Dynamical models in neuroscience: the delay FitzHugh-Nagumo equation

Il primo modello matematico in grado di descrivere il prototipo di un sistema eccitabile assimilabile ad un neurone fu sviluppato da R. FitzHugh e J. Nagumo nel 1961. Tale modello, per quanto schematico, rappresenta un importante punto di partenza per la ricerca nell'ambito neuroscientifico delle dinamiche neuronali, ed è infatti capostipite di una serie di lavori che hanno puntato a migliorare l’accuratezza e la predicibilità dei modelli matematici per le scienze. L’elevato grado di complessità nello studio dei neuroni e delle dinamiche inter-neuronali comporta, tuttavia, che molte delle caratteristiche e delle potenzialità dell’ambito non siano ancora state comprese appieno. In questo lavoro verrà approfondito un modello ispirato al lavoro originale di FitzHugh e Nagumo. Tale modello presenta l’introduzione di un termine di self-coupling con ritardo temporale nel sistema di equazioni differenziali, diventa dunque rappresentativo di modelli di campo medio in grado di descrivere gli stati macroscopici di un ensemble di neuroni. L'introduzione del ritardo è funzionale ad una descrizione più realistica dei sistemi neuronali, e produce una dinamica più ricca e complessa rispetto a quella presente nella versione originale del modello. Sarà mostrata l'esistenza di una soluzione a ciclo limite nel modello che comprende il termine di ritardo temporale, ove tale soluzione non può essere interpretata nell’ambito delle biforcazioni di Hopf. Allo scopo di esplorare alcune delle caratteristiche basilari della modellizzazione del neurone, verrà principalmente utilizzata l’impostazione della teoria dei sistemi dinamici, integrando dove necessario con alcune nozioni provenienti dall’ambito fisiologico. In conclusione sarà riportata una sezione di approfondimento sulla integrazione numerica delle equazioni differenziali con ritardo.

Caratterizzazione e simulazione di un generatore eolico di piccole dimensioni

Durante gli ultimi anni sta avendo sempre più rilevanza il problema del cambiamento climatico, dovuto principalmente all’emissione in atmosfera di gas serra. Una delle soluzioni da adottare è una transizione energetica verso fonti di energia rinnovabili e una progressiva elettrificazione di tutte le tecnologie che utilizzano ancora combustibili fossili. L’obiettivo di questa tesi di Laurea è analizzare e implementare un semplice modello in MATLAB/Simulink di una turbina eolica, conoscendo solo i dati di targa del generatore, la curva di potenza della turbina e avendo a disposizione dei dati reali di velocità del vento, potenza prodotta e velocità di rotore. Il progetto quindi consiste in un lavoro di reverse engineering in cui, partendo dai componenti reali, si cerca di ricavare, in maniera empirica e sperimentale, i parametri che ne caratterizzano il modello matematico. Successivamente è stato implementato un modello su Simulink, partendo da un modello già esistente, in cui si è simulato il comportamento della macchina, ottenendo una stima della potenza prodotta.

Metodo di calibrazione ottica per sistemi di lenti ipercentriche

Calibrazione di lente percientrica. Scrittura del codice di calibrazione in Python e utilizzo della libreria OpenCV. L' obbiettivo della tesi consisteva nel definire un modello matematico che potesse rappresentare le caratteristiche della lente pericentrica. Una volta fatto ciò sono state eseguite diverse prove sperimentali con l'obbiettivo di validare i risultati ottenuti. Come primo passo si è prodotto lo sviluppo planare di oggetti cilindrici acquisiti con la lente . successivamente sono state svolte alcune misure sugli sviluppi ottenuti. Infine si è implementato un sistema di calibrazione stereo per determinare la validità dell'algoritmo impiegato per la singola telecamera.

Modellazione, controllo e sviluppo sperimentale di un azionamento con convertitore boost integrato per DC fast charge

La presente trattazione propone un metodo innovativo per la fast DC charge, che permette di collegare le colonnine di ricarica a 400 V ai veicoli con batteria ad 800 V. Il collegamento avviene tramite l’azionamento elettrico di propulsione, che deve dunque essere riconfigurato durante la ricarica sotto forma di “integrated boost DC/DC converter”. L'elaborato illustra il modello matematico del sistema, lo schema di controllo in ambiente Simulink ed i risultati delle simulazioni. Infine, sono illustrate le prove a banco effettuate sul sistema in esame, la strumentazione utilizzata ed i risultati ottenuti per le configurazioni confrontate. Tuttavia, si dimostra che il metodo di ricarica richiede un’ulteriore induttanza per il collegamento al motore per evitare gli elevati ripple delle correnti di fase ed il conseguente surriscaldamento dei magneti rinvenuto durante le prove sperimentali.

Hub Location Problem e Site Selection: il caso FAAC Technologies

Questa tesi ha l’obbiettivo di studiare e seguire la creazione un modello matematico che possa risolvere un problema logistico di Hub Facility Location reale, per l’individuazione del posizionamento ottimale di uno o più depositi all’interno di una rete distributiva europea e per l’assegnazione dei rispettivi clienti. Si fa riferimento alla progettazione della rete logistica per rispondere alle necessità del cliente, relativamente ad una domanda multiprodotto. Questo problema è stato studiato a partire da un caso reale aziendale per la valutazione della convenienza nella sostituzione di quattro magazzini locali con uno/due hub logistici che possano servire tutte le aree. Il modello distributivo può anche essere adoperato per valutare l’effetto della variazione, dal punto di vista economico, del servizio di trasporto e di tariffario. La determinazione della posizione ottimale e del numero dei magazzini avviene tramite un modello matematico che considera al proprio interno sia costi fissi relativi alla gestione dei magazzini (quindi costo di stabilimento, personale e giacenza) e sia i costi relativi al trasporto e alla spedizione dei prodotti sulle diverse aree geografiche. In particolare, la formulazione matematica si fonda su un modello Programmazione Lineare Intera, risolto in tempi molto brevi attraverso un software di ottimizzazione, nonostante la grande mole di dati in input del problema. In particolare, si ha lo studio per l’integrazione di tariffari di trasporto diversi e delle economie di scala per dare consistenza ad un modello teorico. Inoltre, per ricercare la migliore soluzione di quelle ottenute sono poi emersi altri fattori oltre a quello economico, ad esempio il tempo di trasporto (transit-time) che è un fattore chiave per ottenere la soddisfazione e la fedeltà del cliente e attitudine dell’area geografica ad accogliere una piattaforma logistica, con un occhio sugli sviluppi futuri.

Modello iperbolico del fluido perfetto barotropico e il problema dell'instabilita gravitazionale secondo Jeans

In questa tesi proponiamo una rivisitazione del classico criterio di Jeans per l'instabilità gravitazionale di una nube di gas autogravitante, tenendo conto anche degli effetti viscosi e della presenza di una forza di Coriolis. Si dimostra che l'aggiunta di tali presenze, pur non alterando la soglia critica di Jeans, è generalmente stabilizzante. Infine si evidenzia un'interessante analogia, per modellamento matematico, tecniche e terminologie, fra il collasso gravitazionale e quello chemiotattico

Definizione e validazione di uno strumento per la misurazione dell'impatto delle variabili redazionali di un item matematico sulla performance degli studenti

Questa tesi descrive la ricerca condotta tra l'autunno e l'inverno di quest'anno da un gruppo di ricercatori in didattica della matematica relativamente all'influenza che le variazioni redazionali di un quesito matematico hanno sulle performance degli studenti. Lo scopo della ricerca è quella di strutturare e validare una metodologia e uno strumento che permettano di individuare e quantificare l'influenza delle variazioni del testo sulle prestazioni dello studente. Si è sentita l'esigenza di condurre uno studio di questo tipo poichè è sempre più evidente il profondo legame tra il linguaggio e l'apprendimento della matematica. La messa a punto di questo strumento aprirebbe le porte a una serie di ricerche più approfondite sulle varie tipologie di variazioni numeriche e/o linguistiche finora individuate. Nel primo capitolo è presentato il quadro teorico di riferimento relativo agli studi condotti fino ad ora nell'ambito della didattica della matematica, dai quali emerge la grossa influenza che la componente linguistica ha sulla comprensione e la trasmissione della matematica. Si farà quindi riferimento alle ricerche passate volte all'individuazione e alla schematizzazione delle variazioni redazionali dei Word Problems. Nel secondo capitolo, invece si passerà alla descrizione teorica relativa allo strumento statistico utilizzato. Si tratta del modello di Rasch appartenente alla famiglia dei modelli statistici dell'Item Response Theory, particolarmente utilizzato nella ricerca in didattica. Il terzo capitolo sarà dedicato alla descrizione dettagliata della sperimentazione svolta. Il quarto capitolo sarà il cuore di questa tesi; in esso infatti verrà descritta e validata la nuova metodologia utilizzata. Nel quinto sarà eseguita un analisi puntuale di come lo strumento ha messo in evidenza le differenze per ogni item variato. Infine verranno tratte le conclusioni complessive dello studio condotto.

Il modello di argomentazione di Toulmin nell’attivitá matematica degli studenti di scuola secondaria

Lo studio decritto in questo progetto di tesi ha avuto origine dalla volontà di analizzare l’atteggiamento di studenti di scuola superiore di I e II grado rispetto alla richiesta di fornire argomentazioni, di giustificare affermazioni o risultati ottenuti in ambito matematico. L’analisi quantitativa dei dati ottenuti sottoponendo gli studenti ad un questionario costituito da quesiti scelti in ambiti differenti tra le prove Invalsi ha evidenziato che solo una parte (36% per le superiori di I grado, 59% per le superiori di II grado) degli studenti che hanno risposto correttamente ai quesiti, è stata in grado di argomentare la risposta. L’analisi è stata a questo punto approfondita sulla base del modello di Toulmin e delle componenti del processo di argomentazione da lui descritte. Si è valutato per ogni argomentazione in quale o quali delle componenti toulminiane si sia concentrato l’errore. Ogni argomentazione considerata errata può infatti contenere errori differenti che possono riguardare una soltanto, diverse o tutte e quattro le componenti di Backing, Warrant, Data e Conclusion. L’informazione che ne è emersa è che nella maggioranza dei casi il fatto che uno studente di scuola superiore non riesca ad argomentare adeguatamente un’affermazione dipende dal richiamo errato di conoscenze sull'oggetto dell'argomentazione stessa ("Warrant" e "Backing"), conoscenze che dovrebbero supportare i passi di ragionamento. Si è infine condotta un’indagine sul terreno logico e linguistico dei passi di ragionamento degli studenti e della loro concatenazione, in modo particolare attraverso l’analisi dell’uso dei connettivi linguistici che esprimono e permettono le inferenze, e della padronanza logica delle concatenazioni linguistiche. Si è osservato per quanto riguarda le scuole superiori di I grado, che le difficoltà di argomentazione dovute anche a scarsa padronanza del linguaggio sono circa l’8% del totale; per le scuole superiori di II grado questa percentuale scende al 6%.

Introduzione alla Teoria Quantistica dei Campi: Spazi di Fock e il modello

La QFT è una teoria nata in ambito fisico per risolvere alcuni problematiche della teoria quantistica delle particelle, dando risultati sorprendenti. Nasce come teoria effettiva a cui fu successivamente necessario dare un rigore matematico. In generale le strutture matematiche teorizzate non risultano adeguate a modellare un ampio spettro di sistemi fisici. Esistono tuttavia dei modelli “giocattolo” perfettamente coerenti per i quali sono stati creati strumenti molto interessanti ed efficaci, come ad esempio gli spazi di Fock. In questa tesi oltre a una presentazione dettagliata degli spazi di Fock verrà descritto un esempio non banale della loro applicazione: il modello interattivo e ristretto ad una sola dimensione spaziale

Federalismo e forme di governo. L´inopportunità delle differenziazioni di modello

La legge costituzionale 1/1999 per le Regioni ordinarie (e la successiva 2/2001 per le Speciali) ha rappresentato un punto di svolta fondamentale del regionalismo italiano. Essa ha stabilito il principio dell’elezione popolare diretta del Presidente della Regione, a cui si collega un premio di maggioranza nel Consiglio regionale secondo il cosiddetto modello neo-parlamentare. Qualsiasi interruzione del rapporto fiduciario per dimissioni del Presidente o approvazione di una mozione di sfiducia porterebbe a nuove elezioni, cosa che rappresenta un serissimo deterrente alle crisi. La riforma prevedeva anche la possibilità per le Regioni di derogare col proprio Statuto a tali scelte tornando all’elezione consiliare e a sostituzioni della maggioranza. Nonostante alcuni tentativi di sfuggire alla regola del governo di legislatura utilizzando tale deroga in modo esplicito o surrettizio, seguendo vecchi retaggi assemblearisti, l’elezione diretta si è imposta ovunque, garantendo a tutte le Regioni analoghi e inediti standards di governabilità.

La teocrazia : crisi e trasformazione di un modello politico nell'Europa del XVIII secolo

Ma recherche porte sur la crise et les diverses transformations subies par la théocratie en tant que modèle politique en Europe dans la première moitié du XVIIIe siècle. Mon attention se concentre sur la remise en question de la valeur normative, à savoir sacrée, que ce modèle avait acquis au cours du XVIe et du XVIIe siècle, et sur sa transformation en un modèle universel et «négatif» au cours de la première partie du XVIIIe siècle. L'analyse du modèle théocratique n'a pas fait, jusqu'à présent, l'objet de nombreuses études de la part des historiens de la pensée politique moderne. Il est resté au centre de la réflexion d'autres domaines d'études. Seulement, depuis les années 1990, certaines études historiographiques ont montré l'existence, au cours des XVIe et XVIIe siècles, d'un grand intérêt autour de la normatività du modèle théocratique. L'analyse portait sur une série de traités relatifs à l'utilisation politique de la théocratie juive, c'est-à-dire le gouvernement de l'ancien Israël ou respublica Hebraeorum, telle qu'elle était décrite dans le texte sacré. La limite de ces études est cependant d'avoir analysé seulement « l'âge d'or » de cette littérature, à savoir les XVIe et XVIIe siècles. Ils ont identifié dans le Tractatus Theo logico -Poäücus de Spinoza le déclin de l'intérêt européen pour ce modèle politique. Ma recherche vise à mettre en évidence l'évolution de la façon de considérer la théocratie en tant que. modèle politique en Europe au XVIIIe siècle, dans le but de démontrer que le Tractatus Theologico- Poäticus n'a pas signé son déclin définitif en Europe en soulignant comment le débat politique de cette époque a été caractérisé par un fort intérêt politique pour la théocratie. En particulier mon analyse porte sur trois moments différents. La première partie de mon étude concerne la remise en question de la valeur positive et normative du modèle, théocratique juif à travers son historicisation. A cet effet, je me concentre sur trois figures emblématiques, à savoir Giambattista Vico, John Toland et Jacques Basnage en démontrant comment ce trois auteurs, chacun de leur côté, ont contribué au renversement de l'image classique de la respublica Hebraeorum. Dans un deuxième temps mon étude analyse la phase de radicalisation de ces changements au milieu du XVIIIe siècle et, en particulier, dans les ouvrages de Nicolas Antoine Boulanger, les Recherches sur l'origine du despotisme oriental (1761) et l'Antiquité dévoilée par ses usags (1765). Boulanger fut le premier à fournir une explication de la naissance des différentes formes de gouvernements politiques et des différentes religions en se référant à de grandes catastrophes géologiques, notamment le Déluge. La théocratie s'explique ainsi par un millénarisme aigu suite à l'expérience catastrophique de l'inondation. Le modèle décrite par Boulanger se distingue clairement de celui de la littérature, précédente. La théocratie subit un déplacement sémantique de modèle politique associé à l'histoire juive avec une connotation «positive» à un modèle universel à connotation totalement la «négative». Dans cette transition, qui s'est produite de manière progressive entre le XVIIe et le XVIIIe siècle, le modèle biblique perd sa principale caractéristique, à savoir sa sacralité. La troisième et dernière partie de cette étude est une brève description de l'héritage du modèle théocratique dans XEncyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers. En particulier, l'analyse se concentre sur l'article «Théocratie» et l'article «OEconomie politique». Ma recherche vise à montrer les éléments en commun de ces deux articles avec les ouvrages de Boulanger. Ces deux contributions sont présentées dans mon travail comme un moyen de transmission de la pensée de Boulanger dans l'Encyclopedie.

Modello per lo sviluppo tecnico del l'hockey in Italia.'Modelo para el desarrollo técnico del hockey en Italia'.

Se realiza una propuesta metodológica para la educación física de niños de 6 a 8 años mediante un deporte muy técnico como es el hockey.