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Risultati sperimentali del prototipo in termini di quantità di dati raccolti, percentuale di funzionamento delle varie apparecchiature sensoristiche.

Here we report an experimental study about the controlled etching of macropores in n-type silicon electrodes at quasizero anodic voltage using hydrofluoric acid-based photo-electrochemical etching (P-ECE). This breaks a new ground on the controlled electrochemical dissolution of n-type silicon, for which the use of anodic voltage above the electropolishing peaks (VPS, JPS) has been considered to be a golden rule for the etching control, to date. Remarkably, our experimental results clearly show that it is possible to control the etching of macropores at anodic voltages well below (close to zero Volt) the electropolishing peak and that the use of low anodic voltages is beneficial for the fabrication of regular macropores for both larger diameters (e.g. 10 ?m ) and spatial pitches (e.g. 20 ?m).

Nella sezione 1 viene descritto il processo per la realizzazione di lastre sottili di materiale piezoelettrico, da inserire in convertitori con architettura diversa da quelli precedentemente testati. Vengono poi presentate le prove sperimentali con convertitori a due e quattro lamine. Segue l'analisi delle prestazioni del convertitore autoprodotto e delle prove comparative con i risultati precedenti sia con segnale armonico alla frequenza di risonanza che nelle reali condizioni di lavoro. In questo documento e? descritta la fase successiva dello sviluppo, test di laboratorio e collaudo dei vari sistemi di monitoraggio che caratterizzano l'ambiente e-CABIN. In particolare, sono descritte le fasi di sviluppo, realizzazione e misura delle tecnologie sviluppate per il recupero dell'energia, per i sistemi di monitoraggio ambientale e delle condizioni fisiologiche e attivita? dei passeggeri. Per quanto concerne i sistemi per il monitoraggio della qualita? dell'aria e del rumore ambientale in cabina, la Sezione 2 descrive in dettaglio la seconda fase delle prove sperimentali sui dispostivi realizzati, svolte sulla cabina di prova presso l'Universita? di Trieste, nonche? i risultati ottenuti. Per quanto concerne nello specifico il monitoraggio del sonno, vengono descritte le fasi finali della realizzazione e prove sperimentali sui dispositivi realizzati svolte sulla cabina di prova presso l'Universita? di Trieste e i risultati conseguiti. Per quanto concerne il monitoraggio del movimento mediante microonde, la Sezione 3 descrive le attivita? di prova sperimentali che si sono svolte seconda meta? di aprile, presso l'Universita? di Trieste. Inoltre, per il sistema di monitoraggio delle condizioni fisiologiche e di attivita?, nella Sezione 3 si descrive il completamento delle funzionalita? del sistema con particolare riferimento all'integrazione del modulo smartwatch ed all'integrazione con la piattaforma middleware di raccolta dati. Si descrive inoltre l'esito dei test effettuati in laboratorio e presso la cabina di test.

In questo documento è descritta la prima fase dello sviluppo e test di laboratorio dei vari sistemi di monitoraggio che caratterizzano l'ambiente e-CABIN. In particolare, nella Sezione 1 sono descritte le fasi di sviluppo delle tecnologie e la progettazione dei sistemi per il recupero dell'energia, mentre nelle Sezioni 2 e 3, è descritto, rispettivamente, lo sviluppo dei sistemi di monitoraggio ambientale e delle condizioni fisiologiche e attività dei passeggeri.

In questo documento è descritta la fase di integrazione dei vari sistemi di monitoraggio che caratterizzano l'ambiente e-Cabin. In particolare, sono descritte le fasi di integrazione per i sistemi di monitoraggio ambientale, le attuazioni personalizzate, e il monitoraggio delle condizioni fisiologiche e attività dei passeggeri. Il sistema e-Cabin è stato installato nella cabina test sita presso l'Università di Trieste e una dimostrazione dell'intero sistema funzionante in ogni suo aspetto è stata fatta alla presenza di Fincantieri il 4 Ottobre 2018. In questo deliverable, dedicato all'integrazione delle varie componenti di e-Cabin, manca la descrizione dell'integrazione di due applicazioni, in quanto di fatto sono stand-alone. Le applicazioni sono: 1) Mobile Social Networking, e 2) e-Smart CruiseAR, che include le due App Virtual Tour e Orientation Queste app nè prendono dati dal sistema e-Cabin né ne forniscono. Mobile Social Networking è' una applicazione che, da un punto di vista tecnico, funziona indipendentemente dal sistema e-Cabin. Applicazioni comuni di social networking, come Facebook o Twitter, non sono usabili sul sistema nave poichè potrebbero non essere disponibili a bordo; l'applicazione di Mobile Social Networking, ampiamente descritta nei Deliverable D4.2, D4.3 e D4.4, costituisce pertanto una valida alternativa ai classici social. L'applicazione e-SmartCruiseAR integra al suo interno le applicazioni e-Orientation e e-VirtualTour, descritte nei deliverable D4.2, D4.3 e D4.4, e attraverso l'utilizzo di una interfaccia grafica permette all'utente di scegliere quale servizi utilizzare. Tornado invece alle integrazioni, nel Capitolo 1 sono brevemente riportate alcune informazioni salienti sulla piattaforma di comunicazione (il middleware) del sistema e-Cabin, che di fatto costituisce il mezzo di integrazione tra le varie componenti del sistema. Il lettore è invitato a leggere i deliverable D3.3 e D3.4, ampiamente dedicati all'architettura del middleware e alle sue istanze. Il Capitolo 2 è dedicato alla descrizione dell'integrazione dei sensori usati in e-Cabin, che usano protocolli di comunicazione ZWave, ZigBee, Coap e Bluethooth, quest'ultimo usato per comunicare con i beacon installati. In particolare, sono descritte le integrazioni dei sensori ambientali, di monitoraggio della qualità del sonno, della qualità dell'aria, di rumore, e di localizzazione. I Capitolo 3 e 4 presentano come alcune delle App sviluppate per e-Cabin si integrano nel sistema; in particolare le app di Smart Cabin e AroundMe (Cap. 3) e Personal Well Being (cap. 4). Il Capitolo 5 riporta il ruolo essenziale delle ontologie nel sistema di reasoning di e-Cabin, mentre il Capitolo 6 riassume l'integrazione del sistema di recupero dell'energia sia da vibrazioni che termico. Le conclusioni sono tracciate nel Capitolo 7.

In questo documento è descritta la fase successiva dello sviluppo e test di laboratorio dei vari sistemi di monitoraggio che caratterizzano l'ambiente e-CABIN. In particolare, sono descritte le fasi di sviluppo, realizzazione e misura delle tecnologie sviluppate per il recupero dell'energia, per i sistemi di monitoraggio ambientale e delle condizioni fisiologiche e attività dei passeggeri.

In questo documento viene descritta la progettazione dei vari!sistemi di monitoraggio che caratterizzano l'ambiente e*CABIN.

Questo deliverable è il primo di una serie di 6 deliverable relativi al Work Package 2 (Rete di sensori e attuatori per il monitoraggio e controllo di E-Cabin) del progetto E-­Cabin. Il deliverable D2.1 è organizzato in 6 Capitoli e presenta una panoramica, quanto più estesa possibile, sullo stato dell'arte nei seguenti aspetti: . Capitolo 1: Acquisizione del profilo delle vibrazioni . Capitolo 2: Dispositivi per il recupero di energia dall'ambiente . Capitolo 3: Sistema di Energy Harvesting . Capitolo 4: Sistema di monitoraggio ambientale . Capitolo 5: Sistema di monitoraggio delle condizioni fisiologiche e attività. Capitolo 6: Conclusioni Il Capitolo 1 tratta delle forze agenti su un corpo elastico quale la nave, cioeÌEUR rumore e vibrazioni, limitatamente al sottosistema cabina. Sono elencate le più comuni sorgenti di eccitazione delle vibrazioni e vengono analizzati gli effetti che tali vibrazioni hanno. Nel Capitolo 2 vengono descritte le 4 principali tipologie di energia direttamente recuperabili dall'ambiente e sono affrontate in dettaglio alcune tipologie di recupero dell'energia. In particolare, sono descritte le tecniche utilizzate per il recupero dell'energia vibrazionale ambientale (vento, calore, luce), termica e dell'energia dalla radiazione elettromagnetica ricevuta (modalità di recupero dell'energia complementare). Il Capitolo 3 è dedicato alla descrizione dei vari sistemi di energy harvesting, e si prospetta l'uso di ceramiche pizoelettriche per recuperare energia meccanica dalle vibrazioni ambientali e trasformarla in energia elettrica rilasciata come tensione riutilizzabile. L'obiettivo all'interno del progetto, infatti, è la realizzazione di un dispositivo piezoelettrico applicabile in termini di densità di potenza e resistenza meccanica, capace di raccogliere energia da vibrazione ambientale di frequenza inferiore a 100 -­ 200 Hz e ampiezza di accelerazione > 1 g, (accelerazione di gravità). Nel capitolo vengono comunque descritti anche altri sistemi di energy harvesting, con recupero dell'energia termica e dell'energia elettromagnetica. Nel capitolo 4 si disserta tra sistemi di comunicazione wired e sistemi wireless per il monitoraggio ambientale e vengono presentati gli otto piuÌEUR diffusi sistemi di comunicazione. Nella seconda parte del capitolo vengono presentate le tecnologie per il monitoraggio della qualità dell'aria in cabina e per il rilevamento del rumore ambientale, dedicando un paragrafo agli impatti sulla salute che questi disturbi possono provocare. Il Capitolo 5 è dedicato ai sistemi indossabili per il monitoraggio dello stato di salute dei passeggeri di una nave ed ai dispositivi per il monitoraggio del sonno. Un paragrafo è anche dedicato alla sensoristica per il confort umano....anche se definire il concetto di "confort" è oggetto di studi nel WP1 di questo progetto. Un altro paragrafo è dedicato al monitoraggio della posizione della persona all'interno della cabina, aspetto questo importante per agire tempestivamente in situazioni di potenziale pericolo del passeggero. Le conclusioni sono raccolte nel Capitolo 6 e sono strettamente correlate ai requisiti indicati da Fincantieri.

Molecular imprinting is a universal concept to generate materials with "molecular memory" by performing a polymerization of suitable functional monomers in the presence of a target molecule acting as a template. The subsequent removal of the template creates recognition sites in the molecularly imprinted polymer (MIP) that can, further on, selectively rebind the target1. Although this concept proved to be successful in preparing selective sorbents for compounds of small molecular weight (~200-1200 Da), several specific problems can arise if the target is a macromolecular protein2 as the classical imprinting methodologies fail to address the peculiarities of protein targets. The difficulties are largely attributed to the intrinsic properties of the proteins. Due to their fragility irreversible conformational changes may occur during polymerization; moreover, the large size of the proteins makes them difficult to remove from, or rebind to a highly cross-linked polymeric network. Among the approaches introduced during the past decade to overcome the barriers of protein imprinting2, surface imprinting emerged as the main strategy for macromolecular imprinting. This approach restricts the formation of imprinted binding sites to the surface of a polymer or to a very thin polymer layer with thickness comparable to the size of the protein template. The immobilization of the protein through a self-assembled anchor layer offers additional advantages over polymerization from a proteinmonomer mixture in terms of generating uniformly accessible binding sites. Herein, we propose a new method to prepare Rab7 protein oriented surface-imprinted nanoporous silicon photonic crystals (PhCs) with high template utilization efficiency. Nanoporous silicon PhCs are prepared by controlled electrochemical etching of silicon and subjected to thermal oxidation generating SiO2 to aid surface modification3. A His-tag is used as the anchor to facilitate the protein immobilization/removal, by exploiting a 3-step protocol functionalization of PhC surface involving i) SiO2 silanization with glycidoxypropyltrimethoxysilane (GLYMO) preliminarly reacted with iminodiacetic acid (IDA); ii) Ni2+ attachment by complexation with IDA; iii) Rab7 anchoring due to strong interaction between histidine residues and Ni2+. Rab7 is used as target molecule as it is a small GTPase belonging to the Rab family with a key role on different cellular pathways and processes4: it is fundamental for lysosomal biogenesis, positioning and functions, and for trafficking and degradation of several signaling receptors. Furthermore, Rab7 has specific functions in neurons. Each step of PhC functionalization is monitored by Visible reflectance spectroscopy. Fourier transform of each spectrum affords a peak proportional to effective optical thickness (EOT) of the porous layer3, which is used as analytical signal for monitoring successful functionalization event. Also, protein removal by EDTA and reversibility of functionalization process is checked by determining EOT values. The developed protocol for anchoring his-tag Rab7 protein represents the preliminary step of Rab7 imprinting process, which involves subsequent self-polymerization of dopamine to control the imprinted shell thickness, protein removal by EDTA and rebinding tests monitoring the optical behavior of MIP on PhC, including its imprinting efficiency and selectivity.

Porous silicon (PSi) is a nanostructured material increasingly exploited for both refractometric and (bio)sensing applications, though currently suffering of restricted real applications due to insufficient sensitivity [1]. Here we report on development, characterization, and application (to both refractometry and biosensing) of a novel ultrasensitive technique for label-free discrimination of bulk and surface refractive index changes (namely, Interferogram Average over Wavelength -IAW- reflectance spectroscopy) using PSi interferometer. The IAW reflectance spectroscopy relies on the calculation of the average value over wavelength of spectral interferograms, namely IAW value. Interferograms are calculated by subtraction (intensity, wavelength by wavelength) of the reflection spectrum, acquired after infiltration of the analyte within the nanopores of the PSi interferometer, from a reference reflection spectrum. As to refractometric applications, a minimum bulk refraction index variation of 10-6 RIU was experimentally measured using NaCl aqueous solutions, with a theoretical detection limit (DL) of 10-8 RIU. As proof-of-concept for label-free biosensing applications, the IAW spectroscopy was used to demonstrate detection of BSA adsorption on PSi surface down to a DL of 20 pM [1] while for a "real" biosensing application, concentrations of TNF? (a protein biomarker of inflammation and sepsis) were experimentally monitored through an aptasensor, reaching a DL of 200 pM. Both these results represent a 1000-fold improvement with respect to the commonly used FFT reflectance spectroscopy [2]. In conclusion, the IAW reflectance spectroscopy envisages bringing PSi optical (bio)sensors at the forefront of ultrasensitive label-free biosensing techniques, with application for point-of-care clinical analysis where low analyte concentrations are required to be detected.

In this work a novel top-down approach for the preparation of macroporous polydimethylsiloxane (mpPDMS) foam decorated with pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is reported. mpPDMS-MWCNTs foam is subjected to different characterization tests aimed at investigating its morphological, mechanical, and electrical properties. mpPDMS- MWCNTs foam is then used to prepare low cost conductometric pressure/strain sensors with high performance in terms of large dynamic range (strain 0÷80%, pressure 0÷1.22 kPa), low limit of detection (strain 0.01%, pressure 0.14 Pa), limited electrical and mechanical hysteresis (max value of 17.7 and 16%, respectively at strain of 60%), and good reliability.