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Subject: search.filters.subject.Sistemi complessi

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    <> smart galapagos islands. The design of a learning platform for digital economy, fun, innovation and education
    (2017-02-13) Vaca Cardenas, Leticia Azucena; Pantano, Pietro; Bilotta, Eleonora
    ogni branca della scienza. I sistemi complessi sono composti da diverse parti interconnesse e mutuamente interattive, il cui risultato è una serie di comportamenti altamente non prevedibili [49]. Lo studio multidisciplinare dei sistemi complessi negli ultimi anni ha portato all’introduzione di nuove e importanti prospettive e metodologie concettuali per affrontare problemi sociali e globali del 21esimo secolo. L’istruzione, in questo quadro, può essere considerata un sistema complesso che ha bisogno di essere adattato alle nuove necessità della società [175]. Al giorno d’oggi, la grande evoluzione delle Information and Communication Technologies (ICTs) ha dovuto riconsiderare i principi, le metodologie, gli strumenti e la formazione nel campo educativo. In fatti, diversi studi hanno dimostrato come gli studenti imparino in maniera più efficace quando l’apprendimento è partecipativo e interattivo. Allo stesso tempo, l’interesse degli insegnanti nei confronti di tali sistemi educativi è aumentato grazie al potenziale e alle caratteristiche peculiari che possiedono. Per esplorare la complessità degli attuali sistemi educativi, il principale obiettivo di questa ricerca è stato la progettazione di una piattaforma avanzata per l’apprendimento chiamata “The Smart Galápagos Islands”, per insegnanti, studenti e ricercatori. La progettazione del sistema ha incluso i seguenti steps: • Analisi delle necessità dell’utente attraverso: – Una prima sperimentazione con insegnanti Pre-service * Per introdurre la programmazione come strumento importante. * Per rendere gli insegnanti in formazione dei creatori digitali oltre che degli utenti digitali. * Per sviluppare le Computational Thinking (CT) Skills, e, * Per migliorare la Team Work Competency (TWC) – Un’indagine applicata a insegnanti di Economia Aziendale allo scopo di validare le ICT skills e i loro usi all’interno di una classe “Internet of Things” (IoT) e, – La collaborazione allo studio relativo ai Big Data over Smart Grid - A Fog Computing Perspective. Sviluppo delle componenti del sistema: – Il Serious game in Scratch sul viaggio di Darwin alla scoperta dell’evoluzione biologica. – La creazione dei diversi ambienti virtuali 3D nelle isole Galápagos, e – Una prima progettazione del sito web. La teoria di riferimento relativamente agli studi svolti, secondo diverse prospettive educative e scientifiche, è il costruttivismo. È inoltre legata alle opportunità offerte dalla Open Technology, dal concetto di Contamination Lab, e dall’istruzione STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics), incentrata sul "Do-it-Yourself" (DiY) e gli approcci di Co-working. I risultati hanno dimostrato che è molto significativo esplorare e incoraggiare il processo di integrazione di tecnologie all’avanguardia e di paradigmi quali l’ICT e l’IoT all’interno delle pratiche di insegnamento-apprendimento, così come le relative sfide emergenti a diversi livelli in quest’era digitale.
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    Background subtraction for moving object detection
    (2017-02-13) Guachi Guachi, Lorena De Los Angeles; Pantano, Pietro; Cocorullo, Giuseppe; Perri, Stefania; Corsonello, Pasquale
    Background Subtraction è una tecnica che si occupa di separare dei cornice di ingresso in significativi oggetti in movimento (foreground) con i rispettivi confini dei (background) oggetti statici che rimangono quiescente per un lungo periodo di tempo per ulteriori analisi. Questo lavora principalmente con telecamere fisse focalizzati sul migliorare la qualità della raccolta di dati al fine di "comprendere le immagini". Questa tecnica per il rilevamento di oggetti in movimento ha diffuse applicazioni nel sistema di visione artificiale con le moderne tecnologie ad alta velocità, insieme con la progressivamente crescente capacità del computer, che fornisce un’ampia gamma di soluzioni reali ed efficienti per la raccolta di informazioni attraverso l’immagine/video come sequenza di ingresso. Un accurato algoritmo per Background Subtraction deve gestire sfide come jitter fotocamera, automatiche regolazioni della fotocamera, i cambiamenti di illuminazione, il bootstrapping, camuffamento, apertura foreground, gli oggetti che vengono a fermarsi e muoversi di nuovo, background dinamici, ombre, scena con diversi oggetti e notte rumorosa. Questa tesi è focalizzata sullo studio della tecnica di Background Subtraction attraverso una panoramica delle sue applicazioni, le sfide, passi e diversi algoritmi che sono stati trovati in letteratura, al fine di proporre approcci efficaci per Background Subtraction per alto performance su applicazioni in tempo reale. Gli approcci proposti hanno consentito indagini di varie rappresentazioni utilizzati per modellare il background e le tecniche considerate per la regolazione dei cambiamenti ambientali, questo ha fornito capacità di vari combinazioni di colori invarianti per segmentare il foreground e anche per eseguire una valutazione comparativa delle versioni ottimizzate del Gaussian Mixture Model e il multimodale Background Subtraction che sono approcci con alte prestazioni per la segmentazione in tempo reale. Deep Learning è stato anche studiato attraverso l’uso di architettura auto-encoder per Background Subtraction
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    Electronic and vibrational properties of ultrathin layers adsorbed on metal surfaces
    (2011) Marino, Antonio Raimondo; Chiarello, Gennaro; Carbone, Vincenzo; Bartolino, Roberto
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    A Lévy Walk approach to the propagation of solar energetic particles
    (2013-11-26) Trotta, Enrico Maria; Bertolini, Roberto; Zimbardo, Gaetano
    This thesis is dedicated to the problem of energetic particle propagation in the solar wind, with special emphasis on the propagation of solar energetic particles (SEPs). Those particles are accelerated either in the low corona by flares, usually giving rise to so-called impulsive SEP events, or in the higher corona by the shock driven by coronal mass ejections, giving rise to the so-called gradual SEP events. In either case, energetic particles propagate in the solar wind along the spiral magnetic field, and then reach the Earth’s environment, where they can intensify the auroral emission and downgrade or even damage spacecraft operations. Indeed, SEPs represent one of the major hazards of the research programme known as space weather, which aims at reducing the risks associated with the solar and space activities. The fluxes of energetic particles measured in the Earth’s environment depend both on the source strength and on the propagation properties. Traditionally, two limiting transport regimes are considered, that is, di usive transport and scatter-free, i.e., ballistic, transport. However, in the last two decades, anomalous transport regimes in which the mean square displacement grows nonlinearly with time have become more and more common. An anomalous transport regime, either subdi usive or superdi usive, would influence in a fundamental way the flux of solar energetic particles reaching the Earth. To study this problem we have developed two approaches, one based on the analysis of SEP fluxes measured by spacecraft in the solar wind, and the other on the numerical simulation of SEPs in the case of superdi usive transport. In the first approach, we considered SEPs measurements by ACE, Wind and other spacecraft for the case o mpulsive SEP events, and compared the time profile of the energetic particles with that corresponding to the di erent forms which the propagator assumes in the case of superdi usive transport. The comparison gives direct information on the transport regime, showing that electrons propagate in a superdi usive way with anomalous di usion exponent alpha running from 1.2 to 1.75. For protons, quasi-ballistic transport regimes are also found. In the second approach, the statistical mechanism giving rise to superdi usion, namely the Lévy random walk, is investigated numerically. We developed a new numerical code which simulates the Lévy walk while changing the parameters which determine the pace of transport, that is the exponent of the power law tails of the jump probability distribution. This code reproduces well the anomalous transport predictions for the mean square displacement and for the propagator of Lévy walks, while allowing a clear and simple identification of the parameters determining the transport regime. Therefore this code represents a powerful tool to compare the simulation results to spacecraft data. Comparison with the data has been considered both for impulsive and gradual SEP events. In this thesis, we show that the numerical code reproduces well the observations o mpulsive events for the various transport regimes. Additional work is required to apply the code to the propagation of gradual SEP events, as modeling of the shock source is required. While this will be implemented in the near future, the e ectivitiy of the numerical code will allow an important improvement in the understanding of SEP propagation and in the prediction of space weather perturbations
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    Sostenibilità ambientale e modelli agricoli innovativi nel bacino del Mediterraneo
    (2016-05-17) Falco, Tiziana; Pantano, Pietro; Gagliardo, Piero
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    Chemical-physical characterization of complex systems: the case of pectins
    (2010-12-02) Checchetti, Andrea; De Cindio, Bruno
    In industrial process, separation of the hydrolyzed pectin solution is performed by centrifugal and filtration technologies. The effect of water addition to the hydrolyzed citrus peels slurry on the separation efficiency was investigated, with the aim to improve pectin recovery. Different dilution ratios were tested and it was found that the pectin recovery increases when increasing water addition passing through a maximum value. No relevant effects on pH and pectin yield were found when increasing the contact time between water and hydrolyzed slurry, confirming that no further progress of hydrolysis or extraction processes is caused by the dilution. Therefore, the increase in pectin recovery can be attributed only to the water addition. Intrinsic viscosity properties of commercial pectins and their mixtures in dilute solutions were investigated by using capillary viscometer. Influence of degree of esterification on interaction polymer-solvent was studied in order to provide additional evidence that can be used to elucidate the mechanism of the intermolecular interaction between two pectins and to determine their compatibility in dilute solutions. The viscosity measurements of ternary system have been performed by two techniques: 1. The first was determined by putting the polymer A and B with certain weight ratio in a pure solvent 2. The second was determined by putting the polymer A (referred to as guest or probe polymer) in solution in which the polymer B (referred to as host or matrix polymer) is found at a constant concentration. This technique is called the method of polymer solvent. By using the first method, two compatibility criteria, based on specific viscosity data and derived for synthetic polymers, have been applied to pectin mixtures at different degree of esterification (DE). Data revealed that positive molecular interaction take place when pectin in solution have a different DM (i.e. HM/LM mixtures), whilst an incompatible behavior was found for similar pectin (i.e. both HM and LM). In the case of incompatible pairs of pectin, also the apparent molecular weight of ternary solution showed an increase with respect to the additive mixing rule, due to repulsive forces. On the contrary, due to attractive forces in case of compatible pectin pairs, the molecular weight is lower than the calculated average. By using the polymer-solvent method, the coefficient (KAB) of interaction between polymers has been calculated. The analyzing of this parameter KAB allowed to justify the results obtained.
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    Agent architectures for modelling and parallel simulation of complex systems
    (2014-03-03) Giordano, Andrea; Palopoli, Luigi; Nigro, Libero