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Vehicular ad-hoc networks (VANETs) that enable communication among vehicles and between vehicles and unmanned aerial vehicles (UAVs) and cellular base stations have recently attracted significant interest from the research community, due to the wide range of practical applications they can facilitate (e.g., road safety, traffic management and rescue missions). Despite this increased research activity, the high vehicle mobility in a VANET raises concerns regarding the robustness and adaptiveness of such networks to support time-critical applications and internetworking. In this thesis, as a first step toward the design of efficient MAC protocol to support time-critical applications and internetworking, we show that it is indeed possible to follow the dynamics of a network and consequently adapt the transmission probability of the Aloha protocol to reduce the interference and maximise the single-hop throughput between adjacent nodes. Extensive simulation validates the proposed analytical model, which thus can serve as a promising tool to improve VANETs performance. By exploiting the parallel between the CSMA/CA and Aloha performance models, the optimal transmission probability for the Aloha protocol as a function of estimated vehicular density is derived. This probability is then used to obtain the optimal maximum CW that can be integrated in an amended CSMA/CA protocol to maximise the single-hop throughput among adjacent vehicles. We show by means of simulation that the beneficial impact the proposed protocol is increased channel throughput and reduced transmission delay when compared with the standardised protocol CSMA/CA in IEEE 802.11p. These results reveal the applicability of the new, optimised protocol to safety applications and clustering techniques with stringent performance requirements. Lastly, we propose a Stable Clustering Algorithm for vehicular ad-hoc networks (SCalE) internetworking. The exchange of the necessary status information to support the efficient clusters formation can firmly relay on the support of our optimised CSMA/CA protocol. The SCalE algorithm makes use of the knowledge of the vehicles behaviour (explained in Chapter 5) for efficient selection of CHs, and selects a backup CH on top of the CH to maintain the stability of cluster structures. The increased stability and improved performance of the SCalE algorithm is studied and compared with existing clustering algorithms. Open Access

Negli ultimi anni i sistemi laser a scansione terrestre (TLS) sono divenuti sempre più soventemente strumenti utili al monitoraggio: sia di fenomeni di dissesto come frane e problemi di stabilità di versante, ma anche per il monitoraggio di aree crateriche dei vulcani o di caldera. Sono frequenti le applicazioni nelle cave o nelle saline per il monitoraggio dei volumi di materiale estratto. Sono state effettuate applicazioni per lo studio e la geo-referenziazione della struttura complessa delle grotte, il monitoraggio per la stabilità delle dighe o dei ponti, lo studio dell’evoluzione del corpo dei ghiacciai e dei fenomeni di dissesto a questi associati [http://www.microgeo.it/LaserScanner/applicazioni-laser-scanner-3d.php; Fantini, 2015; Zogg et al., 2008; Shen-En Chen, 2012; Alba et al., 2006; Bauer, 2003; Bauer et al., 2005; Micheletti et al., 2014]. L’evoluzione della moderna tecnologia vede laser sempre più potenti e sicuri per l’occhio umano, l’implementazione di sistemi con memorie a stato solido di dimensioni pari a diverse decine di Giga byte, schermi integrati a cristalli liquidi dotati di tecnologia touch screen in grado di comandare in maniera user friendly la strumentazione. I moderni firmware consentono la visualizzazione dell’oggetto in esame già in fase di rilievo. Infine la portata può raggiungere e superare i 3 Km per i sistemi very long range [Pesci et al., 2011; Abmayr et al., 2005], mentre la frequenza di acquisizione supera il milione di punti al secondo per i sistemi laser utilizzati tipicamente in ambito architetturale. Nel campo dell’industria meccanica e automobilistica sono stati implementati laser a scansione terrestre triangolatori che funzionano in virtù della tecnica dell’intersezione in avanti e che sono in grado di raggiungere delle precisioni di alcune decine di µm. Inoltre, meritano menzione i sistemi laser 3D a luce strutturata [Pesci et al., 2011; Abmayr et al., 2005], che consentono la modellazione di piccoli oggetti con precisioni estreme come quelle già citate. Fra i più vasti settori di applicazione della tecnologia TLS vi è tuttavia, il rilievo morfologico e la modellazione 3D degli edifici sia storici che moderni [Casula et al., 2009; Costanzo et al., 2015; Casula et al., 2015]. Nel caso di antiche costruzioni è sempre necessaria una preliminare ricerca storica finalizzata alla ricostruzione stratigrafica degli interventi di restauro, seguita poi da indagini in laboratorio per l’analisi delle caratteristiche petrografiche, granulometriche e compositive dei materiali compositi utilizzati per la costruzione degli edifici stessi [Casula et al., 2009; Costanzo et al., 2015; Casula et al., 2015; Doglioni, 1997]. Per quanto riguarda i fabbricati moderni, le cui tipologie costruttive vanno dalle murature animate al calcestruzzo animato, hanno forme architettoniche meno travagliate, ma comunque per l’analisi dello stato di conservazione delle murature è sempre necessario applicare diverse tecniche d’indagine sia distruttive che non distruttive (NDT) per studiare come evolve l’usura nel tempo dei materiali da costruzione, come previsto dalla legislazione [Casula et al., 2009; Costanzo et al., 2015; Casula et al., 2015]. Nel caso del monitoraggio degli edifici oltre che per la realizzazione di piante e sezioni utili ai tecnici per la progettazione o la variazione di uso degli edifici stessi, la tecnologia TLS costituisce un metodo utile per la realizzazione di test non distruttivi atti alla verifica strutturale di elementi portanti dei manufatti analizzati come: pareti, pilastri portanti, solai e pavimentazioni. Esistono infine, applicazioni per grandi opere, dov’è necessario l’utilizzo di sistemi laser montati su veicoli o su droni [Girelli, 2007; Doglioni, 1997]. All’evoluzione strumentale corrisponde uno sviluppo altrettanto importante del software e dell’hardware per la restituzione del dato. I computer consentono, allo stato attuale, l’installazione di memorie di massa con volumi di dimensioni di diverse decine di Tera byte. I processori dei moderni calcolatori sono dotati di core con più CPU (central processing unit) integrate e persino i processori grafici sono dotati di più processori e memorie pari a 6 Giga byte con frequenze di clock elevate. Tra i più noti software object oriented per Graphic User Interface (GUI), abbiamo il pacchetto JRC 3D Reconstructor® della Gexcel (http://www.gexcel.it). Sviluppato in virtù delle più moderne e veloci versioni del compilatore Microsoft Visual C++, tale software consente sia di effettuare in maniera grafica interattiva l’analisi del dato TLS, sia di interfacciarsi con ambienti AutCAD©. “La maggior parte delle attività descritte in questo lavoro sono state finanziate con fondi del progetto PON01_02710 MASSIMO-Monitoraggio in Area Sismica di Sistemi Monumentali”. Il progetto PON MASSIMO nasce con la prerogativa di produrre uno strumento dedicato alla tutela di strutture a valenza storico – artistica. Questo avviene attraverso un percorso di catalogazione, analisi del bene inteso come elemento costituito da elementi resistenti e da materiali, ubicazione e studio del sito della struttura, attività di monitoraggio dove le variabili che definiscono il livello di affidabilità e di esposizione possano essere aggiornate periodicamente in funzione degli eventi che si susseguiranno negli anni e del fisiologico impoverimento dei materiali presenti. Il progetto ha come principale obiettivo quello di fornire un software di controllo del patrimonio storico, basato sull’acquisizione di dati provenienti da strutture e siti opportunamente monitorati, in grado di produrre risultati utili già nella fase di acquisizione minima dei dati. Inoltre, sarà concepito in modo da ridurre fortemente le attività decisionali legate alle interpretazioni soggettive dei tecnici. Ovviamente, tale software di gestione sarà opportunamente validato su due edifici prototipo, scelti dall’analisi di quanto è già stato eseguito sul territorio in termini di identificazione e catalogazione, secondo gli standard nazionali, delle strutture architettoniche e dei beni culturali del patrimonio Calabrese come ad esempio il complesso monumentale di Sant’Agostino a Cosenza. In questo lavoro sono descritte, le procedure di acquisizione ed analisi del dato TLS nell’ambito del progetto PON MASSIMO, nell’area di convergenza sita nel territorio della Regione Calabria, mediante strumento TLS di tipo architettonico Z+F 5010c®; inoltre verrà illustrato il processo di elaborazione dei dati tramite il potente pacchetto software Reconstructor®. Questo ci fornirà la possibilità di ottenere modelli 3D che serviranno come base per la pianificazione di altri test NDT.

Human society has always been dependent on biomass-derived carbonand energy for nutrition and survival. Recently, we have also become dependent on petroleum-derived carbon and energy for commodity chemicals and fuels. However, the nonrenewable nature of petroleum stands in stark contrast to the renewable carbon and energy present in biomass. Thus, there is an increasing demand to develop and implement strategies for production of commodity chemicals and fuels from biomass instead of petroleum. One of the main impediment to the massive production of biofules is the lack of an efficient, high-yielding, commercially feasible process. Thus, in order for a bio-based process to compete with existing (petroleum-based) processes, the target chemical must be produced at high yield, titer and productivity. This Ph.D. project was aimed at developing and optimizing yeast strains able to produce alcohols and organic acids of industrial interest through a metabolic engineering approach. The potentialities linked to yeast natural metabolic versatility were also evaluated with respect to the production of the different compounds of interest. Starting from this base-line, yeast capability has been improved by the expression of endogenous and eterologous activity.