Weekend in Rome: A Cognitive Training Exercise based on Planning

Negli ultimi anni è cresciuto l'interesse per l'utilizzo dell'informatica nell'ambito della riabilitazione cognitiva, fino ad ora eseguita tramite sessioni condotte in ospedale dove i pazienti svolgono esercizi con carta e penna, supervisionati da un operatore. Di conseguenza sono nati diversi software riabilitativi computerizzati, in cui i tradizionali esercizi sono stati trasposti in versione elettronica. Il gruppo di ricerca del Prof. Gaspari del DISI in collaborazione con l'ospedale Bellaria di Bologna, per ovviare alla mancanza di software riabilitativi specifici per il trattamento della sclerosi multipla, ha realizzato la piattaforma MS-rehab, un sistema avanzato per le strutture sanitarie che fornisce un programma completo per la riabilitazione cognitiva dei pazienti affetti da tale patologia, dando la possibilità di continuare la riabilitazione anche da casa. Lo scopo di questa tesi è stata la progettazione e l'implementazione di un esercizio realistico per la riabilitazione delle funzioni esecutive, denominato "Weekend in Rome", e la sua successiva integrazione nella piattaforma MS-Rehab. L'esercizio, basato su pianificazione automatica, prevede che il paziente pianifichi un fine settimana a Roma, dovendo far fronte a tutte le difficoltà che si presenterebbero in tale scenario nella vita di tutti i giorni (prenotazione dei treni e dell'albergo, spostamenti in città con i mezzi pubblici, ecc.

Mapping and assessment of tree roots using ground penetrating radar with low-cost GPS

In this paper, we have presented a methodology combining ground penetrating radar (GPR) and a low-cost GPS receiver for three-dimensional detection of tree roots. This research aims to provide an effective and affordable testing tool to assess the root system of a number of trees. For this purpose, a low-cost GPS receiver was used, which recorded the approximate position of each GPR track, collected with a 500 MHz RAMAC shielded antenna. A dedicated post-processing methodology based on the precise position of the satellite data, satellite clock offsets data, and a local reference Global Navigation Satellite System (GNSS) Earth Observation Network System (GEONET) Station close to the survey site was developed. Firstly, the positioning information of local GEONET stations was used to filter out the errors caused by satellite position error, satellite clock offset, and ionosphere. In addition, the advanced Kalman filter was designed to minimise receiver offset and the multipath error, in order to obtain a high precision position of each GPR track. Kirchhoff migration considering near-field effect was used to identify the three-dimensional distribution of the root. In a later stage, a novel processing scheme was used to detect and clearly map the coarse roots of the investigated tree. A successful case study is proposed, which supports the following premise: the current scheme is an affordable and accurate mapping method of the root system architecture

Three-Dimensional Shape Measurements of Specular Objects Using Phase-Measuring Deflectometry

The fast development in the fields of integrated circuits, photovoltaics, the automobile industry, advanced manufacturing, and astronomy have led to the importance and necessity of quickly and accurately obtaining three-dimensional (3D) shape data of specular surfaces for quality control and function evaluation. Owing to the advantages of a large dynamic range, non-contact operation, full-field and fast acquisition, high accuracy, and automatic data processing, phase-measuring deflectometry (PMD, also called fringe reflection profilometry) has been widely studied and applied in many fields. Phase information coded in the reflected fringe patterns relates to the local slope and height of the measured specular objects. The 3D shape is obtained by integrating the local gradient data or directly calculating the depth data from the phase information. We present a review of the relevant techniques regarding classical PMD. The improved PMD technique is then used to measure specular objects having discontinuous and/or isolated surfaces. Some influential factors on the measured results are presented. The challenges and future research directions are discussed to further advance PMD techniques. Finally, the application fields of PMD are briefly introduce

A Review of Low-end, Middle-end and High-end IoT Devices

Internet of Things (IoT) devices play a crucial role in the overall development of IoT in providing countless applications in various areas. Due to the increasing interest and rapid technological growth of sensor technology, which have certainly revolutionized the way we live today, a need to provide a detailed analysis of the embedded platforms and boards is consequential. This paper presents a comprehensive survey of the recent and most-widely used commercial and research embedded systems and boards in different classification emphasizing their key attributes including processing and memory capabilities, security features, connectivity and communication interfaces, size, cost and appearance, operating system (OS) support, power specifications and battery life and listing some interesting projects for each device. Through this exploration and discussion, readers can have an overall understanding on this area and foster more subsequent studies

Performance study of Kalman Filter track reconstruction algorithms in the FOOT experiment

Il progresso tecnologico ha portato all'evoluzione delle tecniche di radiazione oncologica, tra cui spicca il trattamento di adroterapia, che utilizza particelle cariche come protoni e ioni C. Il vantaggio rispetto alla radioterapia convenzionale, è la peculiare curva di rilascio di dose di particelle cariche nei tessuti, che presenta un massimo localizzato (picco di Bragg) alla fine del cammino. L'obiettivo di un trattamento adroterapico è la localizzazione della massima dose nel volume tumorale con minimo rilascio di dose nei tessuti sani circostanti. Oggigiorno, il Treatment Planning System (TPS) non considera appieno gli eventi di frammentazione, sia del bersaglio di materia organica nel caso di fasci di protoni, sia del proiettile in caso di ioni pesanti. Questo può portare alla sottostima della dose rilasciata negli organi a rischio, compromettendo l'efficacia del trattamento. Il nuovo esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target) si incarica di ricavare dati sperimentali sulla sezione d'urto dei frammenti prodotti nell'interazione tra particelle cariche (protoni e ioni pesanti come C, He e O) e tessuti biologici alle energie di 200-400 MeV/u. Questi dati saranno essenziali sia per il miglioramento dei trattamenti di adroterapia, sia per lo studio e l'ottimizzazione di meccanismi di radioprotezione per gli astronauti in orbita. L'apparato di FOOT consiste in un sistema di tracking in campo magnetico ad alta precisione ed utilizzando l'approccio di cinematica inversa, permette il calcolo della sezione d'urto differenziale di frammentazione nucleare con un'incertezza minore del 5%. La ricostruzione delle tracce si basa sul software SHOE (Software for Hadrontherapy Optimization Experiment), che utilizza il toolkit GENFIT ed il suo algoritmo Kalman di ricostruzione. Questa tesi si occupa dello studio di metodi per l'ottimizzazione della ricostruzione delle tracce, focalizzandosi in particolare sul filtro di Kalman e la sua performance nell'esperimento FOOT

Exploring The Effect of Meta-Structural Information on the Global Consistency of SLAM

Accurate online estimation of the environment structure simultaneously with the robot pose is a key capability for autonomous robotic vehicles. Classical simultaneous localization and mapping (SLAM) algorithms make no assumptions about the configuration of the points in the environment, however, real world scenes have significant structure (ground planes, buildings, walls, ceilings, etc..) that can be exploited. In this paper, we introduce meta-structural information associated with geometric primitives into the estimation problem and analyze their effect on the global structural consistency of the resulting map. Although we only consider the effect of adding planar and orthogonality information for the estimation of 3D points in a Manhattan-like world, this framework can be extended to any type of geometric, kinematic, dynamic or even semantic information. We evaluate our approach on a city-like simulated environment. We highlight the advantages of the proposed solution over SLAM formulation considering no prior knowledge about the configuration of 3D points in the environment.This research was supported by the Australian Research Council through the “Australian Centre of Excellence for Robotic Vision” CE140100016