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Origin and consequences of microplastics in the life cycle of foods: guidelines for producers, designers and consumers
No full textIl deterioramento dei rifiuti plastici in minuscole particelle chiamate microplastiche costituisce una delle più recenti e pericolose forme di inquinamento ambientale, dato che esse non si decompongono nell'ambiente ma, persistono e risalgono la catena alimentare. L’obiettivo della tesi consiste nell’identificazione e nell’analisi delle diverse fasi del ciclo di vita di un alimento per rintracciare le principali fonti di contaminazione e, successivamente, nella delineazione di linee guida per produttori e consumatori con lo scopo di ridurre il problema, basandosi su casi reali pubblicati in letteratura scientifica. The deterioration of plastic waste into tiny particles called microplastics is one of the most recent and dangerous forms of environmental pollution, since they do not decompose in the environment but persist and go up the food chain. The aim of the thesis is to identify and analyze the different phases of the life cycle of a food to trace the main sources of contamination and, subsequently, to outline guidelines for producers and consumers with the aim of reducing the problem, based on real cases published in scientific literature
Miglioramento del design di un attuatore a pignone e cremagliera utilizzando una metodologia multidisciplinare basata sul Design-to-Value integrato con FEA e valorizzazione del lavoro di squadra: analisi critica dei vantaggi ottenuti e dei benefici delle problematiche affrontate.
No full textThe work presented in the thesis investigates the benefits of introducing a new original multidisciplinary methodology that integrates in a global homogeneous process the benefits of the state of the art of product development techniques, mechanical finite element analysis and collaborative teamwork strategies. For exposing this interdisciplinary and Holistic new Product Development approach, a case study is presented, focusing on a re-design project of a pneumatic rack and pinion actuator for valve actuation, first time designed in 1984, investigating the potential of joint application of the Design to Value (DtoV) process, coupled with design techniques utilizing FEA simulations, and giving high priority to teamwork during the execution of the project.
The rack & pinion actuator is a mature product, having nevertheless a constant demand from the valve automation market. The final objective of this study is to show how it is possible to optimize its design, obtaining compliance with the requirements of the last versions of main international product standards, increasing weight efficiency and performances, while maintaining high safety and reliability, and at the same time to also simplify the design, with a reduction of components construction complexity and a simplification of assembling procedures, according to the growing demand for a lean production.
The methodology applied for the actuator design improvement is based on the instruments and procedures foreseen by the DtV process, coupled with design techniques based on FEA, called “Design by Analysis”, that are going to re-place, or integrate, the verifications of “Design by Formulas”, used in the occasion of the first design. Focusing on this new design strategy, originally not available, and orienting the design choices for maximizing the product value according to the findings of DtV process, it is possible to obtain important benefits and introduce a totally renewed and more efficient actuator.
The high importance of the “secret ingredient” represented by giving high priority to teamwork during all the activities will be also presented. In fact, the principle that guided all the activities during the execution of the studied Design Enhancement Project was valorizing the power of teamwork, focusing the team on Safety and Reliability.
In a First step of the application of the methodology, the procedures and tools foreseen by the “Design-to-Value” process for fostering improvement ideas generation are applied. Investigations were carried out involving all the company functions interacting with the product, and every single part and feature of the actuator was the subject of in-depth study, by means of techniques developed in the context of the theory of “Product Design and Development”, like “teardown analysis” and “function analysis”. After completing the classification of the contents constituting its most important sources of value, by integrating the investigations by means of other useful techniques like “House of Quality”, the subsequent step has been to outline the input for detailed design phase, by choosing the best value increase proposals and officializing them in “Design Change Proposals”, elaborated for the purpose of obtaining efficient construction solutions.
The design change proposals have been the driver of the second phase of the project, dedicated to the detailed design activities aimed to the re-design of the actuator. The peculiarity of this project has been to combine the “classical” approach for structural verifications based on formulas, and then called "Design by Formulas", with advanced FEA simulations, called "Design by Analysis", aiming to stress, deformation, and topology optimization, obtaining a much higher level of accuracy confirmed by experimental validation phase. Furthermore, the conformity of the actuator parts finalized to containing pressure has been verified with respect to an international standard for pressure vessels (EN13445-3), as required by the main actuator product standards (EN15714, ISO12490, API 6DX).
Finally, a two-step experimental validation is foreseen, for confirming the results of the calculations and simulations, based on a preliminary test plan to be performed on a "mockup" prototype, followed by a series of in-depth tests to be performed on a complete detailed prototype, only after the main positive confirmations have been achieved thanks to “mockup”. Experimental tests have the purpose to validate the safety of the parts under pressure as well as confirming the good reliability and fatigue life of the parts subjected to mechanical loads, as required for the obtainment of certification for use up to SIL 3 Safety Instrumented Systems (SIS), in accordance with EN61508 (SIL = Safety Integrity Level).
This new value-oriented design strategy, implemented with a sort of “secret ingredient” given by collaborative teamwork, allowed to obtain tangible benefits and introduce a totally renewed more efficient actuator. Preliminary results obtained thanks to the project show that the approach based on the described multimethodology, makes it possible to optimize the design of the actuator, maintaining safety, reliability, and increasing performances. In particular, for the studied prototype, the achieved weight reduction is -8% and economic efficiency increase, expressed in $/Nm, is expected to be +22%
Verso la decarbonizzazione dei sistemi di trasporto: sperimentazione di una nuova generazione di pavimentazioni per l’applicazione della tecnologia Dynamic Power Transfer System
No full textIl presente lavoro di Tesi affronta la ricerca sperimentale di una pavimentazione induttiva in conglomerato bituminoso in grado di garantire la ricarica wireless dei veicoli elettrici durante la marcia La ricarica induttiva dei veicoli avverrà grazie all’alimentazione di coil elettromagnetici posizionati al di sotto della pavimentazione stradale, in grado di generare un campo elettromagnetico ad alta potenza in grado di trasmettere energia alle batterie poste a bordo dei veicoli durante il loro movimento. L’argomento trattato è innovativo per svariati campi dell’ingegneria. Il coinvolgimento dell’ingegneria civile sotto il punto di vista infrastrutturale interpreta e cerca di mettere in atto uno dei temi focali dell’ingegneria ambientale: la decarbonizzazione dei sistemi di trasporto come incipit della riduzione delle emissioni di CO2 nelle attività antropiche. Altri settori ingegneristici coinvolti in prima linea sono quelli dell’ingegneria elettrica, necessari per lo sviluppo e l’incremento dell’efficienza del sistema di ricarica wireless dei veicoli elettrici e dell’ingegneria delle telecomunicazioni per la trasmissione di dati.
Lo sviluppo delle tematiche affrontate è stato suddiviso in due ambiti di sperimentazione: in sito, per la progettazione in scala reale sperimentazione del sistema Dynamic Wireless Power Transfer system e delle interazioni che comporta il suo funzionamento; in laboratorio, per la verifica del funzionamento del sistema, l’ottimizzazione delle frequenze e dell’ampiezza di trasmissione, la messa a punto di modelli e protocolli di simulazione e verifica in ambiente controllato, cosi da individuare tutte le variabili aleatorie chimico fisiche che influenzano la trasmissione dell’energia in sito.
La sperimentazione fatta in larga scala ha riguardato dapprima la caratterizzazione dei materiali e degli additivi di carattere innovativo impiegati nelle miscele di conglomerato bituminoso per l’aumento delle performances del sistema di ricarica wireless, dopodichè si è proggettato e costruito un circuito pilota della lunghezza di 1050 m dove sono state svolte campagne di misurazioni sperimentali e di monitoraggio delle prestazioni dell’infrastruttura realizzata.
In laboratorio, la sperimentazione ha comportato la costruzione di due prototipi per lo studio approfondito dei processi di decadimento delle prestazioni dei materiali assoggettati ai carichi di progetto e alle condizioni al contorno del sito reale. Il primo prototipo ha consentito di riprodurre l’invecchiamento accelerato del bitume a radiazioni ultraviolette nel campo di emissione della lunghezza d’onda degli UVA, UVB e UVC.
Il secondo prototipo ha simulato, mediante l’utilizzo di un coil elettromagnetico, delle stesse caratteristiche di quelle installate in sito, le grandezze elettriche del campo elettromagnetico generato in sito per la ricarica dei veicoli elettrici. Sui campioni di bitume e conglomerato bituminoso sottoposti al campo elettromagnetico generato dal coil sono stati eseguite analisi di caratterizzazione chimico-fisica e meccanica al fine di tracciare l’evoluzione del decadimento prestazionale dei materiali assoggettati ai processi di invecchiamento.
Al fine di individuare e quantificare le variabili e i fenomeni che comportano la perdita delle proprietà intrinseche e della resistenza dei materiali, sono state effettuate campagne di misurazione delle grandezze fisiche che provocano i fenomeni di invecchiamento e delle analisi chimiche e fisiche di caratterizzazione approfondita dei legami costituenti la struttura molecolare del bitume.This dissertation deals with the experimental research on a inductive asphalt pavement capable of guaranteeing the wireless recharging of electric vehicles while in motion. The inductive recharging of EVs take place thanks to the powering of electromagnetic coils positioned under the road pavement, capable of generating a high-power electromagnetic field that can transmit energy to the batteries placed on board the vehicles during their movement. The topic is innovative for several fields of engineering. The involvement of civil engineering from an infrastructural point of view interprets and seeks to implement one of the focal themes of environmental engineering: the decarbonization of transport systems as an incipit to the reduction of CO2 emissions in human activities. Other engineering sectors involved at the headline are electrical engineering, which is necessary for the development and increase in efficiency of the wireless charging system for electric vehicles, and telecommunications engineering for data transmission.
The development of the issues discussed was divided into two areas of experimentation: on site, for the full-scale design experimentation of the Dynamic Wireless Power Transfer system and the interactions involved in its operation; in the laboratory, for the verification of the operation of the system, the optimization of the transmission frequencies and amplitude, the development of simulation models and protocols, and verification in a controlled environment, so as to identify all the aleatory chemical-physical variables that influence the transmission of energy on site.
The experimentation carried out on a large scale first involved the characterization of materials and additives of an innovative character used in the asphalt mixes to increase the performance of the wireless recharging system, after which a 1050 m long pilot track was designed and constructed. On the track, campaigns of experimental measurements and monitoring of the performance of the infrastructure constructed were carried out.
In the laboratory, experimentation involved the construction of two prototypes for the in-depth study of the performance decay processes of asphalt materials subjected to the design loads and boundary conditions of the real site. The first prototype made it possible to reproduce the accelerated ageing of bitumen under ultraviolet radiation in the wavelength emission range of UVA, UVB and UVC.
The second prototype simulated, by means of an electromagnetic coil, of the same characteristics as those installed on site, the electrical magnitudes of the electromagnetic field generated on site for recharging electric vehicles. On the bitumen and asphalt samples subjected to the electromagnetic field generated by the coil, chemical-physical and mechanical characterization analyses were carried out in order to trace the evolution of the performance decay of the materials subjected to the ageing processes.
To identify and quantify the variables and phenomena that lead to the loss of the intrinsic properties and resistance of the materials, campaigns were carried out to measure the physical quantities that cause the ageing phenomena, and chemical and physical analyses were carried out to characterize in depth the bonds constituting the molecular structure of the bitumen
Borderline personality disorder : observational study on the relationship between emotional regulation and quality of executive functions
No full textLo studio si propone di indagare eventuali relazioni fra le capacità di regolazione emotiva e la qualità delle funzioni cognitive. Questo quesito ha ispirato diversi studi della letteratura odierna e passata: sono stati vagliati gli aspetti psicocognitivi e comportamentali che potessero spiegare tale relazione (Gross, 2002; van Dijk et al., 2014 ) e non sono mancate evidenze scientifiche anche riguardo ai correlati neurobiologici (Dolcos et al., 2011; Lagner,2018; Kadosh, et al., 2016). Il campione di questo tipo di studi spesso includeva gruppi clinici con disturbi caratterizzati da disregolazione emotiva, fra cui il disturbo borderline della personalità (BPD). In questo studio, i soggetti con BPD costituivano il gruppo clinico del campione, confrontato al gruppo dei controlli sani (HC) su test cognitivi che indagassero la qualità delle funzioni cognitive (Stroop test e ENB). Venivano auto-somministrati anche due questionari volti alla misurazione della capacità di regolazione emotiva (ERQ e CERQ). Le analisi della varianza dei punteggi ottenuti nei test cognitivi dai due gruppi (BPD e HC), ha rivelato un impairment cognitivo nel gruppo clinico, che ha ottenuto punteggi significativamente più bassi in tutti i task dell’ENB, con particolari difficoltà nei compiti che utilizzano la working memory e il recupero in memoria di informazioni. I punteggi nelle scale globali del CERQ positiva e negativa differivano significativamente ma non sembravano correlare significativamente con quelli delle performance cognitive. Non sono state verificate le ipotesi di differenza fra i due gruppi nell’inibizione cognitiva e nella soppressione emotiva. The aim of this study is to investigate possible relationships between emotional regulation skills and the quality of cognitive functions. This question has inspired several studies in the current and past literature: psycho-cognitive and behavioural aspects that could explain this relationship have been examined (Gross, 2002; van Dijk et al. 2014 ). Also scientific evidence regarding neurobiological correlates heve looked into this relation(Dolcos et al., 2011; Lagner,2018; Kadosh, et al. 2016).The sample of such studies often included clinical groups with disorders characterised by emotional dysregulation, including borderline personality disorder (BPD). In this study, subjects with BPD constituted the clinical group of the sample, compared to the healthy controls (HC) group on cognitive tests investigating the quality of cognitive functions (Stroop test and ENB). Two questionnaires for emotional regulation capacity measure were also self-administered (ERQ and CERQ). One-way Analyses of variance (ANOVA) of mean scores obtained in cognitive tests by the two groups (BPD and HC), revealed a cognitive impairment in the clinical group. Infact it has obtained significantly lower scores in all ENB tasks, with special difficulties, in working memory tasks and information retrieval ones. Scores on the global positive and negative CERQ scales differed significantly with those of cognitive performance. yet they did not appear to correlate significantly . The assumption of a differences between the two groups in cognitive inhibition and emotional suppression were not tested. Scores on the global positive and negative CERQ scales differed significantly but did not appear to correlate significantly with those of cognitive performance.The hypotheses of difference between the two groups in cognitive inhibition and emotional suppression were not tested.
Selective and traditional dry period: effect of total and differential somatic cell count at the beginning of lactation in italian Holstein cows
No full textLa presente ricerca ha avuto come obiettivo principale la valutazione delle cellule somatiche totali e differenziali alla ripresa della lattazione, nelle due differenti tipologie di messa in asciutta: tradizionale e selettiva, in bovine di razza Frisona Italiana, valutando l’importanza di alcuni fattori che potevano incidere sulla qualità del latte. Lo studio ha previsto il campionamento di 347 bovine campionate in 10 mesi di analisi e collate in un singolo allevamento situato nel comprensorio del Parmigiano Reggiano. Per ciascuna bovina, inoltre, sono state ricavate le informazioni inerenti all’ordine di parto e al metodo di asciutta previsto. Per ogni
campione di latte è stato analizzato il quantitativo di cellule somatiche totali e differenziali, attraverso analisi laboratoristiche effettuate dall’APA (Associazione Provinciale Allevatori), entro 30 giorni prima del periodo di asciutta e all’inizio della successiva lattazione (entro 30 giorni dal parto). Le informazioni così ottenute sono state utilizzate per stimare l’effetto dei differenti trattamenti applicati al momento dell’asciutta. I risultati hanno evidenziato che il trattamento antibiotico risulta essere molto efficace nel ridurre eventuali nuove infezioni dopo il parto in tutte le categorie di soggetti analizzati. Inoltre, la raccolta e la gestione sanitaria della mandria in termini di cellule somatiche totali e differenziali hanno messo in evidenza come, il mantenimento di una conta cellulare inferiore a 200.000 cellule/ml, determini una potenzialità produttiva maggiore rispetto a soggetti che presentano situazioni di cronicità o valori superiori a 200.000 cellule/ml. Questi risultati, oltre a contribuire al monitoraggio dello stato di salute della ghiandola mammaria, sono utili al fine di valutare la qualità e il quantitativo di latte prodotto da un singolo soggetto.The aims of this study were to study the effect of two different types of dry methods - selective or traditional dry period – on total and differential somatic cell count, as well projected 305 days milk production quantity, measured at the beginning of lactation, in Italian Holstein cows. A total of 347 cows were sampled, in 12
months of testing, on a single farm located in the area of Parmigiano Reggiano. For each cow, information regarding the parity and days in milk were also collected. For each animal, milk was analyzed for somatic and differential cell count measured within 30 days before the dry period and at the beginning of lactation (within 30 days after delivery). The results underline that antibiotic
treatment is very efficient in reducing any new infections after calving in all categories of subject analyzed. In addition, the data collection and heath management of the herd, in terms of total and differential somatic cell count demonstrate how maintaining a cell count less than 200.000 cells/ml
cause a higher production than in animals with chronic situations or values greater than 200.000 cells/ml. These results can contribute to monitoring the health of the mammary glands as well as the quality and quantity of milk produced by a single cow
Sicurezza Internazionale nel Dominio Aerospaziale. Il Dominio Spaziale nelle Relazioni Internazionali, il crescente interesse per lo spazio e la sua influenza sulla politica estera. Sarà possibile sviluppare capacità spaziali, evitando conflitti futuri?
No full textInternational Relations theory has been applied to the Space Domain. How the interaction
between International Security and space assets can create Space Security.
The objective of this research thesis is to enhance our understanding of space security, with the
ultimate aim of mitigating or even preventing future conflicts in the space domain.
Traditional theories of International Relations have long been used as analytical frameworks
for interpreting or leading major foreign policy decisions; in this research, the author applies
these theories to space.
Through rigorous analysis, the most valid aspects of each theory have been identified and
compared with existing space policies and programmes; examining potential threats and their
causes, the study evaluates whether future conflicts in space can be prevented or mitigated.
Moreover, the concept of “anarchy”, which is fundamental in IR theory, is similarly reflected in
the space domain, influencing the overall security landscape.
Space security is currently undergoing a period of transition due to the high interdependence
level among different fields, technologies, and actors. In this context, some actors are actively
developing not only defensive but also offensive capabilities, further complicating the security
dynamics.
Employing a complex theoretical framework in the first analytical part, the author integrates
empirical research, including data analysis, survey, and interview. Adopting an eclectic
approach, the study ultimately presents a set of policy recommendations aimed at addressing
the central research question regarding conflicts in space
Influence of anthropic pressures and hydrological variability on nitrogen and phosphorus transport throughout watersheds in the Po River District
No full textHuman development in the last century has significantly altered biogeochemical nutrient cycles at both global and local scales, leading to increased nutrient inputs to aquatic ecosystems and widespread eutrophication. However, eutrophication risk in aquatic ecosystems is a multifactorial issue, depending not only on the absolute load of N and P, but also on their relative proportions and molecular forms, and on their temporal distribution. Nutrient load generation, transport, and export are influenced by hydrology, human pressures, catchment characteristics, and seasonality, which also contribute to defining nutrient pool composition and stoichiometry. The general aim of this thesis was to improve the understanding of the processes that regulate the generation, transport and transformation of nutrients within watersheds. The analysis was conducted at various spatial and temporal scales to better characterize the ways in which changes in land use and management are changing the magnitude and timing of N and P delivery across gradients of both hydrological characteristics and land use. Specific aims were: 1) to assess the long term evolution of nitrogen and phosphorus loads exported from the Po river to the Adriatic sea in relation to precipitation patterns; 2) to quantify the spatial variability of anthropogenic nutrients input to watersheds and riverine loads and evaluate how different watershed features influence N and P export and their ratios; 3) to examine how artificial reservoirs in Mediterranean streams with intermittent fluvial regimes affect the transport of nitrogen, phosphorus, and silicon, as well as their stoichiometry, in relation to hydrology and to the level of reservoir impoundment. The analysis was conducted in watersheds located in the Po River Hydrographic District a territory, defined under the Water Framework Directive for water management, that is subject to various anthropogenic pressures, including a rapid expansion of urban areas and intensive agricultural production. The District covers an area of approximately 86,000 km2 and includes the catchment area of the Po River, which is the major river that drains into the Adriatic Sea. It is a historically impacted territory, with 47% of the land being anthropized. The population density is 232 individuals per km-2 and the livestock density is 48 livestock units per km-2. The District is composed of six different hydro-ecoregions, and three main climates: Alpine, Continental and Mediterranean. The analysis of the long-term N and P export regime of the Po River in relation to hydrological variability was first estimated to assess the role of precipitation pattern and seasonality in load transport. The study found that precipitation and seasonality affects nutrients export regime differently depending on their form. Additionally, the long-term trend shows an extension of the summer export condition at the expensive of autumn. The contribution of hydrology to nitrogen and phosphorus loads in relation to anthropogenic nutrient sources was then examined. The high spatial diversity of rivers N and P load cannot be solely explained by levels of net anthropogenic nitrogen and phosphorus input. This diversity depends on source type, runoff and, for P, also precipitation. TN as NO3- loads are mainly driven by feed trade and fertilizer application, while P depends on a mix of urban direct input and soil erosion during storms. Reservoirs built to sustain intensive agriculture can affect the characteristics of the hydrographic network, hydrological continuity, and seasonality of water resources in dry watersheds. A one-year experiment on two dammed reservoirs in the Apennines showed that managing the filling and emptying of reservoirs reduce flood effects and increase the release of particulate matter downstream, altering the N:P:Si stoichiometry and pool composition. Nutrient transformation does not necessarily reduce loads on an annual basis. This suggests that the reservoir can act as either a source or a trap, depending on nutrient and hydrologic patterns. Reservoirs managed for irrigation in a Mediterranean climate could change nutrient levels in the hydrographic network and disrupt natural hydrological connectivity, causing nutrient transport to be out of sync with seasonal dynamics. Shifts in seasonality can have significant implications for stream metabolism and nutrient dynamics in downstream waterbodies especially in terms of increased eutrophication risk
Model Predictive Planning and Control for Autonomous Racing, from HPC to Embedded Platforms
No full textAutonomous car racing has emerged as a challenging field, pushing the boundaries of autonomous driving capabilities. The unique demands of racing scenarios serve as a catalyst for developing superior autonomous driving skills, with the aim of surpassing human drivers in handling vehicles under extreme tire limits, and instilling public trust in this transformative technology. This thesis details a comprehensive exploration of motion planning and control methodologies tailored for autonomous car racing, extending the capabilities of Model Predictive Control (MPC)-based approaches and demonstrating its effectiveness in experimental testing on a Dallara AV-21 and in a high fidelity multibody model simulation.
The research extends the current state-of-the-art in MPC and model-based control for autonomous racecars, showcasing breakthroughs in edge-case scenarios, algorithm testing tools, and performance evaluations on both High-Performance Computing CPUs and embedded platforms. The final proposed pipeline, rooted in hierarchical planning and model predictive control (MPP-MPC) serves as a valuable benchmark for realizing fully autonomous racing scenarios involving multiple agents.
The contributions cover several key facets. First, a simulation platform is described, offering an environment based on a racing game for effective testing, benchmarking, and refinement of planning, control, and forecasting algorithms. This addresses accessibility concerns regarding high-fidelity simulation tools, which is a crucial aspect for making the autonomous car racing research even more accessible.
A Frenet frame-based planner extended to the racing domain is presented. This planner, producing trajectories that minimize the jerk, showcased effectiveness in oval racing performing active overtakes at high speed and avoiding static obstacles.
To control the autonomous Dallara AV-21 racecar an MPC is proposed. The solution achieves highly accurate path tracking, below 20 cm when driving at the tire limits, and introduces novel contributions to vehicle modeling, specifically in capturing combined forces and the yaw moment produced by the locked differential.
A hierarchical planning and control scheme is introduced, leveraging MPC in both modules. Demonstrated in a simulation of the Dallara AV-21 on the F1 Monza track, the approach showcases the capability of overtaking other agents while operating at the tire limits.
An analysis of MPC execution time on Nvidia embedded boards is conducted, shedding light on the computational demands and demonstrating the potential application of the proposed MPC on low-power and low-resource platforms, a critical consideration for production cars.Le corse autonome stanno emergendo come un ambito di ricerca stimolante, che amplia i confini delle capacità della guida autonoma. Le esigenze uniche degli scenari di gara fungono da catalizzatore per lo sviluppo di capacità di guida avanzate, con l’obiettivo di superare l'umano nella guida al limite delle prestazioni del veicolo e di instillare la fiducia del pubblico in questa tecnologia. Questa tesi riguarda le metodologie di pianificazione e controllo del movimento per le corse automobilistiche autonome, estendendo le capacità degli approcci basati sul Model Predictive Control (MPC) e dimostrando la sua efficacia nei test sperimentali su una Dallara AV-21 e in un ambiente simulativo basato su un modello multibody.
La ricerca della tesi estende l’attuale stato dell’arte nel controllo MPC mostrando alcuni importanti contributi negli scenari limite, propone strumenti di test per gli algoritmi e valuta le prestazioni degli approcci proposti sia su CPU ad alte prestazione che su piattaforme integrate Nvidia. La pipeline finale, basata su una pianificazione gerarchica e nel controllo predittivo (MPP-MPC), funge da punto di riferimento per la realizzazione di soluzioni in grado di guidare autonomamente in scenari di corsa coinvolgendo più veicoli.
I contributi coprono diversi aspetti chiave. Innanzitutto, viene proposta una piattaforma di simulazione, che offre un ambiente di simulazione basato su un gioco di corse per effettuare test, benchmarking e perfezionamento degli algoritmi di pianificazione, controllo e predizione. Ciò risolve i problemi relativi ai costi e alla disponibilità di strumenti di simulazione che includono un modello di fisica altamente accurato, il che è un aspetto cruciale per rendere la ricerca sulle corse automobilistiche autonome ancora più accessibile.
Un planner basato sulle coordinate Frenet basato è stato esteso al dominio delle corse. Questo planner, producendo traiettorie che minimizzano il jerk, ha dimostrato la sua efficacia nelle corse autonome su piste ovali eseguendo sorpassi attivi ad alta velocità ed evitando ostacoli statici.
Per il comando dell'auto da corsa autonoma Dallara AV-21 si propone un MPC. La soluzione ha dimostrato un tracking estremamente accurato della traiettoria prodotta dal planner, inferiore a 20 cm durante la guida al limite della gomma, e introduce nuovi contributi alla modellazione del veicolo, in particolare nel catturare le forze combinate e il momento di imbardata prodotto dal differenziale bloccato.
Inoltre, viene introdotto uno schema di planning e controllo gerarchico, sfruttando MPC in entrambi i moduli. La soluzione proposta ha dimostrato la sua efficacia in test simultativi della Dallara AV-21 sulla pista di Formula 1 di Monza. In particolar, l'approccio dimostra la capacità di sorpassare altri veicoli mentre agisce ai limiti degli pneumatici.
Infine, è stata effettuata un'analisi dei tempi di esecuzione del planner e controllore basati su MPC sulle schede embedded Nvidia. Questo studio contribuisce a dimostrare la fattibilità dell'esecuzione di questa metodologia di controllo su piattaforme a basso consumo, il che è una considerazione importante al fine di poter portare potenzialmente queste soluzioni su veicoli di produzione
Welfare and welfare evaluation of pigs in farms
No full textObiettivo di questo studio è la trattazione degli aspetti normativi del benessere animale,
in particolare soffermandosi sulla valutazione del benessere dei suini in allevamento.
Citando le diverse definizioni di benessere animale nel corso degli anni, si comprende
come il benessere animale sia una tematica sempre piu’ attuale e discussa.
Attualmente non solo è un aspetto fondamentale per gli allevamenti, ma anche un
elemento d’importanza per le scelte quotidiane dei consumatori. L’interesse del
cittadino verso il benessere animale, come dimostrato da studi, è in crescendo, come la
sua disposizione a scegliere prodotti eticamente piu’ sani. Inoltre è stato dimostrato che
uno scarso benessere animale puo’ portare ad una cattiva salute e di conseguenza ad
un calo delle produzioni. L’attenzione crescente dei cittadini Europei al benessere
animale viene discussa in studi come l’Eurobarometro.
Negli ultimi venti anni sono state analizzate da esperti le interazioni tra fattori fisici,
psicologici e ambientali degli animali in allevamento, che hanno permesso di definire
linee guida Europee e Nazionali per tutelare il benessere degli animali in allevamento.
Tra queste possiamo citare come esempio la direttiva 98/58/CE come regolamento
degli animali in allevamento, ma soprattutto il Trattato di Lisbona con l’articolo 13 del
Trattato sul Funzionamento dell'Unione Europea (TFUE). Con esso abbiamo il primo
riconoscimento legale degli animali come esseri senzienti.
Inoltre la Politica Agricola Comunitaria (PAC) dell’UE partecipa a migliorare gli standard
di benessere animale tra gli stati membri. La PAC tiene anche conto della sfida attuale
tra considerazioni etiche e realtà economiche nel settore agricolo.
L’Italia come membro dell’UE, ha recepito direttive Europee per il benessere animale in
allevamento tra cui quello suino. Tra queste citiamo il Decreto Legislativo 146/2001 e il
122 / 2011. Inoltre lo stato Italiano ha sviluppato un piano nazionale di benessere
animale (PNBA) che include azioni, obiettivi e risultati attesi Questo ha portato profondi
cambiamenti nel modello dell’allevamento suino italiano.
Il benessere animale in Italia, in particolare il benessere del suino in allevamento, che
nel dopo guerra con l’intensificazione degli impianti non era inizialmente tutelato, dal
2001 subisce una riforma significativa con una crescente attenzione verso le condizioni
di vita degli animali e le pratiche di allevamento. Questi cambiamenti sono il risultato di
un impegno collettivo per migliorare le condizioni di vita degli animali e per promuovere
pratiche più rispettose e ragionevoli.
Le condizioni di vita dei suini sono migliorate, con spazi più ampi, una migliore gestione
della salute e del comportamento, e un’attenzione crescente alla sostenibilità. Dal 2021
grazie al PNBA sono stati introdotti gli strumenti per la valutazione tramite check-list del
benessere animale come il modello CLASSYFARM. L’aggiunta delle Misure Basate
sugli Animali (ABMS) è considerata un punto critico di queste valutazioni, fornendo una
visione oggettiva e standardizzata del benessere dei suini in allevamento. Questo ha
permesso di classificare gli allevamenti in funzione del rischio e promuovere ispezioni
ufficiali mirate al controllo e limitazione delle criticità sul benessere in allevamento.The subject of this study deals with animal welfare in particular focusing on the
evaluation of the welfare of pigs on the farm.
The different definitions of animal welfare during the years are meaningful of how
Animal welfare is an increasingly topical and discussed issue. Currently, it is not only a
key issue for livestock farms, but also top-notch element for consumers' daily choices.
Studies shown that citizen’s interest in animal welfare is growing as their enthusiasm for
ethically healthier products. Moreover, it has been demonstrated that poor animal
welfare can lead to poor health and consequences in production. The growing opinion
of European citizens concerning animal welfare in studies such as the Eurobarometer
discussed.
In the last twenty years, the interactions between physical, psychological, and
environmental factors of farm animals were analyzed by experts. This define European
and National guidelines to protect the welfare of farm animals. For example the
Directive 98/58/EC, the Lisbon Treaty, the Treaty on the Functioning of the European
Union (TFEU, Artic.13 particularly). These are first legal recognitions of animals live
beings.
In addition the E.U Common Agricultural Policy (CAP) enhance animal welfare
standards across states members. CAP also takes in consideration the actual challenge
between ethical and economic realities in the agricultural sector.
Italy as an E.U. member has its own Animal Welfare Plan (PNBA) which includes
objectives, activities, and results. European directives for animal welfare in farming
including pig farming were implemented. These include Legislative act 146/2001 and
122 / 2011. This has brought dramatic changes in the Italian pig farming model.
In Italy the pig welfare was not initially considered, however in 2001 a significant reform
about living conditions of farm animals started. These new regulations were a strong
effort to improve animal living conditions such as wider and cleaner spaces; behavior
management; proper nutrition in order to have a better welfare.
In the 2021 PNBA, directions for animal welfare such as the CLASSYFARM model have
been introduced. The integration of Animal Based Measures (ABMS) are discussed as
critical aspects of these evaluations, providing an objective and standardized direct
assessment of the pigs' well-being. This made possible to classify farms according to
risk and promote official inspections aimed at monitoring and limiting critical welfare
issues on the farm
Le proprietà della plasticità dello spazio peripersonale nell’uomo
No full textGiven its complexity and facets, the concept of Peripersonal Space (PPS) has already been studied using different methodologies and approaches, such as electrophysiological, neuroimaging, and behavioral studies, and for simplicity could be defined as the surrounding reachable space. Since the discovery of bimodal neurons in the area F4 of the macaque’s cortex, most of the studies done on the PPS demonstrated that PPS is a multisensory construct that we can test and measure by combining different sensory modalities (audio-tactile, visual-tactile). In this framework, we will resume many studies that have covered various aspects of PPS, such as the neurophysiological studies which defined and proved in a causal way the properties and functional roles of the neurons belonging to the neurophysiological substrate of the PPS system, then focusing on still limited knowledge about its plastic properties. For instance, we can measure the boundaries of the subjective PPS using various validated methods and different dyads of sensory modalities since the farthest distance evoking significant multisensory interaction is considered a proxy of the boundaries of PPS in humans and usually corresponds to the length of the effector involved in the testing phase (see Serino et al. 2015a). Many studies demonstrate the possibility of modifying this recorded value, by asking a subject to use a tool to move some objects located in the extrapersonal space. In this way, it is possible to expand the metric dimension of the PPS, enlarging the space that the individual considers reachable. Those authors explain that this change is attainable thanks to the plastic properties of the PPS and its relatedness to the agency. This study aims to well define the properties and boundaries of the plasticity of this construct through three similar experiments, in each of them an aspect of the experimental setting is better accounted for. Indeed, in the first of them, we compare the participants’ posture maintained during the entire assessment to better determine whether the kept posture could affect PPS plasticity. In the second experiment, the core aspect manipulated is the direction of the movements involved in the training session (Session 2), searching for the account of a direction-dependent mechanism of PPS remapping and further evidence of the operational significance of these changes. In the last experiment included in this dissertation, we investigate if PPS’ plastic properties vary according to the different effectors involved in the task (Hand vs. Foot). Indeed, we already know that the neural encoding of PPS is body centred, but it has not yet been experimentally tested whether different effectors have similar or different plastic properties even in a behavioral context. In addition to the expected and well-known multisensory facilitation effect that occurs within the PPS on reaction times, in the three behavioral studies, we will demonstrate the necessity of coherence between the experimental setting conditions within all phases to achieve the plasticity effect. We will also demonstrate how PPS boundaries, due to their plastic properties, could be affected not only in their extent but also in being more or less demarcated.Il concetto di Spazio Peripersonale (PPS), è stato studiato utilizzando metodologie e approcci diversi, come gli studi elettrofisiologici, di neuroimaging e comportamentali, e semplificando può essere definito come lo spazio raggiungibile con il solo utilizzo dei nostri effettori. Dalla scoperta dei neuroni bimodali nell'area F4 nella corteccia del macaco (origine della denominazione del costrutto), la maggior parte degli studi condotti sul PPS hanno dimostrato che si tratta di un costrutto multisensoriale quindi possibile da studiare e misurare con combinazioni diverse di modalità sensoriali (es. audio-tattile, visuo-tattile). In questo contesto, riprenderemo molti studi che hanno riguardato vari aspetti del PPS, come gli studi neurofisiologici che ne danno una definizione e che provano in modo causale le proprietà ed i ruoli funzionali dei neuroni appartenenti al substrato neurofisiologico del sistema PPS, concentrandoci poi sulle sue proprietà plastiche, riguardo le quali ancora pochi studi si sono focalizzati. Con proprietà plastiche facciamo riferimento alla possibilità di modificare l’estensione metrica del PPS soggettivo, chiedendo al soggetto di utilizzare un utensile per muovere oggetti che si trovano nello spazio extrapersonale, cioè nello spazio che circonda il PPS e che diventa raggiungibile solo mediante l’uso di strumenti o attraverso la locomozione. Molti studi dimostrano che è possibile ottenere questo cambiamento proprio grazie alle proprietà plastiche del PPS, alla sua codifica in termini operazionali (azioni possibili), alla dinamicità con cui viene codificato lo spazio e alla sua relazione con l'agentività del soggetto. Gli studi che animano questa dissertazione, e che descriveremo dettagliatamente, mirano a definire le proprietà e i confini della plasticità del sistema PPS finora conosciuti. Descriveremo poi come abbiamo cercato di indagare le proprietà della plasticità del PPS conducendo tre esperimenti comportamentali molto simili tra loro, ma ognuno con un focus diverso. Nel primo di essi (Esperimento 1), confronteremo se le proprietà plastiche del PPS variano a seconda della postura mantenuta dal partecipante durante tutte le fasi dell’esperimento. Nel secondo esperimento, l'aspetto centrale che valuteremo è la direzione dei movimenti effettuati nella sessione di allenamento (Sessione 2), facendo svolgere ai partecipanti gli stessi task, ma in direzione diversa da quella delle sessioni di misurazione dei confini del PPS, andando alla ricerca di una conferma che la rappresentazione del PPS è inerente all’area sottesa alle azioni svolte con lo strumento, suggerendo un ulteriore prova della codifica in termini operativi. Infine, nell'ultimo esperimento incluso in questa tesi, siamo andati a vedere se le proprietà plastiche del PPS variassero a seconda dell’effettore coinvolto nei movimenti effettuati durante la sessione di allenamento (mano vs. piede). Sappiamo infatti che a livello neurale la codifica del PPS è prevalentemente somatocentrica, ma non è ancora stato sperimentalmente verificato se a livello comportamentale diversi effettori abbiano simili o diverse proprietà plastiche. Oltre all’atteso e ben conosciuto effetto di facilitazione multisensoriale che avviene all’interno del PPS sui tempi di reazione, nei tre studi dimostreremo la necessità di coerenza tra le condizioni del setting sperimentale all’interno delle fasi di valutazione e di training per ottenere effetti di plasticità. Inoltre, dimostreremo come i confini del PPS, per le sue proprietà plastiche, possono cambiare non solo nella loro estensione, ma anche nel loro essere più o meno demarcati