Università degli Studi di Pavia

Centro Interdisciplinare di Bioacustica e Ricerche Ambientali

Via Taramelli 24 - 27100 Pavia - Italy
e-mail : cibra@unipv.it

Dall'anno accademico 2006-2007 è attivo il corso di "Bioacustica" (6 cfu) nel corso di laurea magistrale in Scienze della Natura. In conseguenza dell'attivazione del corso e delle attività di ricerca istituzionali in collaborazione con Enti italiani e stranieri, presso il CIBRA sono disponibili diversi temi per tesi di laurea sia magistrale che triennale; sono anche disponibili tesi di dottorato.

Per informazioni contattare il docente del corso gianni.pavan@unipv.it

Si cercano tesisti !

Il CIBRA è fortemente interessato a collaborare con studenti e docenti che vogliono svolgere tesi di laurea magistrale e di dottorato o altre ricerche finalizzate alla risoluzione di problemi bio-acustici e ambientali in un ambito ampiamente interdisciplinare con una forte connotazione tecnologica sia sul piano del software che dell'hardware.
I nostri attuali interessi si concentrano principalmente sugli argomenti che seguono nella tabella. Molte proposte sono indirizzate a studenti e docenti di discipline non biologiche che vogliano cimentarsi nella soluzione di problemi biologici e ambientali attraverso lo sviluppo e l'applicazione di tecniche avanzate.
In questo ambito il CIBRA propone il problema e gli obbiettivi da raggiungere fornendo anche il supporto di materiali, dati, tecniche ed esperienze collaudate. Presso il CIBRA sono disponibili diversi sistemi di acquisizione e analisi di segnali, sensori acustici aerei e subacquei, computers equipaggiati con schede audio avanzate. Gli strumenti di sviluppo più usati sono MATLAB e Visual Basic su piattaforma Wintel ma non c'e' preclusione verso altri ambienti che possano portare significativi miglioramenti. Ad esempio nell'ambito della emergente "citizen science" siamo interessati allo sviluppo di applicazioni multipiattaforma anche in ambito web e mobile.
Tuttavia investimenti significativi in termini di nuovi hardware o software potranno essere effettuati solo nell'ambito di progetti finanziati.
Gli studenti o i professori che desiderano ricevere ulteriori informazioni, o vogliono proporre altri argomenti, sono pregati di scrivere a gianni.pavan@unipv.it

Principali progetti di ricerca in corso:

http://sciter.unipv.eu/site/home/ricerca/bioacustica.html

Tesi di Laurea disponibili

La ricerca bioacustica in Italia - censimento dei progetti italiani

Monitoraggio dei mammiferi marini con sensori acustici subacquei fissi

La misura del rumore degli ambienti naturali e riconoscimento del rumore di origine antropica

Tecniche di registrazione dei paesaggi sonori

Misura della biodiversità acustica

Monitoraggio acustico ambientale con sistemi remoti autonomi

Gli studi di bioacustica in Italia. Censimento delle ricerche di bioacustica e delle raccolte di registrazioni sonore della fauna italiana al fine di costituire i fondamenti di una Fonoteca Zoologica Nazionale.

    Creazione e gestione di una fonoteca zoologica nazionale su web. Studio dei criteri di selezione, catalogazione e descrizione delle registrazioni.

Creazione e gestione di una fonoteca nazionale dedicata all'avifauna. Esecuzione di registrazioni in natura, studio dei criteri di selezione, catalogazione e descrizione delle registrazioni.

Studio e valutazione dei paesaggi sonori terrestri con particolare riferimento ai canti dell'avifauna; esecuzione di registrazioni in natura, ascolto e analisi delle registrazioni.

Studio e valutazione dei paesaggi sonori e applicazione di strumenti di valutazione statistica della ricchezza e della complessità.

Studio del comportamento acustico di alcune specie (da selezionare) con esecuzione di registrazioni in natura e analisi dei dati.

Analisi comparativa dei principali software di analisi acustica

Monitoraggio acustico a lungo termine di siti di particolare interesse conservazionistico (Rete Natura 2000, Riserve Naturali, ecc.)

Tesi per elettronici, informatici e matematici

Identificazione e classificazione di eventi acustici di origine biologica

Analisi e classificazione della scena acustica

Realizzazione di una fonoteca zoologica online con strumenti interattivi di analisi

Sviluppo di applicazioni Matlab per la ricerca bioacustica

Tecniche di localizzazione della sorgente sonora con array di microfoni

Altri temi di ricerca per collaborazioni interdisciplinari :

Argomento	Area	Note
Sensori acustici subacquei. Tecnica di interfacciamento con sistemi di acquisizione. Trasmissione e trattamento del segnale.	Elettronica Fisica	Consiste nella progettazione e realizzazione di sensori acustici subacquei a larga banda, nello studio di tecniche di cablaggio, nello studio e realizzazione di sistemi di acquisizione su computer dei segnali ricevuti.
Valutazione e riduzione dell'impatto di sorgenti acustiche di alta intensita' (sonar, esplosivi, survey sismici con airgun, installazioni offshore, windfarms) sui mammiferi marini	Fisica Biologica Naturalistica	La ricerca consiste nella valutazione e analisi critica delle tecniche in uso in diverse nazioni e nella definizione di specifiche linee guida. Sono possibili diversi approcci interdisciplinari, ad esempio riguardo gli aspetti legislativi nazionali e internazionali, agli aspetti del danno biologico dovuto alle onde sonore, alle tecniche di studio delle reazioni degli animali al rumore, alle tecniche di mitigazione, alle tecniche di monitoraggio, ecc.
Analisi di suoni con Wavelet e altre tecniche non basate su FFT	Elettronica Matematica DSP	sviluppo di software per l'analisi e la rappresentazione grafica dei segnali con wavelet o altre tecniche alternative a Fourier, ma comunque orientate a ottenere sistemi di analisi innovativi. l'obiettivo è di produrre un pacchetto software in MATLAB o in Visual Studio, o in altro linguaggio, che si integri con i software già in uso presso il CIBRA.
Progettazione di un database integrato contenete una fonoteca, una biblioteca, i dati di analisi della fonoteca, i dati geografici	Informatica	progettazione e realizzazione di un sistema di archiviazione integrato come specificato a lato che rappresenti il cuore di una fonoteca interdisciplinare. La eterogenicità e l'interdipendenza dei dati da organizzare rappresenta il punto chiave da risolvere nel lavoro di tesi.
Progettazione di un sistema DSP finalizzato all'analisi, classificazione e riconoscimento di eventi acustici non-stazionari in tempo-reale e da registrazioni in formato .wav	Informatica Matematica DSP	Progettazione di un sistema di analisi che sia in grado di identifcare in tempo reale o in post-processing eventi acustici con determinate caratteristiche tempo-frequenza. Il sistema dovra' essere flessibile e programmabile a diversi livelli in modo da avere differenti tipi di risposte gerarchicamente organizzate, ad esempio: separazione dei periodi con solo rumore ambiente da quelli contenenti segnali potenzialmente interessanti, fra questi separazione degli eventi tonali e impulsivi, quindi caratterizzazione delle sequenze di eventi per riconoscere strutture acustiche complesse come sequenze di impulsi di ecolocalizzazione o sequenze di toni modulati
Progettazione di un portale web con tools per l'analisi spettrografica di registrazioni in formato .wav	Informatica Matematica DSP	sviluppo di tools di gestione e analisi di files wav su web, con possibità di analisi collaborativa (visione condivisa dei files, labelling degli eventi acustici e generazione di spettri e spettrogrammii).
Creazione e gestione di una fonoteca zoologica nazionale su web.	Informatica	Creazione di un portale web di accesso a un archivio sonoro con interfaccia utente che consenta ricerca, selezione, analisi e visualizzazione delle registrazioni
Localizzazione di sorgenti acustiche in aria e acqua	Fisica Informatica Matematica DSP	Progettazione e verifica sperimentale di sistemi per la localizzazione bi-tri-dimensionale di sorgenti acustiche non stazionarie a partire da rilevamenti, real-time o preregistrati, effettuati con configurazioni di sensori multipli; particolare considerazione deve essere data ai problemi di propagazione dei segnali, in aria e in acqua.
Trasduttori ad alta effcienza per emettere segnali acustici in acqua		sviluppo e test di dispositivi per trasmettere segnali codificati in acqua con la caratteristica di avere alta efficienza e piccole dimensioni
Beamforming a banda larga e in tempo reale con arrays di microfoni e di idrofoni	Fisica Informatica Matematica DSP	Sviluppo di software e hardware (array di sensori) per effettuare il beamforming a banda larga al fine di isolare sorgenti acustiche provenienti da una specifica direzione rispetto al rumore proveniente dall'ambiente circostante. Il fine ultimo è di costruire un sistema di visualizzazione del campo sonoro nel quale siano identificabili e separabili le singole sorgenti.
Misure di rumore in ambienti naturali	Fisica Naturalistica	Ricerca sul problema del rumore di origine umana negli ambienti naturali. Effettuazione di misure di rumore in diversi ambienti naturali a diverso grado di contaminazione da rumore antropico.
Sviluppo di algoritmi di valutazione dei contenuti di una registrazione acustica	Fisica Informatica Matematica DSP	Sviluppo di algoritmi di valutazione dei contenuti di una registrazione acustica al fine di individuare le componebti bioacustiche ed effettuare misure di complessità e diversità.
Reti di sensori acustici	Fisica DPS Informatica	sviluppo concettuale e pratico di una rete di sensori acustici (cablati o wireless) che consenta il rilievo di segnali acustici e, a seguito del riconoscimento di segnali predeterminati, il tracciamento di sorgenti acustiche che si muovano tra di essi sviluppo concettuale e pratico di una rete di sensori acustici wireless autonomi che consenta il rilievo di parametri acustici "lenti" (livello sonoro in terzi di ottava) e trasmissione a un server che produca una mappa dei livelli
Sensori acustici e sistemi di registrazione per piattaforme autonome subacquee e/o terrestri	Fisica Geofisica Informatica Elettronica	sviluppo concettuale e pratico di un sistema di registrazione acustica semi-autonomo da collocarsi su piattaforme subacquee o terrestri cablate o autonome

Per le tesi di bioacustica è richiesta dimestichezza nell'uso di PC e di software di elaborazione audio (Cool Edit, Adobe Audition, Audacity, ecc.), di software di analisi suoni (Raven, PRAAT, ecc.) nonchè dimestichezza già acquisita o disponibilità ad acquisirla nei confronti degli strumenti di registrazione (microfoni, cavi, preamplificatori, registratori, ecc.). Per le tesi di campo sarà richiesta la disponibilità a muoversi in autonomia e ad effettuare lavori in campo anche in situazioni disagiate.
Per le tesi di acustica piu' avanzate è auspicabile la conoscenza di MATLAB (con Toolbox di Signal Processing) e/o di R (con toolbox Seewave).

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Updated August 2013