Recupero di immagini dermatologiche mediante persistenza e formule di Viète

L'incidenza del melanoma cutaneo è in aumento e la prevenzione ed una diagnosi precoce sono fondamentali per evitare che questo diventi pericoloso. Purtroppo però la diagnosi clinica di melanoma è generalmente difficoltosa ed è condizionata direttamente dall'esperienza del medico. Quindi un'analisi computerizzata può rivelarsi un valido strumento di supporto in questo ambito.Da qualche anno è in fase di realizzazione un progetto per la costruzione di una macchina per il supporto medico nell'individuazione di lesioni melanocitiche. Un aspetto fondamentale è che, con tale macchina, non si vuole assolutamente fornire una diagnosi che possa sostituire quella del dermatologo, ma si vuole cercare di agevolare il lavoro di quest'ultimo. Il principio che sta alla base del funzionamento di tale macchina sfrutta principalmente la teoria dell'omologia persistente. In questo progetto di tesi si è modificato l'algoritmo che attualmente è presente all'interno della macchina. In particolare è stata presa in esame la parte di algoritmo in cui vengono calcolate le distanze tra le diverse immagini del database con l'obiettivo di ridurre il tempo di esecuzione del programma al fine di riuscire a lavorare con database di maggiori dimensioni. Con il nuovo algoritmo si cerca inoltre di tralasciare meno informazioni possibili dalle immagini che vengono analizzate. Attualmente queste distanze vengono calcolate utilizzando la distanza di bottleneck tra diagrammi di persistenza relativi rispettivamente alle immagini che si stanno considerando, data una certa funzione filtrante. Nel nuovo algoritmo, invece, verranno costruiti dei polinomi complessi relativi a tali diagrammi di persistenza e le distanze saranno calcolate come distanze tra i coefficienti di tali polinomi

Applying machine learning: a multi-role perspective

Machine (and deep) learning technologies are more and more present in several fields. It is undeniable that many aspects of our society are empowered by such technologies: web searches, content filtering on social networks, recommendations on e-commerce websites, mobile applications, etc., in addition to academic research. Moreover, mobile devices and internet sites, e.g., social networks, support the collection and sharing of information in real time. The pervasive deployment of the aforementioned technological instruments, both hardware and software, has led to the production of huge amounts of data. Such data has become more and more unmanageable, posing challenges to conventional computing platforms, and paving the way to the development and widespread use of the machine and deep learning. Nevertheless, machine learning is not only a technology. Given a task, machine learning is a way of proceeding (a way of thinking), and as such can be approached from different perspectives (points of view). This, in particular, will be the focus of this research. The entire work concentrates on machine learning, starting from different sources of data, e.g., signals and images, applied to different domains, e.g., Sport Science and Social History, and analyzed from different perspectives: from a non-data scientist point of view through tools and platforms; setting a problem stage from scratch; implementing an effective application for classification tasks; improving user interface experience through Data Visualization and eXtended Reality. In essence, not only in a quantitative task, not only in a scientific environment, and not only from a data-scientist perspective, machine (and deep) learning can do the difference

Towards a holistic approach to the socio-historical analysis of vernacular photos

Although one of the most popular practices in photography since the end of the 19th century, an increase in scholarly interest in family photo albums dates back to the early 1980s. Such collections of photos may reveal sociological and historical insights regarding specific cultures and times. They are, however, in most cases scattered among private homes and only available on paper or photographic film, thus making their collection and analysis by historians, socio-cultural anthropologists, and cultural theorists very cumbersome. Computer-based methodologies could aid such a process in various ways, speeding up the cataloging step, for example, with the use of modern computer vision techniques. We here investigate such an approach, in- troducing the design and development of a multimedia application that may automatically catalog vernacular pictures drawn from family photo albums. To this aim, we introduce the IMAGO dataset, which is composed of photos belonging to family albums assembled at the University of Bologna’s Rimini campus since 2004. Ex- ploiting the proposed application, IMAGO has offered the opportunity of experimenting with photos taken between the years 1845 and 2009. In particular, it has been possible to estimate their socio-historical content, i.e., the dates and contexts of the images, without resorting to any other sources of information. Exceeding our initial expectations, such an approach has revealed its merit not only in terms of performance but also in terms of the foreseeable implications for the benefit of socio-historical research. To the best of our knowledge, this contribution is among the few that move along this path at the intersection of socio-historical studies, multimedia computing, and artificial intelligence

Macroscopic coherence as an emergent property in molecular nanotubes

Nanotubular molecular self-aggregates are characterized by a high degree of symmetry and they are fundamental systems for light-harvesting and energy transport. While coherent effects are thought to be at the basis of their high efficiency, the relationship between structure, coherence and functionality is still an open problem. We analyse natural nanotubes present in Green Sulphur Bacteria. We show that they have the ability to support macroscopic coherent states, i.e. delocalized excitonic states coherently spread over many molecules, even at room temperature. Specifically, assuming a canonical thermal state we find, in natural structures, a large thermal coherence length, of the order of 1000 molecules. By comparing natural structures with other mathematical models, we show that this macroscopic coherence cannot be explained either by the magnitude of the nearest-neighbour coupling between the molecules, which would induce a thermal coherence length of the order of 10 molecules, nor by the presence of long-range interactions between the molecules. Indeed we prove that the existence of macroscopic coherent states is an emergent property of such structures due to the interplay between geometry and cooperativity (superradiance and super-transfer). In order to prove that, we give evidence that the lowest part of the spectrum of natural systems is determined by a cooperatively enhanced coupling (super-transfer) between the eigenstates of modular sub-units of the whole structure. Due to this enhanced coupling strength, the density of states is lowered close to the ground state, thus boosting the thermal coherence length. As a striking consequence of the lower density of states, an energy gap between the excitonic ground state and the first excited state emerges. Such energy gap increases with the length of the nanotube (instead of decreasing as one would expect), up to a critical system size which is close to the length of the natural complexes considered

Retinal microvascular alterations in patients with active rheumatoid arthritis without cardiovascular risk factors: the potential effects of T cell co-stimulation blockade

BackgroundThe evaluation of microvascular alterations might provide clinically useful information for patients with an increased cardiovascular (CV) risk, such as those with rheumatoid arthritis (RA), being the small artery remodeling the earliest form of target organ damage in primary CV diseases, such as arterial hypertension. The evaluation of retinal arterioles is a non-invasive technique aimed to identify an early microvascular damage, represented by the increase of the wall-to-lumen ratio (WLR) index. Abatacept (ABA), a T-cell co-stimulator blocker, is used to treat RA. A CV protective action was hypothesized for its peculiar mechanism of action in the modulation of T-cells, potentially involved in the pathogenesis of CV comorbidity. The study aimed to non-invasively investigate morphological characteristics of retinal arterioles in a cohort of RA patients treated with ABA.Materials and methodsSeventeen RA patients [median (25th-75thpercentile) age = 58 (48–64) years, baseline 28-joint Disease Activity Score DAS28-C-reactive protein (DAS28-CRP) = 4.4 (3.9–4.6), body mass index (BMI) = 24.2 (23.4–26) kg/m2, rheumatoid factor positive:52.9%, anti-citrullinated peptide autoantibodies positive:76.5%] without known CV risk factors (arterial hypertension, diabetes, hypercholesterolemia, previous CV events, smoking) were evaluated by the adaptive optics imaging system of retinal arterioles before and every 6 months of therapy with ABA (T0, T6 and T12). Office blood pressure evaluation, 24-h ambulatory blood pressure monitoring and tissue-doppler echocardiography were also performed.ResultsA progressive significant reduction of the WLR of retinal arterioles was observed [T0 = 0.28 (0.25–0.30), T6 = 0.27 (0.24–0.31), T12 = 0.23 (0.23–0.26); p T0 vs. T6 = 0.414; p T6 vs. T12 = 0.02; p T0 vs. T12 = 0.009], without significant variations in other parameters. The T0-T12 reduction of WLR was correlated with that of DAS28-CRP (r:0.789; p = 0.005). Moreover, a significant reduction of diastolic office blood pressure and a trend for reduction of daily pressure measured by ambulatory monitoring were observed.ConclusionIn a cohort of RA patients without known CV risk factors, a reduction of retinal microvascular alterations was demonstrated after treatment for 12 months with ABA, in parallel with the reduction of disease activity. These results might suggest the possibility of microvascular abnormalities regression induced by the immune system modulation

La mineralizzazione aurifera della miniera di Zimudang nel quadro dei depositi di tipo Carlin del Guizhou (Cina sud-occidentale): studio petrografico.

La miniera di Zimudang è considerata uno dei depositi auriferi Carlin-type più importanti nel Sud-Est della Provincia di Guizhou, che rappresenta una regione molto ricca di risorse minerarie, in particolare di depositi a metalli, della Cina Sud-Occidentale. Il deposito aurifero è localizzato lungo il termine occidentale dell’anticlinale di Huijiabao formatasi durante l’orogenesi Yanshan (210-90 Ma), e controllato dal punto di vista strutturale da una faglia inversa lungo la quale si localizza il corpo mineralizzato. Esso è ospitato all’interno della zona di danneggiamento della faglia con sviluppo di cataclasiti e piani di frattura secondari. Le rocce interessate dalla mineralizzazione sono costituite da rocce carbonatiche e carbonati impuri (calcari dolomitici, siltiti ed argilliti calcaree, marne) interessati da varie alterazioni quali decarbonatazione, sulfurazione, silicizzazione ed alterazione argillitica, contenenti disseminazioni di solfuri attraversate da vene di calcite, dolomite e quarzo; i principali solfuri presenti sono la pirite arsenifera e l’arsenopirite, nei quali l’oro si presenta a grana estremamente fine, inferiore al micron, ragione per la quale questi depositi sono chiamati anche “Sediment-hosted disseminated gold deposits” (Bagby & Berger, 1985; Zhang et al., 2003). Dal punto di vista paragenetico esistono in quantità minori altri minerali in associazione a questi solfuri quali realgar, sfalerite e cinabro. Mentre la mineralizzazione del vicino deposito di Shuyindong è stata studiata in dettaglio (e.g. Su et al., 2008, 2011), l’area di Zimudang è stata oggetto di minore attenzione. Perciò, lo scopo di questa tesi è stato quello di ricostruire lo sviluppo della mineralizzazione aurifera del deposito Carlin-type di Zimudang che ancora oggi non è stato interessato da studi di dettaglio e di confrontarne le caratteristiche (sequenza paragenetica e caratteri tessiturali) con altri depositi Carlin-type cinesi ed americani. Di conseguenza, è stato effettuato uno studio petrografico della mineralizzazione su sezioni sottili e lucide di campioni selezionati, utilizzando il microscopio ottico da petrografia a luce trasmessa sia quello a luce riflessa. I campioni sono stati analizzati anche al microscopio elettronico a scansione (immagini SEM-BSE) ed è stata utilizzata la microanalisi EDS come supporto per l'identificazione dei minerali presenti. È stata eseguita un’analisi di spettrometria di fluorescenza a raggi X (XRF) tramite uno spettrometro portatile (NITON XL3t GOLDD+) sui campioni a mano per rivelare la presenza di anomalie in metalli ed infine è stata svolta un’analisi di diffrattometria da cristallo singolo (XRD) per completare l’identificazione dei minerali formatisi durante lo stadio post-mineralizzazione aurifera. Lo studio dei campioni analizzati ha permesso di distinguere diverse generazioni di cristalli di pirite, sulla base della morfologia e della presenza di As. La ricostruzione ottenuta è stata confrontata con quella della miniera di Shuiyindong e con la miniera Carlin di Betze-Post in Nevada. Lo studio dei campioni a disposizione provenienti dal deposito aurifero di Zimudang ha consentito così di ricostruire con maggior precisione la genesi di questa deposito

Punti razionali di ordine finito su una curva ellittica

Questa tesi nasce dal voler approfondire lo studio delle curve piane di grado 3 iniziato nel corso di Geometria Proiettiva. In particolare si andrà a studiare la legge di gruppo che si può definire su tali curve e i punti razionali di ordine finito appartenenti alle curve ellittiche. Nel primo capitolo si parla di equazioni diofantee, dell’Ultimo Teorema di Fermat, dell'equazione e della formula di duplicazione di Bachet. Si parla inoltre dello stretto rapporto tra la geometria, l'algebra e la teoria dei numeri nella teoria delle curve ellittiche e come le curve ellittiche siano importanti nella crittografia. Nel secondo capitolo vengono enunciate alcune definizioni, proposizioni e teoremi, riguardanti polinomi e curve ellittiche. Nel terzo capitolo viene introdotta la forma normale di una cubica. Nel quarto capitolo viene descritta la legge di gruppo su una cubica piana non singolare e la costruzione geometrica che porta ad essa; si vede il caso particolare della legge di gruppo per una cubica razionale in forma normale ed inoltre si ricavano le formule esplicite per la somma di due punti appartenenti ad una cubica. Nel capitolo cinque si iniziano a studiare i punti di ordine finito per una curva ellittica con la legge di gruppo dove l'origine è un flesso: vengono descritti e studiati i punti di ordine 2 e quelli di ordine 3. Infine, nel sesto capitolo si studiano i punti razionali di ordine finito qualsiasi: viene introdotto il concetto di discriminante di una cubica e successivamente viene enunciato e dimostrato il teorema di Nagell-Lutz