Archivio 2016 187 seminari

Come è ormai ben noto siamo nel pieno di una rivoluzione demografica, ovvero di un fenomeno planetario che interessa, anche se in maniera diversa, tutti i paesi e che nel giro di poco più di mezzo secolo ha visto quasi raddoppiare l’aspettativa di vita alla nascita che si situa oggi in Italia intorno a 80,1 anni per gli uomini e a 84,7 anni per le donne. Se le condizioni economico-sociali e sanitarie non peggioreranno questo fenomeno proseguirà anche nei prossimi decenni facendo prevedere una società dove le persone anziane (i 65+) rappresenteranno più di un terzo della popolazione. L’invecchiamento si accompagna ad un declino (più o meno rapido a seconda delle singole persone) di pressoché tutte le funzioni (fisiche, cognitive), all’insorgenza di tutta una serie di patologie croniche e alla fine, per le persone più sfortunate, alla perdita dell’autonomia. In questo scenario bisogna tenere presente che l’invecchiamento è il risultato dell’interazione tra i nostri geni, gli ambienti in cui siamo vissuti e gli stili di vita che abbiamo seguito. L’invecchiamento comincia dunque sin dai nove mesi che passiamo nell’utero materno e risente particolarmente degli eventi dei primi anni di vita. C’è però da sottolineare che esistono persone come i centenari (100+), i semi-supercentenari (105+) ed i super-centenari (110+), che hanno raggiunto i limiti estremi della vita umana e sono vissuti fino a tardissima età in buona salute evitando o ritardando di parecchi decenni l’insorgenza delle maggiori patologie età associate. Abbiamo dimostrato che i figli ed i familiari di queste persone eccezionali hanno una salute migliore di soggetti di pari età non figli o parenti di centenari. E’ questo il modello che stiamo indagando a fondo nel nostro laboratorio con le tecnologie più avanzate (genetica, epigenetica, trascrittomica, metabolomica, metagenomica, proteomica, glicomica) al fine di individuare combinazioni di marcatori biologici che ci consentano di valutare l’età biologica di una persona rispetto alla sua età cronologica e che ci permettano di effettuare e valutare l’effetto di strategie di prevenzione delle maggiori patologie e sindromi geriatriche (fragilità) attraverso interventi basati soprattutto sulla combinazione di attività fisica e nutrizione, ovvero sulla ottimizzazione dello stile di vita. E’ stato dimostrato che adeguati stili di vita sani (es. dieta mediterranea) seguiti scrupolosamente possono neutralizzare fattori di rischio genetico che predispongono verso le patologie etàassociate. E’ dunque chiaro che siamo noi stessi i padroni della nostra salute e della qualità del nostro invecchiamento. Questo nuovo tipo di ricerche largamente interdisciplinari, produce dati ad alta dimensionalità con milioni di variabili per singolo soggetto e vede la collaborazione di medici (geriatri, pediatri, etc.), biologi, biotecnologici, bioinformatici, demografi, nanotecnologi, ma anche ed in misura sempre maggiore di statistici, fisici, matematici, chimici essenziali per la messa a punto delle metodologie (sequenziamento di genomi, spettrometria di massa, NMR, per non citarne che alcune) e soprattutto l’analisi e l’interpretazione dei BIG datA. Inoltre, poiché gli anziani non vivono nel vuoto ma in precise società e comunità che variano da nazione a nazione e che in Italia sono diverse tra Nord e Sud e tra città e campagna, e poiché la durata e la qualità della vita sono legate, tra l’altro, anche allo stato socio-economico, all’educazione, alla personalità, al sonno e alla capacità di neutralizzare gli stress della vita e di controllare le emozioni, questi studi hanno sempre di più bisogno dell’expertise di sociologi, economisti, neurologi e psicologi. Come si vede, una strategia complessa nella quale le tradizionali distinzioni tra le discipline si attenuano al fine di affrontare un problema estremamente complesso come l’invecchiamento e la qualità della vita che rappresenta una delle maggiori e più affascinanti sfide del nostro secolo
In questo seminario presenteremo alcuni risultati recenti relativi al classico problema inverso di Shape-from-Shading. Nel modello classico si vuole ricostruire una superficie a partire da una singola immagine supponendo che le proprietà di riflessione della superficie siano uniformi (superficie Lambertiana) e che la luce venga da un'unica sorgente posta all'infinito. Queste ipotesi sono evidentemente poco realistiche e limitano l'utilizzazione pratica del modello, ma si traducono in una equazione eiconale abbastanza facile da risolvere. Presenteremo due modelli di riflessione per la risoluzione del problema di Shape-from-Shading nel caso di superfici non Lambertiane (il modello proposto da Oren e Nayar e quello introdotto da Phong) e li confronteremo con il modello classico Lambertiano, sotto l'ipotesi di proiezione ortografica. Questi modelli sono stati proposti da autori appartenenti ad ambiti diversi col fine di prendere in considerazione superfici più realistiche come quelle rugose o con caratteristiche speculari, ma mancava una formulazione matematica coerente ed unificata. Il vantaggio di utilizzare una formulazione matematica unica è la possibilità di adattare facilmente un singolo modello differenziale a diverse situazioni, modificando solo alcuni parametri. Vedremo nel corso del seminario come si derivano le equazioni di Hamilton-Jacobi associate a tali modelli nei diversi casi, dipendenti dalla posizione della sorgente di luce e/o dalla posizione dell'osservatore. Questi casi si riconducono tutti ad un problema generale scritto in forma di punto fisso. Illustreremo anche come l'approssimazione numerica semi-Lagrangiana che proponiamo sia valida per il modello generale e possa essere facilmente adattata ai casi particolari. Enunceremo e dimostreremo anche le proprietà dell'operatore discreto, proprietà che garantiscono la convergenza del modello discreto al modello continuo. Confronteremo le prestazioni numeriche dei vari modelli su una serie di immagini sintetiche e reali. Infine, tratteremo brevemente l'estensione di questi modelli al caso stereo fotometrico nel quale vengono usate più immagini della superficie prese in condizioni di luce diverse ed occorre risolvere un sistema di EDP non lineari. Lavori in collaborazione con R. Mecca e S. Tozza.