Learning Analytics: the systematic use of complex data analysis for supporting school principals and teachers in K-12 education and higher education
Ingegneria industriale e dell'informazione
Melisa Lucia Diaz Lema
Dipartimento:
Dipartimento di Ingegneria Gestionale
Abstract
Il successo degli studi nell’istruzione superiore è una priorità nell’agenda politica europea, ma a causa del diverso panorama educativo tra paesi e istituzioni, è necessaria un’azione più coordinata a livello internazionale per acquisire una conoscenza più condivisa e solida sul fenomeno dell’abbandono universitario. La presente ricerca è mirata a comprendere meglio l’identificazione degli studenti ad alto rischio di abbandono universitario attraverso uno studio comparativo tra due atenei situati in due paesi europei: il Politecnico di Milano in Italia e la Vrije Universiteit Amsterdam nei Paesi Bassi. I risultati mostrano che la capacità predittiva dei modelli in contesti diversi è interscambiabile e migliora notevolmente una volta che i dati sul rendimento universitario degli studenti diventano disponibili.
Approcci chip-based per microscopia finalizzata alla localizzazione di single cellule con applicazioni nel campo dell’oncologia di precisione e delle biopsie liquide
Ingegneria industriale e dell'informazione
Surjendu Bikash Dutta
Dipartimento:
Ingegneria Elettrica e dell’Informazione
Abstract
Nel campo di ricerca emergente delle biopsie liquide il progetto ha puntato a contribuire a un vero e proprio cambio di paradigma nel campo della microscopia attraverso l’utilizzo della fotonica integrata.
L’obiettivo progettuale è stato pienamente centrato attraverso il design di un chip fotonico estremamente innovativo, che è stato impiegato per dimostrare una tecnica di nanoscopia di nuova generazione. La tecnica è stata validata attraverso l’imaging di complesse strutture cellulari con dimensioni nanometriche e l’analisi quantitativa delle interazioni molecolari che coinvolgono diverse classi di cellule non aderenti, come le cellule tumorali circolanti e le cellule T.
Energy systems flexibility for islands' decarbonisation
Ingegneria industriale e dell'informazione
Maria Rosa Loffredo
Dipartimento:
Pianificazione, Design Tecnologia dell’Architettura
Abstract
The research entitled “Energy systems flexibility for islands’ decarbonisation” is part of a broad endeavor to support islands in the development of specialized renewable energy systems modeling capabilities relevant to environmental systems. The projects are a wide range of investigations ranging on hybrid renewable energies in several islands. Four projects have been done in cooperation with NTNU, considering, in particular, an Italian case study (Sicily Island) and Norwegian (Hinngya island) and also Iranian islands. In this process, the researcher developed a range of new methodologies, devised practically implementable energy, economic and environmental schemes.
Deep Radiomics for Personalised Oncology
Ingegneria industriale e dell'informazione
Zhenzhong Liu
Dipartimento:
Facoltà Dipartimentale di Ingegneria
Abstract
The work conducted in this project has produced an in-depth study of pathology histology images acquired from non-small cell lung cancer patients, with the aim of predicting if the patients will reduce or not the tumour mass during the therapy, offering the chance to deploy personalized approaches for resulting in treatment adaptation. To this end we investigate pathomics as the microscale counterpart of radiomics, studying different deep neural networks as well as transfer learning, data augmentation and data normalization approaches, even in a multimodal fashion. The results obtained are promising, despite the presence of unbalanced data.
BIOCOMP (Bio-compositi ad applicazione industriale)
Ingegneria industriale e dell'informazione
Prasad Vishnu
Dipartimento:
Ingegneria dell'Innovazione
Abstract
The project evaluates the mechanical characterization of carbon fibre reinforced biobased resin composites. The mechanical properties of the fibre, resin, and composites are individually analyzed. Plasma treatment is conducted on the surface of carbon fibre to enhance the fibre matrix adhesion and the mechanical properties of the composites. The single fibre tensile and single fibre fragmentation tests are conducted to analyze the interfacial adhesion between the fibre and bioresin. The flexural, interlaminar shear strength, Mode I interlaminar fracture toughness of the composites are evaluated to find the influence of fibre surface treatment on the fibre matrix bonding.
Explainable Artificial Intelligence (XAI) Models
Ingegneria industriale e dell'informazione
Isaak Kavasidis
Dipartimento:
Ingegneria elettrica, elettronica ed informatica
Abstract
Il progetto di ricerca ha riguardato lo studio e lo sviluppo di modelli di intelligenza artificiale interpretabili per il support decisionale al trattamento immunoterapico di pazienti affetti da carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) tramite analisi di CT al fine di identificare pattern visuali correlabili con stati di mutazione del carcinoma. L’obiettivo specifico consiste nell’ideare modelli di intelligenza artificiale, declinati secondo il paradigma del deep learning, che non solo siano in grado di profilare genomicamente i tumori ma anche che, in base alla progettazione, possano prendere decisioni robuste e soprattutto interpretabili (Explainable AI) per i radiologi. La ricerca inoltre ha previsto la progettazione di metodi in grado di visualizzare le feature apprese dai modelli neurali, combinarle a diversi livelli di astrazione ed attribuirgli una semantica in grado di essere compresa dai radiologi così da aumentare il livello di fiducia, in ambito clinico, nei sistemi di IA.
Metodi energetici avanzati per la fatica e la meccanica della frattura di materiali innovativi e provini intagliati
Ingegneria industriale e dell'informazione
Rosa De Finis
Dipartimento:
Meccanica, Matematica e Management
Abstract
Il progetto si è focalizzato sulla caratterizzazione a frattura di una lega di Titanio (Ti6AI4V) ottenuta mediante processo di manifattura additiva (Selective Laser Melting) mediante tecniche sperimentali : Digital Imaging Correlation, Emissioni Acustiche e Termografia che consentono di eseguire metodi energetici avanzati di analisi. L’uso di tali metodi consente di risparmiare tempo di prova, qualificare il prodotto in modo efficace, risparmiare tempo sulle operazioni di manutenzione, e di verificare l’integrità strutturale del materiale. L’obiettivo è stato quello di definire procedure di prova e di analisi che potessero essere ‘esportate’ dal laboratorio e applicate ai componenti soggetti ai carichi operativi.
Enable the on-the-fly re-configurability of satellite instrumentation control unit using open source components fostering new market opportunities for the European Small and Medium Space Enterprise - ICU4SAT
Ingegneria industriale e dell'informazione
Pietro Nannipieri
Dipartimento:
Ingegneria dell'informazione
Abstract
Con l’aumento del numero di missioni spaziali di osservazione della terra la necessità di ottimizzare la memoria e l’elaborazione di dati a bordo del satellite diventa sempre più critica.
ICU4SAT (Instrument Control Unit for Satellite), progetto in collaborazione tra l’Univ. di Pisa e la Brandenburg Univ. of Technology, permette l’esecuzione di algoritmi di intelligenza artificiale e reti neurali a basso consumo energetico a bordo di satelliti sfruttando la tecnologia FPGA resistente alle radiazioni. Grazie alla riconfigurabilità dinamica delle piattaforme FPGA utilizzate, apre nuove possibilità in termini di risparmio energetico e flessibilità, adattandosi in modo efficiente a un carico di lavoro variabile durante la missione senza la necessità di lanciare nuovi satelliti.
Catalizzatori ecosostenibili per processi waste-to-energy
Ingegneria industriale e dell'informazione
Maila Danielis
Dipartimento:
Politecnico di ingegneria e architettura
Abstract
La conversione di molecole come CO2 e CH4 in composti a più alto valore aggiunto da reinserire nelle catene produttive è di importanza fondamentale per mitigare l’impatto ambientale di molte attività produttive. Obiettivo del progetto è stato lo studio di materiali per la conversione di anidride carbonica e metano in biocarburanti leggeri (biometano, syngas o metanolo). I materiali, supportati su ossido di cerio ad elevata resistenza termica, sono stati ottenuti tramite macinazione a secco, un metodo innovativo che permette di ridurre ulteriormente l’impatto ambientale della produzione dei catalizzatori stessi, in aggiunta ai benefici ambientali oggetto della reazione chimica studiata.
Characterize the spatio-temporal dynamics of epileptic networks
Ingegneria industriale e dell'informazione
Stefania Coelli
Dipartimento:
Elettronica, informazione e bioingegneria
Abstract
La possibilità di studiare con tecniche non invasive l’attività della rete epilettogena è di grande interesse al fine di ulteriormente migliorare le strategie di intervento per il trattamento delle epilessie farmaco-resistenti. Sfruttando un dataset unico di registrazioni di stereo-elettroencefalografia (SEEG) e magneto-elettroencefalografia (MEG) simultanee, si mostra che metodi come l’analisi delle componenti indipendenti e ricostruzione delle sorgenti tramite beamformers sono in grado di identificare i generatori corticali di attività epilettica e ricostruirne la dinamica di rete. Risultati promettenti sono stati ottenuti attraverso simulazioni e su un set di dati reali.