Development of gripping devices based on electroadhesive forces

In a context of technological innovation, the aim of this thesis is to develop a technology that has gained interest in both scientific and industrial realms. This technology serves as a viable alternative to outdated and energy-consuming industrial systems. Electro-adhesive devices (EADs) leverage electrostatic forces for grasping objects or adhering to surfaces. The advantage of employing electrostatics lies in its adaptability to various materials without compromising the structure or chemistry of the object or surface. These benefits have led the industry to explore this technology as a replacement for costly vacuum systems and suction cups currently used for handling most products. Furthermore, the broad applicability of this technology extends to extreme environments, such as space with ultra-high vacuum conditions. Unfortunately, research in this area has yet to yield practical results for industrially effective gripper prototyping. This is primarily due to the inherent complexity of electro-adhesive technology, which operates on basic capacitive principles that does not find satisfying physical descriptions. This thesis aims to address these challenges through a series of studies, starting with the manufacturing process and testing of an EAD that has become the standard in our laboratory. It then delves into material and electrode geometry studies to enhance system performance, ultimately presenting potential industrial applications of the technology. All the presented results are encouraging, as they have yielded shear force values three times higher than those previously reported in the literature. The various applications have demonstrated the significant effectiveness of EADs as brakes or, more broadly, in exerting shear forces. This opens up the possibility of utilizing cutting-edge technologies to push the boundaries of technology to the fullest.

Applied genomics to monitor the genetic diversity and integrity of honey bee (Apis mellifera) populations and define sustainable strategies to benefit the beekeeping sector

Honey bees are considered keystone species in ecosystem, the effect of harmful pesticides for the honey bees, the action of extreme climatic waves and their consequence on honey bees health can cause the loss of many colonies which could contribute to the reduction of the effective population size and incentive the use of non-autochthonous queens to replace dead colonies. Over the last decades, the use of non-ligustica bee subspecies in Italy has increased and together with the mentioned phenomena exposed native honey bees to hybridization, laeding to a dramatic loss of genetic erosion and admixture. Healthy genetic diversity within honey bee populations is critical to provide tolerance and resistance to current and future threatening. Nowadays it is urgent to design strategies for the conservation of local subspecies and their valorisation on a productive scale. In this Thesis we applied genomics tool for the analysis of the genetic diversity and the genomic integrity of honey bee populations in Italy are described. In this work mtDNA based methods are presented using honey bee DNA or honey eDNA as source of information of the genetic diversity of A. mellifera at different level. Taken together, the results derived from these studies should enlarge the knowledge of the genetic diversity and integrity of the honey bee populations in Italy, filling the gap of information necessary to design efficient conservation programmes. Furthermore, the methods presented in these works will provide a tool for the honey authentication to sustain and valorise beekeeping products and sector against frauds.

Identificazione e classificazione delle lesioni endocavitarie uterine dalle immagini isteroscopiche con il deep learning

Anche se l'isteroscopia con la biopsia endometriale è il gold standard nella diagnosi della patologia intracavitaria uterina, l'esperienza dell’isteroscopista è fondamentale per una diagnosi corretta. Il Deep Learning (DL) come metodica di intelligenza artificiale potrebbe essere un aiuto per superare questo limite. Sono disponibili pochi studi con risultati preliminari e mancano ricerche che valutano le prestazioni dei modelli di DL nell'identificazione delle lesioni intrauterine e il possibile aiuto derivato dai fattori clinici. Obiettivo: Sviluppare un modello di DL per identificare e classificare le patologie endocavitarie uterine dalle immagini isteroscopiche. Metodi: È stato eseguito uno studio di coorte retrospettivo osservazionale monocentrico su una serie consecutiva di casi isteroscopici di pazienti con patologia intracavitaria uterina confermata all’esame istologico eseguiti al Policlinico S. Orsola. Le immagini isteroscopiche sono state usate per costruire un modello di DL per la classificazione e l'identificazione delle lesioni intracavitarie con e senza l'aiuto di fattori clinici (età, menopausa, AUB, terapia ormonale e tamoxifene). Come risultati dello studio abbiamo calcolato le metriche diagnostiche del modello di DL nella classificazione e identificazione delle lesioni uterine intracavitarie con e senza l'aiuto dei fattori clinici. Risultati: Abbiamo esaminato 1.500 immagini provenienti da 266 casi: 186 pazienti avevano lesioni focali benigne, 25 lesioni diffuse benigne e 55 lesioni preneoplastiche/neoplastiche. Sia per quanto riguarda la classificazione che l’identificazione, le migliori prestazioni sono state raggiunte con l'aiuto dei fattori clinici, complessivamente con precision dell'80,11%, recall dell'80,11%, specificità del 90,06%, F1 score dell’80,11% e accuratezza dell’86,74% per la classificazione. Per l’identificazione abbiamo ottenuto un rilevamento complessivo dell’85,82%, precision 93,12%, recall del 91,63% ed F1 score del 92,37%. Conclusioni: Il modello DL ha ottenuto una bassa performance nell’identificazione e classificazione delle lesioni intracavitarie uterine dalle immagini isteroscopiche. Anche se la migliore performance diagnostica è stata ottenuta con l’aiuto di fattori clinici specifici, questo miglioramento è stato scarso.

Sparizione dello Stato e migrazioni ambientali: diritto internazionale e cambiamento climatico

Il presente studio delinea alcuni degli effetti del cambiamento climatico sul diritto internazionale. Si concentra su due principali fenomeni, la scomparsa dello Stato e le migrazioni ambientali. Questa ricerca si pone l’obiettivo di dimostrare che, nonostante il cambiamento climatico abbia un forte impatto sulla vita di estese popolazioni e di molti Stati, il diritto internazionale attualmente non abbia ancora trovato gli strumenti adeguati per disciplinare le conseguenze di questi fenomeni. Per farlo ci si è basati sullo studio delle fonti del diritto internazionale, soprattutto di soft law, sugli studi della dottrina e su alcuni casi giurisprudenziali. L'elaborato è diviso in tre capitoli, un'introduzione e una conclusione. Il primo capitolo è dedicato al fenomeno dell'innalzamento del livello del mare e alle sue conseguenze sulla statualità, diritti umani e diritto del mare. Il secondo al fenomeno delle migrazioni ambientali e all’individuazione di una tutela per questa categoria. Il terzo si concentra sui tentativi volti alla previsione di una responsabilità degli Stati per mancata mitigazione degli effetti del cambiamento climatico andando ad analizzare due casi emblematici e le richieste pendenti di chiarimenti alle Corti in questo senso. Si indaga infine sulla possibilità e opportunità di investire un organo con potere coercitivo come il Consiglio di Sicurezza della responsabilità di far fronte all’inazione degli Stati rispetto alle minacce del cambiamento climatico, allo scopo di imporre il rispetto di determinati standard. Nonostante l’interesse della comunità internazionale rispetto a queste tematiche sia dimostrato dall’adozione di svariati strumenti di soft law volte all’inquadramento di questi fenomeni e alla tutela di Stati e individui, dal lavoro svolto emerge come ancora non sia matura la volontà di istituire un sistema adeguato ed effettivo.

Tectonics of the wedge-top Epiligurian basins and implications for the syn-to-post orogenic evolution of the Northern Apennines fold-and-thrust belt (Italy)

This thesis has the aim to give an overview about the tectonic history of the Epiligurian units, which crop out in the axial portion of the Northern Apennines fold-and-thrust belt, from a structural and thermal point of view, through a multiscalar and multitecnique approach. I focused on a key example of Epiligurian wedge-top basin, (Marzabotto Basin) proceeding from macro-to-microscale approach. The study started from a remote sensing analysis of the lineaments and morphostructures which affected the study area to obtain the regional faulting pattern and an overview about the main tectonic structures, used as basis for the structural investigation at the mesoscale. On the basis of this, it was possible to reconstruct the succession of tectonic events that affected the Marzabotto Basin, consisting in: i) two sets of thrusts indicating a NE-SW and NW-SE shortening of the sedimentary succession; ii) NE-SW-left lateral transtensional faults related to a strike-slip tectonic phase; iii) three main sets of extensional structures which cut and displace the previous thrusts. Normal faults are related to the post-orogenic evolution and have been dated with U-Th method, getting an age of Middle-Late Pleistocene. From a thermal point of view, apatite fission-tracks and (U-Th)/He analyses of detrital minerals and thermal modelling on the middle-upper Eocene siliciclastic deposits allowed me to better constrain the local exhumation history and correlate it with the large-scale tectonic evolution of the Northern Apennines. In particular, the Marzabotto Basin experienced a complex burial-exhumation history, consisting in two cooling cooling phases related to the growth of the Northern Apennines belt (Oligo-Miocene in age) and a later cooling which tracks the accretion in the orogenic wedge concomitant with rollback-driven extension (late Miocene-Pliocene in age). In conclusion it is possible to affirm that the study shed new light on poorly constrained elements of fold-and-thrust belt.

Fascicolo Sanitario Elettronico: Presente e Futuro

La tesi propone un'analisi del Fascicolo Sanitario Elettronico. Il Fascicolo Sanitario Elettronico è uno strumento che, con la telemedicina e le tecnologie ITC, conforma la Sanità Digitale. La sua funzione principale è l'archiviazione di dati e documenti sanitari, ma l'essere una sorta di digitalizzazione delle cartelle cliniche è solo uno dei compiti dell'FSE, la sua utilità comprende una serie di servizi che mirano a facilitare il tracciamento e monitoraggio degli eventi medici che sperimentano i cittadini. Grazie all'FSE è possibile che medici ed operatori sanitari presso diversi ospedali e cliniche possano apprendere l'intera storia clinica del paziente con un click. Nel 2020, con la diffusione del coronavirus, sono stati evidenziati diversi dei problemi che già erano stati riscontrati nel funzionamento dell'FSE, dunque questo documento si pone l'obiettivo di presentare questa tecnologia, il suo funzionamento attuale, le problematiche, e gli obiettivi che mirano al suo miglioramento. Da qualche anno, diversi paesi in giro per il mondo, si sono interessati nello sviluppo di questa tecnologia, con lo scopo di modernizzare e migliorare la salute pubblica, ma, in seguito alla diffusione della pandemia, il fascicolo si è ritrovato al centro dell'attenzione dell'universo sanitario, perciò la decisione di trattare questo tema attualissimo.

analisi degli attacchi mitm (man-in-the-middle) in una rete aziendale e come prevenirli

In questa tesi sperimentale si vuole evidenziare le vulnerabilità informatiche dell’architettura di rete TCP/IP. Nella sicurezza informatica spesso si dà grande rilevanza a software come gli antivirus, o ai dispositivi come i firewall, mentre si sottovaluta di mettere in sicurezza l’architettura di rete stessa. Di fatto nonostante un utente possa utilizzare un sistema operativo o un browser ritenuto estremamente sicuro, se l’amministratore di una rete non ha messo in sicurezza la rete stessa, qualunque operazione di protezione del sistema operativo (OS) o del browser risulta vana. Oltre a dimostrare che qualunque OS e browser possa essere facilmente infettato se non è stata messa in sicurezza la rete in cui naviga, si dimostrerà anche che i protocolli ritenuti sicuri come HTTPS non siano esenti da vulnerabilità. Gli attacchi informatici che si andranno a sperimentare fanno parte della tipologia Man In The Middle. L’attaccante sarà inserito all’interno della rete locale, è per questo motivo che il firewall non potrà effettuare qualunque azione di controllo. In una media/grande impresa è abbastanza frequente avere l’accesso al Wi-Fi, ad esempio come cliente nella sala d’aspetto. Spesso questa connessione Wi-Fi non è isolata dalla rete utilizzata dalla stessa azienda. In questa tesi si andranno ad evidenziare le gravi criticità di cui una configurazione del genere è afflitta. In conclusione, dopo aver analizzato le vulnerabilità dell’architettura di rete TCP/IP, si andranno ad analizzare quali funzioni attivare, e come attivarle, all’interno di switch professionali come Aruba 2930F o router board semiprofessionali come il Mikrotik 750, per mettere in sicurezza una rete locale da questo tipo di attacchi informatici.

Sviluppo e modellazione di strategie Anti-Dive e Anti-Squat per il controllo delle sospensioni di un motociclo

L'attività di tesi svolta presso l'azienda VRM spa è stata focalizzata sullo studio e sull’implementazione di un sistema di controllo elettronico per le sospensioni di un motociclo. Con questo obiettivo, sono state affrontate le fasi di analisi del sistema sospensioni della moto Benelli 752S, della modellazione multibody del veicolo e della modellazione matematica delle strategie Anti-Dive e Anti-Squat. Tali strategie di controllo sono volte a limitare rispettivamente la velocità di affondamento della forcella, in fase di frenata, e lo squat della moto sulla ruota posteriore, in accelerazione. Le considerazioni teoriche, alla base di questo studio, sono state supportate da una serie di simulazioni effettuate mediante il software Simulink di Matlab, che ha consentito di rappresentare il comportamento dinamico del sistema. A completamento della ricerca sopra citata, sono state condotte attività sperimentali volte a riprodurre le condizioni in cui le strategie di controllo vengono messe in atto e a validare la risposta ottenuta dal modello Simulink nei medesimi scenari operativi. Queste verifiche hanno dimostrato l'adeguatezza delle variabili individuate come input del controllo e la corrispondenza tra il comportamento del veicolo nei test su strada e i risultati ottenuti dal modello.

Bioinchiostri per il monitoraggio continuo e non invasivo della glicemia

Il diabete mellito è una delle malattie più diffuse al mondo ed i casi accertati aumentano ogni anno. Dai primi metodi di monitoraggio della glicemia attraverso ripetute punture, oggi si punta maggiormente su un monitoraggio continuo dei parametri di interesse. Sebbene le innovazioni tecnologiche legate al controllo del diabete si siano largamente fatte strada negli ultimi anni, spesso la praticità, i costi e la manutenzione di tali dispositivi non sono aspetti ottimali per gli individui che ne devono fare uso. L’obbiettivo tecnologico dei giorni d’oggi è quello di aumentare l’autonomia degli individui nell’utilizzo di dispositivi professionali per il miglioramento del proprio stile di vita, a maggior ragione in ambito medico-biologico. Questo elaborato analizza l’evoluzione dei metodi di rilevazione dei parametri legati alla malattia del diabete, con particolare attenzione sulle recenti proposte di innovazione tecnologica. Inoltre, si ripropone di evidenziare il metodo più efficace tra quelli esaminati: l’utilizzo di bioinchiostri come reagenti sottocutanei. Questa tecnica innovativa si ripromette di diminuire fortemente i costi e gli sprechi legati ai dispositivi monouso. Inoltre, permette una maggiore raccolta di informazioni continuative, attraverso la proposta di un accoppiamento con dispositivi mobili, largamente diffusi ai giorni d’oggi, da poter condividere facilmente e comodamente con il proprio gruppo di medici.