Cell Volume Regulation Mechanisms in Differentiated Astrocytes

The ability of astrocytes to control extracellular volume homeostasis is critical for brain function and pathology. Uncovering the mechanisms of cell volume regulation by astrocytes will be important for identifying novel therapeutic targets for neurological conditions, such as those characterized by imbalances to hydro saline challenges (as in edema) or by altered cell volume regulation (as in glioma). One major challenge in studying the astroglial membrane channels involved in volume homeostasis in cell culture model systems is that the expression patterns of these membrane channels do not resemble those observed in vivo. In our previous study, we demonstrated that rat primary astrocytes grown on nanostructured interfaces based on hydrotalcite-like compounds (HTlc) in vitro are differentiated and display molecular and functional properties of in vivo astrocytes, such as the functional expression of inwardly rectifying K+ channel (Kir 4.1) and Aquaporin-4 (AQP4) at the astrocytic microdomain. Here, we take advantage of the properties of differentiated primary astrocytes in vitro to provide an insight into the mechanism underpinning astrocytic cell volume regulation and its correlation with the expression and function of AQP4, Transient Receptor Potential Vanilloid 4 (TRPV4), and Volume Regulated Anion Channel (VRAC)

er.autopilot 1.0: The Full Autonomous Stack for Oval Racing at High Speeds

The Indy Autonomous Challenge (IAC) brought together for the first time in history nine autonomous racing teams competing at unprecedented speed and in head-to-head scenario, using independently developed software on open-wheel racecars. This paper presents the complete software architecture used by team TII EuroRacing (TII-ER), covering all the modules needed to avoid static obstacles, perform active overtakes and reach speeds above 75 m/s (270 km/h). In addition to the most common modules related to perception, planning, and control, we discuss the approaches used for vehicle dynamics modelling, simulation, telemetry, and safety. Overall results and the performance of each module are described, as well as the lessons learned during the first two events of the competition on oval tracks, where the team placed respectively second and third.Comment: Preprint: Accepted to Field Robotics "Opportunities and Challenges with Autonomous Racing" Special Issu

Sviluppo di un sistema di controllo per veicoli autonomi da competizione

In questo lavoro di tesi si descrivono lo sviluppo, la prototipazione e la verifica sperimentale di un sistema di controllo di sterzo e forza (di trazione e di frenatura) per la guida autonoma di livello 5 di veicoli da competizione. Lo scenario considerato è quello delle piste da corsa, all’interno del quale è possibile sperimentare in sicurezza sistemi innovativi di controllo, come quello proposto, in condizioni limiti di aderenza per la ricerca delle prestazioni massime in fase di gara. La tesi illustra il contributo offerto dal laureando per lo sviluppo e l'implementazione di un pilota autonomo nell'ambito del progetto Roborace, che ha coinvolto un Team dell'Università di Pisa nato all’interno del Centro di Ricerca E. Piaggio come primo in Italia e fra i primi al mondo a realizzare questo tipo di sperimentazioni nelle condizioni che saranno descritte. Il lavoro presenta la descrizione del modello del veicolo monotraccia, ritenuto il più appropriato per essere utilizzato come modello di riferimento, nell'ottica dell'applicazione di un controllo model-based. Si propone inoltre una procedura che ha come obiettivo la ricerca di una traccia di riferimento, o racing line, in un tracciato noto; la procedura è basata sulla costruzione di un grafo topologico della pista ed è volta a trovare il percorso clotoidale in grado di ottimizzare il profilo di curvatura, in relazione alla velocità massima sostenibile dalla vettura, allo scopo di minimizzare il tempo sul giro. Si introduce il problema della localizzazione e si illustra il progetto di uno stimatore, basato su un filtro di Kalman esteso, che integri le informazioni dei sensori inerziali e non inerziali per stimare la posizione della vettura in pista. Si giunge infine alla parte centrale del lavoro di tesi che ha riguardato lo sviluppo, l'implementazione ed il test di un sistema di controllo predittivo basato su modello, adatto all’utilizzo in tempo reale. Il sistema, basato su una procedura di ottimizzazione non lineare, valuta un'azione combinata di sterzo e forza longitudinale per condurre il veicolo lungo una traiettoria di riferimento precedentemente calcolata. Il lavoro si conclude con una descrizione dei risultati sperimentali ottenuti durante le sessioni di test e uno sguardo ai possibili sviluppi futuri

A Planning and Control System for Self-Driving Racing Vehicles

Autonomous robots will soon enter our everyday life as self-driving cars. These vehicles are designed to behave according to certain sets of cooperative rules, such as traffic ones, and to respond to events that might be unpredictable in their occurrence but predictable in their nature, such as a pedestrian suddenly crossing a street, or another car losing control. As civilian autonomous cars will cross the road, racing autonomous cars are under development, which will require superior Artificial Intelligence Drivers to perform in structured but uncertain conditions. We describe some preliminary results obtained during the development of a planning and control system as key elements of an Artificial Intelligence driver for the competition scenario