del capitale da destinare a riserva a fronte dell’impegno nei confronti dell’assicurato: questo capitale immobilizzato va a sottrarre risorse ad investimenti più proficui nel medio e lungo termine, per cui è di valore stimarlo appropriatamente. All'interno del settore IT di Unisalute, ho lavorato alla progettazione e implementazione di un modello di Machine Learning che riesca a prevedere se un sinistro appena preso in gestione sarà liquidato o meno. Dotare gli uffici impegnati nella determinazione del riservato di questa stima aggiuntiva basata sui dati, sarebbe di notevole supporto. La progettazione del modello di Machine Learning si è articolata in una Data Pipeline contenente le metodologie più efficienti con riferimento al preprocessamento e alla modellazione dei dati. L’implementazione ha visto Python come linguaggio di programmazione; il dataset, ottenuto a seguito di estrazioni e integrazioni a partire da diversi database Oracle, presenta una cardinalità di oltre 4 milioni di istanze caratterizzate da 32 variabili. A valle del tuning degli iperparamentri e dei vari addestramenti, si è raggiunta un’accuratezza dell’86% che, nel dominio di specie, è ritenuta più che soddisfacente e sono emersi contributi non noti alla liquidabilità dei sinistri.

Operator preconditioning per sistemi lineari provenienti dall’equazione di Poisson

Le equazioni alle derivate parziali lineari (PDE’s) hanno un ruolo centrale in molte applicazioni di tipo scientifico, ingegneristico, medico, finanziario e sociale. È necessario, per questo motivo, avere metodi robusti che permettano di approssimare soluzioni di classi di PDE’s. Nell’ambito dei problemi lineari ellittici stazionari, una delle procedure comunemente utilizzate consiste nel discretizzare l’equazione differenziale mediante l’approssimazione delle derivate con differenze finite nel dominio considerato, e risolvere il sistema lineare algebrico risultante. Lo scopo dell’elaborato è studiare la dipendenza della convergenza del metodo dei Gradienti Coniugati dal parametro di discretizzazione per problemi ellittici autoaggiunti. Studieremo inoltre accelerazioni del metodo di tipo “Operator preconditioning”, che permettono di rendere l’algoritmo indipendente da tale parametro di discretizzazione in termini di numero di iterazioni.

Tradurre una lingua inventata: il Newspeak di 1984

Il presente elaborato prende in analisi due diverse traduzioni italiane, la traduzione di Gabriele Baldini pubblicata per la prima volta nel 1950 e quella di Tommaso Pincio uscita nel 2021, del romanzo distopico "1984" di George Orwell, con particolare attenzione alla traduzione del Newspeak. Lo scopo finale è quello di individuare le differenti scelte traduttive adottate dai due traduttori presi in esame. A supporto di questa analisi, nel primo capitolo verrà effettuata una panoramica generale delle lingue inventate, mentre nel secondo capitolo verrà presentato l’autore, l’opera stessa e la sua storia editoriale. Nel terzo capitolo l’attenzione verrà poi rivolta alla teoria linguistica di Orwell e alle caratteristiche principali del Newspeak. Infine, nel quarto capitolo, verrà effettuata la vera e propria analisi delle scelte traduttive relative al Newspeak adottate dai due traduttori italiani.