Progetto di reti Sensori Wireless e tecniche di Fusione Sensoriale

Ambient Intelligence (AmI) envisions a world where smart, electronic environments are aware and responsive to their context. People moving into these settings engage many computational devices and systems simultaneously even if they are not aware of their presence. AmI stems from the convergence of three key technologies: ubiquitous computing, ubiquitous communication and natural interfaces. The dependence on a large amount of fixed and mobile sensors embedded into the environment makes of Wireless Sensor Networks one of the most relevant enabling technologies for AmI. WSN are complex systems made up of a number of sensor nodes, simple devices that typically embed a low power computational unit (microcontrollers, FPGAs etc.), a wireless communication unit, one or more sensors and a some form of energy supply (either batteries or energy scavenger modules). Low-cost, low-computational power, low energy consumption and small size are characteristics that must be taken into consideration when designing and dealing with WSNs. In order to handle the large amount of data generated by a WSN several multi sensor data fusion techniques have been developed. The aim of multisensor data fusion is to combine data to achieve better accuracy and inferences than could be achieved by the use of a single sensor alone. In this dissertation we present our results in building several AmI applications suitable for a WSN implementation. The work can be divided into two main areas: Multimodal Surveillance and Activity Recognition. Novel techniques to handle data from a network of low-cost, low-power Pyroelectric InfraRed (PIR) sensors are presented. Such techniques allow the detection of the number of people moving in the environment, their direction of movement and their position. We discuss how a mesh of PIR sensors can be integrated with a video surveillance system to increase its performance in people tracking. Furthermore we embed a PIR sensor within the design of a Wireless Video Sensor Node (WVSN) to extend its lifetime. Activity recognition is a fundamental block in natural interfaces. A challenging objective is to design an activity recognition system that is able to exploit a redundant but unreliable WSN. We present our activity in building a novel activity recognition architecture for such a dynamic system. The architecture has a hierarchical structure where simple nodes performs gesture classification and a high level meta classifiers fuses a changing number of classifier outputs. We demonstrate the benefit of such architecture in terms of increased recognition performance, and fault and noise robustness. Furthermore we show how we can extend network lifetime by performing a performance-power trade-off. Smart objects can enhance user experience within smart environments. We present our work in extending the capabilities of the Smart Micrel Cube (SMCube), a smart object used as tangible interface within a tangible computing framework, through the development of a gesture recognition algorithm suitable for this limited computational power device. Finally the development of activity recognition techniques can greatly benefit from the availability of shared dataset. We report our experience in building a dataset for activity recognition. Such dataset is freely available to the scientific community for research purposes and can be used as a testbench for developing, testing and comparing different activity recognition techniques.

Chortheater. Genesi di un modello Tipologie corali nel Novecento

In the Nineties year in the German Studies’ area appears a new reflection around the theatrical chorus thank to the activity of theatrical personalities as Heiner Müller, Einar Schleef, Elfriede Jelinek or Christoph Marthaler. So Hans Thies Lehmann, in his compendium about the Postdramatic Theater (Hans-Thies Lehmann, Postdramatisches Theater, Verlag der Autoren, Frankfurt am Main 1999) advances the new category of the Chortheater (Chor Theatre) to explain e new form of drama and performative event; again in 1999 appear the important essay of Detlev Baur (Detlev Baur, Der Chor im Theater des 20. Jahrhunderts. Typologie des theatralen Mittels Chor, Niemeyer, Tübingen 1999), that gives an important device about this instrument but without giving the reasons of the its modifications in such different historical times. Then in 2004, Erika Fischer-Lichte, (Theatre, Sacrifice, Ritual. Exploring Forms of Political Theatre, Routledge, London-New York 2005), reflects about the connection between ritual and theatre in the 20th Century. Thank to this studies the search aim was to give a new story of the chorus as theatrical and performative tool, in his liminal essence in creating immersive or alienating theatrical relation with the audience and to give specific features to distinguish it from general categories such as choral theatre o ensemble theatre.

Riconoscimento di gesti: estensione a movimenti fini su spazi limitati. Teoria e implementazione

Riconoscere un gesto, tracciarlo ed identificarlo è una operazione complessa ed articolata. Negli ultimi anni, con l’avvento massivo di interfacce interattive sempre più sofisticate, si sono ampliati gli approcci nell’interazione tra uomo e macchina. L’obiettivo comune, è quello di avere una comunicazione “trasparente” tra l’utente e il computer, il quale, deve interpretare gesti umani tramite algoritmi matematici. Il riconoscimento di gesti è un modo per iniziare a comprendere il linguaggio del corpo umano da parte della macchina. Questa disciplina, studia nuovi modi di interazione tra questi due elementi e si compone di due macro obiettivi : (a) tracciare i movimenti di un particolare arto; (b) riconoscere tale tracciato come un gesto identificativo. Ognuno di questi due punti, racchiude in sé moltissimi ambiti di ricerca perché moltissimi sono gli approcci proposti negli anni. Non si tratta di semplice cattura dell’immagine, è necessario creare un supporto, a volte molto articolato, nel quale i dati grezzi provenienti dalla fotocamera, necessitano di filtraggi avanzati e trattamenti algoritmici, in modo tale da trasformare informazioni grezze, in dati utilizzabili ed affidabili. La tecnologia riguardo la gesture recognition è rilevante come l’introduzione delle interfacce tattili sui telefoni intelligenti. L’industria oggi ha iniziato a produrre dispositivi in grado di offrire una nuova esperienza, la più naturale possibile, agli utenti. Dal videogioco, all’esperienza televisiva gestita con dei piccoli gesti, all’ambito biomedicale, si sta introducendo una nuova generazione di dispositivi i cui impieghi sono innumerevoli e, per ogni ambito applicativo, è necessario studiare al meglio le peculiarità, in modo tale da produrre un qualcosa di nuovo ed efficace. Questo lavoro di tesi ha l’obiettivo di apportare un contributo a questa disciplina. Ad oggi, moltissime applicazioni e dispositivi associati, si pongono l’obiettivo di catturare movimenti ampi: il gesto viene eseguito con la maggior parte del corpo e occupa una posizione spaziale rilevante. Questa tesi vuole proporre invece un approccio, nel quale i movimenti da seguire e riconoscere sono fatti “nel piccolo”. Si avrà a che fare con gesti classificati fini, dove i movimenti delle mani sono compiuti davanti al corpo, nella zona del torace, ad esempio. Gli ambiti applicativi sono molti, in questo lavoro si è scelto ed adottato l’ambito artigianale.

Riconoscimento di gesti: estensione a più punti del corpo e ad attori multipli

Negli ultimi anni si è assistito ad una radicale rivoluzione nell’ambito dei dispositivi di interazione uomo-macchina. Da dispositivi tradizionali come il mouse o la tastiera si è passati allo sviluppo di nuovi sistemi capaci di riconoscere i movimenti compiuti dall’utente (interfacce basate sulla visione o sull’uso di accelerometri) o rilevare il contatto (interfacce di tipo touch). Questi sistemi sono nati con lo scopo di fornire maggiore naturalezza alla comunicazione uomo-macchina. Le nuove interfacce sono molto più espressive di quelle tradizionali poiché sfruttano le capacità di comunicazione naturali degli utenti, su tutte il linguaggio gestuale. Essere in grado di riconoscere gli esseri umani, in termini delle azioni che stanno svolgendo o delle posture che stanno assumendo, apre le porte a una serie vastissima di interessanti applicazioni. Ad oggi sistemi di riconoscimento delle parti del corpo umano e dei gesti sono ampiamente utilizzati in diversi ambiti, come l’interpretazione del linguaggio dei segni, in robotica per l’assistenza sociale, per indica- re direzioni attraverso il puntamento, nel riconoscimento di gesti facciali [1], interfacce naturali per computer (valida alternativa a mouse e tastiera), ampliare e rendere unica l’esperienza dei videogiochi (ad esempio Microsoft 1 Introduzione Kinect© e Nintendo Wii©), nell’affective computing1 . Mostre pubbliche e musei non fanno eccezione, assumendo un ruolo cen- trale nel coadiuvare una tecnologia prettamente volta all’intrattenimento con la cultura (e l’istruzione). In questo scenario, un sistema HCI deve cercare di coinvolgere un pubblico molto eterogeneo, composto, anche, da chi non ha a che fare ogni giorno con interfacce di questo tipo (o semplicemente con un computer), ma curioso e desideroso di beneficiare del sistema. Inoltre, si deve tenere conto che un ambiente museale presenta dei requisiti e alcune caratteristiche distintive che non possono essere ignorati. La tecnologia immersa in un contesto tale deve rispettare determinati vincoli, come: - non può essere invasiva; - deve essere coinvolgente, senza mettere in secondo piano gli artefatti; - deve essere flessibile; - richiedere il minor uso (o meglio, la totale assenza) di dispositivi hardware. In questa tesi, considerando le premesse sopracitate, si presenta una sistema che può essere utilizzato efficacemente in un contesto museale, o in un ambiente che richieda soluzioni non invasive. Il metodo proposto, utilizzando solo una webcam e nessun altro dispositivo personalizzato o specifico, permette di implementare i servizi di: (a) rilevamento e (b) monitoraggio dei visitatori, (c) riconoscimento delle azioni.

Per un'indagine comparata della relazione voce-movimento nel performer

The present study investigates the principles that effect the relationship between voice and movement in performance. The topic stresses a contemporary tendency, which emerges from the work of numerous artits and looks into a research field that has not yet been well explored. The research arises from what I observed and experienced during my performance practical work and what I deepened after theorical studies: expression through movement and voice reflects constant principles. The first two chapters of the former study analyze the compared lines of the inquiry, from a theoretical point of view (interior and exterior voice-movement spatial patterns, and temporal patterns) and a practical point of view referring to body, action and relation. The third one is a survey on 'vocal gesture' as devised by Francesca della Monica, a topic that finds here the first academic investigation, built after nine years sudies with the artist on the oral sources of her teaching. The research is based on practical and theorical sources (especially philosophical studies of Giovanni Piana, Carlo Serra, Merleau-Ponty; performing studies of Grotowski, Laban, Dalcroze, Tomatis; ancient greek philosophy and literature; bodywork tecqniques as Kineseology, Body-mind centering, Alexander, Feldenkrais). The purpose of the study is to theorize, sistematyze and expose clear lines of compared investigation awakening the performer's interest on a central issue of his work and drawing the researcher's attention to make further focusing on the matter. Abstract (Italian) La ricerca va incontro a una tendenza che la contemporaneità pone in risalto con l'opera di numerosi artisti, investigando un campo ancora poco visitato a livello critico. Essa teorizza, sistematizza ed espone le costanti riscontrate nella relazione tra voce e movimento. L'indagine deriva dal presupposto, a me suggerito dalla pratica e dallo scambio con maestri e performer, e qui approfondito e restituito a livello teorico, che nella danza e nel canto, nell'espressione attraverso il movimento o attraverso la voce, si riflettono gli stessi principi. La tesi è articolata in tre capitoli: i primi due sviluppano le linee di indagine comparata, prima da un punto di vista filosofico e poi da un punto di vista pratico, il terzo porta alla luce il concetto di gesto-vocale come inteso da Francesca della Monica, di cui questo studio rappresenta il primo contributo scientifico, aprendo una ricerca nuova agli studi di settore. Il primo capitolo, 'Risonanze', sviluppa le premesse filosofiche della questione, introduce il corpo come veicolo di voce e movimento, affronta il tema del movimento della voce nello spazio interno del corpo e nello spazio di relazione. Legge poi il movimento in termini temporali, secondo i concetti di istante, ritmo, forma e flusso. Il secondo capitolo, 'Costanti', espone le costanti concrete della relazione voce-movimento in riferimento allo spazio interno del corpo, all'azione, allo spazio esterno di relazione. Il terzo capitolo, 'Confini', analizza il gesto vocale, come inteso da Francesca della Monica, concetto sintesi dell'intera ricerca poiché integra, nella sua essenza, il movimento fisico e vocale, restituendo e approfondendo lo spettro di riflessioni emerse nei primi due capitoli. Il gesto vocale, nella sua accezione espressiva, così come il lavoro di Francesca della Monica, è ancora estraneo agli studi di settore e trova in questo studio un primo contributo accademico. Le fonti sono quelle dell'insegnamento orale di Francesca della Monica, che ho seguito per nove anni, fino a desumerne una mia personale sistematizzazione, integrata con altri punti di vista critici. Analizzo i diversi livelli di profondità del gesto vocale scandendo il tema secondo la categoria della relazione: relazioni motorie, relazioni materiche, relazioni spaziali, temporali, compositive e sinestesiche. Le fonti della ricerca sono scaturite da due sorgenti, quella sul campo, e quella della teoria, confluite qui in un unico flusso. Le fonti 'in presa diretta' sono state avvalorate e confrontate con le fonti relative agli studi di settore (in particolare per la filosofia Giovanni Piana, Carlo Serra, Merleau-Ponty, per il teatro, il canto e la danza Grotowski, Laban, Dalcroze, Tomatis) e le bodywork techniques (Kinesiologia, Body-mind centering, metodo Alexander, metodo Feldenkrais). Ampio spazio viene dato alla grecità antica, che propone sull'espressione di voce e movimento un pensiero integrato carico di speculazioni che racchiudono in nuce i principi sviluppati. Lo studio tenta di offrire un livello di lettura idoneo a suscitare l'interesse del performer, e a valere come momento di indagine per lo studioso, che possa da queste basi operare approfondimenti sulle connessioni proposte. L'obiettivo è restituire la conoscenza, intuita in virtù della pratica, elaborata ed arricchita grazie alla teoria, su un nodo fondamentale per gli studi teatrali e recente oggetto di attenzione da parte di critici e artisti.

Sviluppo, Basi Neurali e Patologie del Sé corporeo

Il presente elaborato ha per oggetto la tematica del Sé, in particolar modo il Sé corporeo. Il primo capitolo illustrerà la cornice teorica degli studi sul riconoscimento del Sé corporeo, affrontando come avviene l’elaborazione del proprio corpo e del proprio volto rispetto alle parti corporee delle altre persone. Il secondo capitolo descriverà uno studio su soggetti sani che indaga l’eccitabilità della corteccia motoria nei processi di riconoscimento sé/altro. I risultati mostrano un incremento dell’eccitabilità corticospinale dell’emisfero destro in seguito alla presentazione di stimoli propri (mano e cellulare), a 600 e 900 ms dopo la presentazione dello stimolo, fornendo informazioni sulla specializzazione emisferica substrati neurali e sulla temporalità dei processi che sottendono all’elaborazione del sé. Il terzo capitolo indagherà il contributo del movimento nel riconoscimento del Sé corporeo in soggetti sani ed in pazienti con lesione cerebrale destra. Le evidenze mostrano come i pazienti, che avevano perso la facilitazione nell’elaborare le parti del proprio corpo statiche, presentano tale facilitazione in seguito alla presentazione di parti del proprio corpo in movimento. Il quarto capitolo si occuperà dello sviluppo del sé corporeo in bambini con sviluppo atipico, affetti da autismo, con riferimento al riconoscimento di posture emotive proprie ed altrui. Questo studio mostra come alcuni processi legati al sé possono essere preservati anche in bambini affetti da autismo. Inoltre i dati mostrano che il riconoscimento del sé corporeo è modulato dalle emozioni espresse dalle posture corporee sia in bambini con sviluppo tipico che in bambini affetti da autismo. Il quinto capitolo sarà dedicato al ruolo dei gesti nel riconoscimento del corpo proprio ed altrui. I dati di questo studio evidenziano come il contenuto comunicativo dei gesti possa facilitare l’elaborazione di parti del corpo altrui. Nella discussione generale i risultati dei diversi studi verranno considerati all’interno della loro cornice teorica.

Rituali indigeni in Mesoamerica. La festa di Petición de Lluvias nella Montaña di Guerrero (Messico)

Questa tesi di carattere antropologico in ambito dottorale riguarda i rituali comunitari nelle comunità indigene messicane. Il principale oggetto della ricerca è il rituale della pioggia o di Petición de Lluvia, caratterizzato sia dal sacrificio animale che da una specifica relazione di causa-effetto con l’ambiente circostante. La ricerca etnografica è cominciata dall’ipotesi di voler verificare la persistenza nel tempo, e dunque nell’attualità, di procedure cerimoniali non appartenenti, almeno nella loro forma più lineare, alla religione cattolico-cristiana. Il luogo nel quale è avvenuta tale ricerca è la regione La Montaña di Guerrero, situata nel Messico sud-occidentale, e più precisamente la zona in cui vivono le comunità di etnia Nahua di San Pedro Petlacala, Acuilpa, e Xalpatláhuac che si trovano nelle vicinanze della cittadina di Tlapa de Comonfort. In un contesto ambientale profondamente rurale come quello della Montaña di Guerrero, la persistenza dei rituali evidenzia come le risorse naturali e gli agenti atmosferici - pioggia, vento, nubi - continuino a rappresentare gli elementi centrali che condizionano le variabili economiche di sussistenza e della riproduzione sociale. Il rituale di Petición de Lluvia rappresenta il momento di congiunzione tra la stagione secca e quella piovosa, tra la semina ed il raccolto del mais. Definito come una pratica religiosa nella quale il gruppo si identifica e partecipa con varie donazioni (ofrenda o deposito rituale), suddivisibili in alimenti/oggetti/preghiere ed azioni rituali, la cerimonia esprime l’auspicio di piogge abbondanti, con le quali irrigare i campi e continuare le attività umane. Il destinatario dell’offerta è la stessa divinità della pioggia, Tlaloc per le antiche civiltà mesoamericane, invocato sotto le mentite spoglie del santo patrono del 25 aprile, San Marcos. Il rituale è contraddistinto per tutta la sua durata dalla presenza del principale specialista religioso, sacerdote in lingua spagnola oppure «Tlahmáquetl» in lingua náhuatl.