Simulazione della bradicinesia in soggetti parkinsoniani attraverso modello neurale

I Gangli della Base svolgono un ruolo molto importante nel movimento volontario, ovvero nel meccanismo di azione-selezione, e la loro influenza è evidente soprattutto in alcune patologie che ancora ad oggi sono in fase di studio: una di queste è il Morbo di Parkinson. I Gangli della Base comprendono quattro formazioni nervose: lo striato, il globus pallidus, la substantia nigra e il nucleo subtalamico: essi ricevono le principali afferenze dalla corteccia cerebrale ed inviano le principali efferenze al tronco dell’encefalo, e, per mezzo del talamo, alle corteccia prefrontale, premotoria e motrice. A differenza della maggior parte delle altre componenti dei sistemi motori, i Gangli della Base non stabiliscono direttamente né connessioni afferenti, né efferenti con il midollo spinale. Il compito principale svolto dai Gangli dDella Base è la selezione di un’azione: esso permette ad un’azione di essere selezionata rispetto ad un’altra, che in questo modo viene inibita. La descrizione dell’anatomia, dei meccanismi fisiologici e del Morbo di Parkinson è trattata nel Capitolo 1. In questo elaborato è utilizzato il modello computazionale di Mauro Ursino e Chiara Baston, che sarà illustrato dettagliatamente nel Capitolo 2, riguardante il meccanismo di azione-selezione svolto dai Gangli della Base. E’ descritto un sistema di valutazione di un paziente parkinsoniano, il tapping test: esso consiste in un movimento alternato del dito e ad oggi risulta essere uno dei metodi più semplici per ottenere informazioni sulla gravità della bradicinesia. L’obiettivo di questo lavoro è quello di comprendere, tramite l’analisi di simulazioni effettuate per mezzo del modello computazionale di Mauro Ursino e Chiara Baston, come la frequenza di tapping dipenda dal variare di alcuni parametri delle equazioni del modello: gli effetti dovuti alla variazione di un singolo parametro o più di uno, saranno mostrati nel Capitolo 3.

Controllo ultra-low power di un modulatore back-scattering per applicazioni di localizzazione in sistemi RFID

In questa tesi viene elaborata un'applicazione ultra-low power (ULP) basata su microcontrollore, per implementare la procedura di controllo di diversi circuiti di un tag RFID. Il tag preso in considerazione è pensato per lavorare in assenza di batteria, da cui la necessita' di ridurre i consumi di potenza. La sua attivazione deve essere inoltre comandata attraverso un'architettura Wake up Radio (WuR), in cui un segnale di controllo radio indirizza e attiva il circuito. Nello specifico, la rete di decodifica dell'indirizzo è stata realizzata mediante il modulo di comunicazione seriale del microcontrollore. Nel Capitolo 1 verrà introdotto il tema dell'Energy Harvesting. Nel Capitolo 2 verrà illustrata l'architettura del sistema nel suo complesso. Nel Capitolo 3 verrà spiegato dettagliatamente il funzionamento del microcontrollore scelto. Il Capitolo 4 sarà dedicato al firmware implementato per svolgere le operazioni fondamentali imputate al micro per i compiti di controllo. Verrà inoltre introdotto il codice VHDL sviluppato per emulare l'output del modulo WuR mediante un FPGA della famiglia Cyclone II. Nel Capitolo 5 verrà presentata una stima dei consumi del microcontrollore in funzione dei parametri di configurazione del sistema. Verrà inoltre effettuato un confronto con un altro microcontrollore che in alcune condizioni potrebbe rappresentare iun'alternativa valida di progetto. Nei Capitoli 6 e 7 saranno descritti possibili sviluppi futuri e conclusioni del progetto. Le specifiche di progetto rilevanti della tesi sono: 1. minimo consumo energetico possibile del microcontrollore ULP 2. elevata rapidità di risposta per la ricezione dei tag, per garantire la ricezione di un numero maggiore possibile di indirizzi (almeno 20 letture al secondo), in un range di tempo limitato 3. generazione di un segnale PWM a 100KHz di frequenza di commutazione con duty cycle 50% su cui basare una modulazione in back-scattering.

Realtà virtuale multiutente

L’obbiettivo di questa tesi è realizzare il prototipo di un’applicazione client-server che permetta di utilizzare in remoto applicazioni in Virtual Reality, fornendo allo stesso tempo supporto alla multiutenza. L’applicazione in realtà virtuale dovrà girare sul server, dispositivo con capacità di calcolo notevolmente superiori rispetto a quelle del client. Più utenti dovranno avere la possibilità di connettersi contemporaneamente e condividere lo stesso spazio virtuale. Il client sarà, in questo caso, un’applicazione Android che si connetterà al server e avrà il compito di mostrare all'utente l’output dell’applicazione in Virtual Reality e allo stesso tempo ricevere l’input da inviare al server. Un altro obbiettivo durante lo sviluppo del prototipo è quello di realizzare una libreria che offra le funzionalità sopraelencate, facilmente integrabile in nuovi progetti o in progetti già esistenti. Utilizzando questa struttura client-server sarà possibile sviluppare applicazioni che permettano a più persone di condividere lo stesso spazio virtuale, ognuno dal proprio punto di vista, utilizzando visori e sistemi operativi diversi.

Sviluppo di un sistema per allocazione e scheduling di applicazioni periodiche

In questa tesi, viene illustrato un metodo risolutivo al problema dell’allocazione e schedulazione, su risorse eterogenee con capacità unaria rinnovabile e cumulativa non rinnovabile, di applicazioni multitask periodiche, con periodi in relazione armonica, strutturate in attività indipendenti o sottoposte a vincoli di precedenza e con durate dipendenti dalla specifica risorsa di allocazione. L’obiettivo è quello di fornire un’implementazione del modello in grado di gestire l’allocazione e la schedulazione di istanze (i.e. insieme di applicazioni) variabili, caratterizzate da una serie di parametri. La struttura implementativa, realizzata secondo la Logic-based Benders decomposition, prevede la suddivisione del problema in due moduli. Il primo in grado di generare un’allocazione e realizzato con tecniche di programmazione lineare intera mista, il secondo con lo scopo di controllare l’ammissibilità di tale allocazione attraverso una schedulazione ottima e realizzato mediante tecniche di programmazione a vincoli. Il meccanismo di comunicazione tra i due moduli avviene mediante vincoli lineari, denominati tagli di Benders, che vengono aggiunti dopo ogni iterazione del sistema. L’efficacia del modello sarà valutata confrontando i risultati ottenuti attraverso una serie di test, con i valori forniti da un metodo di allocazione e schedulazione alternativo.

Opportunistic Contact Graph Routing

L'ambiente di questa tesi è quello del Delay and Disruption Tolerant Networks (DTN), un'architettura di rete di telecomunicazioni avente come obiettivo le comunicazioni tra nodi di reti dette “challenged”, le quali devono affrontare problemi come tempi di propagazione elevati, alto tasso di errore e periodi di perdita delle connessioni. Il Bunde layer, un nuovo livello inserito tra trasporto e applicazione nell’architettura ISO/OSI, ed il protocollo ad esso associato, il Bundle Protocol (BP), sono stati progettati per rendere possibili le comunicazioni in queste reti. A volte fra la ricezione e l’invio può trascorrere un lungo periodo di tempo, a causa della indisponibilità del collegamento successivo; in questo periodo il bundle resta memorizzato in un database locale. Esistono varie implementazioni dell'architettura DTN come DTN2, implementazione di riferimento, e ION (Interplanetary Overlay Network), sviluppata da NASA JPL, per utilizzo in applicazioni spaziali; in esse i contatti tra i nodi sono deterministici, a differenza delle reti terrestri nelle quali i contatti sono generalmente opportunistici (non noti a priori). Per questo motivo all’interno di ION è presente un algoritmo di routing, detto CGR (Contact Graph Routing), progettato per operare in ambienti con connettività deterministica. È in fase di ricerca un algoritmo che opera in ambienti non deterministici, OCGR (Opportunistic Contact Graph Routing), che estende CGR. L’obiettivo di questa tesi è quello di fornire una descrizione dettagliata del funzionamento di OCGR, partendo necessariamente da CGR sul quale è basato, eseguire dei test preliminari, richiesti da NASA JPL, ed analizzarne i risultati per verificare la possibilità di utilizzo e miglioramento dell’algoritmo. Sarà inoltre descritto l’ambiente DTN e i principali algoritmi di routing per ambienti opportunistici. Nella parte conclusiva sarà presentato il simulatore DTN “The ONE” e l’integrazione di CGR e OCGR al suo interno.

Estensione dell'Abstraction Layer di DTNperf alle API di IBR-DTN

Sono dette “challenged networks” quelle reti in cui lunghi ritardi, frequenti partizionamenti e interruzioni, elevati tassi di errore e di perdita non consentono l’impiego dei classici protocolli di comunicazione di Internet, in particolare il TCP/IP. Il Delay-/Disruption-Tolerant Networking (DTN) è una soluzione per il trasferimento di dati attraverso queste reti. L’architettura DTN prevede l’introduzione, sopra il livello di trasporto, del cosiddetto “bundle layer”, che si occupa di veicolare messaggi, o bundle, secondo l’approccio store-and-forward: ogni nodo DTN conserva persistentemente un bundle finché non si presenta l’opportunità di inoltrarlo al nodo successivo verso la destinazione. Il protocollo impiegato nel bundle layer è il Bundle Protocol, le cui principali implementazioni sono tre: DTN2, l’implementazione di riferimento; ION, sviluppata da NASA-JPL e più orientata alle comunicazioni spaziali; IBR-DTN, rivolta soprattutto a dispositivi embedded. Ciascuna di esse offre API che consentono la scrittura di applicazioni in grado di inviare e ricevere bundle. DTNperf è uno strumento progettato per la valutazione delle prestazioni in ambito DTN. La più recente iterazione, DTNperf_3, è compatibile sia con DTN2 che con ION nella stessa versione del programma, grazie all’introduzione di un “Abstraction Layer” che fornisce un’unica interfaccia per l’interazione con le diverse implementazioni del Bundle Protocol e che solo internamente si occupa di invocare le API specifiche dell’implementazione attiva. Obiettivo della tesi è estendere l’Abstraction Layer affinché supporti anche IBR-DTN, cosicché DTNperf_3 possa essere impiegato indifferentemente su DTN2, ION e IBR DTN. Il lavoro sarà ripartito su tre fasi: nella prima esploreremo IBR DTN e le sue API; nella seconda procederemo all’effettiva estensione dell’Abstraction Layer; nella terza verificheremo il funzionamento di DTNperf a seguito delle modifiche, sia in ambiente esclusivamente IBR-DTN, sia ibrido.

State-of-the-Art Multihoming Protocols and Support for Android

Il traguardo più importante per la connettività wireless del futuro sarà sfruttare appieno le potenzialità offerte da tutte le interfacce di rete dei dispositivi mobili. Per questo motivo con ogni probabilità il multihoming sarà un requisito obbligatorio per quelle applicazioni che puntano a fornire la migliore esperienza utente nel loro utilizzo. Sinteticamente è possibile definire il multihoming come quel processo complesso per cui un end-host o un end-site ha molteplici punti di aggancio alla rete. Nella pratica, tuttavia, il multihoming si è rivelato difficile da implementare e ancor di più da ottimizzare. Ad oggi infatti, il multihoming è lontano dall’essere considerato una feature standard nel network deployment nonostante anni di ricerche e di sviluppo nel settore, poiché il relativo supporto da parte dei protocolli è quasi sempre del tutto inadeguato. Naturalmente anche per Android in quanto piattaforma mobile più usata al mondo, è di fondamentale importanza supportare il multihoming per ampliare lo spettro delle funzionalità offerte ai propri utenti. Dunque alla luce di ciò, in questa tesi espongo lo stato dell’arte del supporto al multihoming in Android mettendo a confronto diversi protocolli di rete e testando la soluzione che sembra essere in assoluto la più promettente: LISP. Esaminato lo stato dell’arte dei protocolli con supporto al multihoming e l’architettura software di LISPmob per Android, l’obiettivo operativo principale di questa ricerca è duplice: a) testare il roaming seamless tra le varie interfacce di rete di un dispositivo Android, il che è appunto uno degli obiettivi del multihoming, attraverso LISPmob; e b) effettuare un ampio numero di test al fine di ottenere attraverso dati sperimentali alcuni importanti parametri relativi alle performance di LISP per capire quanto è realistica la possibilità da parte dell’utente finale di usarlo come efficace soluzione multihoming.

Circumarctic wetland dataset based on ENVISAT ASAR Global Monitoring Mode with links to geotiff image and NetCDF files (2005-01 to 2011-12)

A circumpolar representative and consistent wetland map is required for a range of applications ranging from upscaling of carbon fluxes and pools to climate modelling and wildlife habitat assessment. Currently available data sets lack sufficient accuracy and/or thematic detail in many regions of the Arctic. Synthetic aperture radar (SAR) data from satellites have already been shown to be suitable for wetland mapping. Envisat Advanced SAR (ASAR) provides global medium-resolution data which are examined with particular focus on spatial wetness patterns in this study. It was found that winter minimum backscatter values as well as their differences to summer minimum values reflect vegetation physiognomy units of certain wetness regimes. Low winter backscatter values are mostly found in areas vegetated by plant communities typically for wet regions in the tundra biome, due to low roughness and low volume scattering caused by the predominant vegetation. Summer to winter difference backscatter values, which in contrast to the winter values depend almost solely on soil moisture content, show expected higher values for wet regions. While the approach using difference values would seem more reasonable in order to delineate wetness patterns considering its direct link to soil moisture, it was found that a classification of winter minimum backscatter values is more applicable in tundra regions due to its better separability into wetness classes. Previous approaches for wetland detection have investigated the impact of liquid water in the soil on backscatter conditions. In this study the absence of liquid water is utilized. Owing to a lack of comparable regional to circumpolar data with respect to thematic detail, a potential wetland map cannot directly be validated; however, one might claim the validity of such a product by comparison with vegetation maps, which hold some information on the wetness status of certain classes. It was shown that the Envisat ASAR-derived classes are related to wetland classes of conventional vegetation maps, indicating its applicability; 30% of the land area north of the treeline was identified as wetland while conventional maps recorded 1-7%.

Circumpolar Landscape Units, links to GeoTIFFs

Requirements for space based monitoring of permafrost features had been already defined within the IGOS Cryosphere Theme Report at the start of the IPY in 2007 (IGOS, 2007). The WMO Polar Space Task Group (PSTG, http://www.wmo.int/pages/prog/sat/pstg_en.php) identified the need to review the requirements for permafrost monitoring and to update these requirements in 2013. Relevant surveys with focus on satellite data are already available from the ESA DUE Permafrost User requirements survey (2009), the United States National Research Council (2014) and the ESA - CliC - IPA - GTN -P workshop in February 2014. These reports have been reviewed and specific needs discussed within the community and a white paper submitted to the WMO PSTG. Acquisition requirements for monitoring of especially terrain changes (incl. rock glaciers and coastal erosion) and lakes (extent, ice properties etc.) with respect to current satellite missions have been specified. About 50 locations ('cold spots') where permafrost (Arctic and Antarctic) in situ monitoring has been taking place for many years or where field stations are currently established have been identified. These sites have been proposed to the WMO Polar Space Task Group as focus areas for future monitoring by high resolution satellite data. The specifications of these sites including meta-data on site instrumentation have been published as supplement to the white paper (Bartsch et al. 2014, doi:10.1594/PANGAEA.847003). The representativity of the 'cold spots' around the arctic has been in the following assessed based on a landscape units product which has been developed as part of the FP7 project PAGE21. The ESA DUE Permafrost service has been utilized to produce a pan-arctic database (25km, 2000-2014) comprising Mean Annual Surface Temperature, Annual and summer Amplitude of Surface Temperature, Mean Summer (July-August) Surface Temperature. Surface status (frozen/unfrozen) related products have been also derived from the ESA DUE Permafrost service. This includes the length of unfrozen period, first unfrozen day and first frozen day. In addition, SAR (ENVISAT ASAR GM) statistics as well as topographic parameters have been considered. The circumpolar datasets have been assessed for their redundancy in information content. 12 distinct units could be derived. The landscape units reveal similarities between North Slope Alaska and the region from the Yamal Peninsula to the Yenisei estuary. Northern Canada is characterized by the same landscape units like western Siberia. North-eastern Canada shows similarities to the Laptev coast region. This paper presents the result of this assessment and formulates recommendations for extensions of the in situ monitoring networks and categorizes the sites by satellite data requirements (specifically Sentinels) with respect to the landscape type and related processes.

King George Island TanDEM-X DEM, link to GeoTIFF

We have generated a new digital elevation model for entire King George Island, Antarctica, using summer TanDEM-X bistatic SAR satellite data. The data was processed using differential SAR interferometry with an older DEM as reference. 4 TanDEM-X scenes from January 2012 were used as input. The new DEM was referenced to and validated against DGPS measurements. Height values are given in reference to ellipsoid (WGS84).

Circumpolar dataset of Soil Organic Carbon north of treeline derived from ENVISAT ASAR GM, link to GeoTIFF

A new approach for the estimation of soil organic carbon (SOC) pools north of the tree line has been developed based on synthetic aperture radar (SAR; ENVISAT Advanced SAR Global Monitoring mode) data. SOC values are directly determined from backscatter values instead of upscaling using land cover or soil classes. The multi-mode capability of SAR allows application across scales. It can be shown that measurements in C band under frozen conditions represent vegetation and surface structure properties which relate to soil properties, specifically SOC. It is estimated that at least 29 Pg C is stored in the upper 30 cm of soils north of the tree line. This is approximately 25 % less than stocks derived from the soil-map-based Northern Circumpolar Soil Carbon Database (NCSCD). The total stored carbon is underestimated since the established empirical relationship is not valid for peatlands or strongly cryoturbated soils. The approach does, however, provide the first spatially consistent account of soil organic carbon across the Arctic. Furthermore, it could be shown that values obtained from 1 km resolution SAR correspond to accounts based on a high spatial resolution (2 m) land cover map over a study area of about 7 × 7 km in NE Siberia. The approach can be also potentially transferred to medium-resolution C-band SAR data such as ENVISAT ASAR Wide Swath with ~120 m resolution but it is in general limited to regions without woody vegetation. Global Monitoring-mode-derived SOC increases with unfrozen period length. This indicates the importance of this parameter for modelling of the spatial distribution of soil organic carbon storage.

Parla come mangi! Il burocratese nella classe di italiano LS

In questo TFM affronteremo un argomento di grande attualità le cui radici risalgono, però, a un passato ben più remoto: la questione del burocratese, termine con accezione negativa coniato in tempi relativamente recenti per descrivere lo stile comunicativo della pubblica amministrazione che, lungi dal restare confinato in un ambito specialistico della comunicazione, pervade ormai ogni sfera della vita quotidiana, rendendola sempre più complessa in un momento storico delicato dove l’equivoco è dietro l’angolo e spesso cela non pochi pericoli. Il presente lavoro si divide sostanzialmente in due parti. Nella prima, tracceremo una premessa teorica toccando le seguenti tematiche: il ruolo del/la docente di italiano LS (con particolare attenzione all’insegnamento agli adulti), le motivazioni scientifiche e personali che stanno alla base della scelta di questo argomento per un TFM, un breve ripasso delle principali tappe che hanno definito il dibattito sulla questione linguistica in Italia, le caratteristiche linguistiche e testuali del linguaggio burocratico amministrativo e un breve excursus sulle direttive e suggerimenti per la sua semplificazione. Nella seconda parte del lavoro (dal capitolo 3) sarà presentata in dettaglio l’unità didattica dal titolo Parla come mangi!, messa in pratica con un gruppo di studenti e studentesse di italiano di nivel avanzado 1 (B2 del QCER) della Escuela Oficial de Idiomas di Alcorcón, nell’ambito del tirocinio propedeutico all’ottenimento del titolo di Máster en formación del Profesorado de ESO, Bachillerato, FP y enseñanzas de idiomas. L’obiettivo finale delle attività proposte è stato quello di permettere alla classe di familiarizzare con le strutture lessicali, morfosintattiche e testuali del burocratese. Attraverso attività disegnate per il coinvolgimento delle quattro abilità fondamentali e suddivise in tre grandi categorie (pubblica amministrazione, trasporti e comunicazione formale scritta), gli alunni e le alunne hanno messo alla prova e migliorato la propria competenza sociolinguistica in contesti dove l’eccessiva formalità spesso mette in difficoltà gli/le stessi/e nativi/e.

Electronic health records: essential tools in integrating substance abuse treatment with primary care.

While substance use problems are considered to be common in medical settings, they are not systematically assessed and diagnosed for treatment management. Research data suggest that the majority of individuals with a substance use disorder either do not use treatment or delay treatment-seeking for over a decade. The separation of substance abuse services from mainstream medical care and a lack of preventive services for substance abuse in primary care can contribute to under-detection of substance use problems. When fully enacted in 2014, the Patient Protection and Affordable Care Act 2010 will address these barriers by supporting preventive services for substance abuse (screening, counseling) and integration of substance abuse care with primary care. One key factor that can help to achieve this goal is to incorporate the standardized screeners or common data elements for substance use and related disorders into the electronic health records (EHR) system in the health care setting. Incentives for care providers to adopt an EHR system for meaningful use are part of the Health Information Technology for Economic and Clinical Health Act 2009. This commentary focuses on recent evidence about routine screening and intervention for alcohol/drug use and related disorders in primary care. Federal efforts in developing common data elements for use as screeners for substance use and related disorders are described. A pressing need for empirical data on screening, brief intervention, and referral to treatment (SBIRT) for drug-related disorders to inform SBIRT and related EHR efforts is highlighted.