Nicola CAPPETTI | Curriculum

Carriera

• Dal 1 dicembre 2020 è Professore Ordinario nel Settore Scientifico Disciplinare del Disegno e Metodi dell’Ingegneria Industriale (ING-IND/15) presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Salerno.
• Nell 2018 ha conseguito l’Abilitazione Scientifica Nazionale al ruolo di Professore Ordinario nel Settore Concorsuale 09/A3.
• Nel gennaio del 2004 vince il concorso per Professore Associato nel Settore Scientifico Disciplinare del Disegno e Metodi dell’Ingegneria Industriale (ING-IND/15) presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli Studi di Salerno; prende servizio nel gennaio del 2005.
• Nel gennaio del 1995 vince il concorso per Ricercatore nel Settore Scientifico Disciplinare del Disegno e Metodi dell’Ingegneria Industriale presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli Studi di Salerno; prende servizio a luglio dello stesso anno.
• Dal settembre del 1991, è stato collaboratore alla ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università degli Studi di Salerno, con studi su meccanica della frattura e modellazione parametrica.
• Laureato “summa cum laude” nel 1991 in Ingegneria delle Tecnologie Industriali (indirizzo Meccanico) presso l’Università degli Studi di Salerno.

Docenza

Dopo una serie di continui cambi organizzativi legati alla disponibilità di docenti e all’incremento del numero di Immatricolati, negli ultimi 5 anni la situazione si è stabilizzata. Attualmente detengo la titolarità dei corsi di

• Grafica Computazionale Tecnica, da 6 crediti, al terzo anno del Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica;
• Marketing e Sviluppo Prodotto, da 12 crediti, al primo anno del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Gestionale;
• Fondamenti e Metodi della Progettazione Industriale, da 9 crediti, al secondo anno del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica.

Contribuisco infine allo sviluppo del corso a scelta per le Lauree Magistrali in Ingegneria Meccanica e in Ingegneria Gestionale Laboratorio di Progettazione Virtuale di cui è titolare il prof. Naddeo.

Precedentemente, a partire dal 1997 ha tenuto lezioni e titolarità di Corsi nell’ambito delle materie del settore ING-IND/15.

È componenete del Collegio di Dottorato in "INNOVATIVE ENGINEERING TECHNOLOGIES FOR INDUSTRIAL SUSTAINABILITY - IETIS"

Terza Missione e SpinOff

Dal 2016 Nicola Cappetti, in società con alcuni colleghi ed un’azienda, ha fondato la Start-up “H-Opera” che opera nel campo delle soluzioni medicali assistite da computer. Il core business della società è la progettazione e realizzazione di soluzioni personalizzate al paziente per il supporto alla chirurgia del rachide in ambito Neurologico e Ortopedico. Al momento sono in fase di sviluppo soluzioni di supporto alla chirurgia mandibolare e per la chirurgia cerebrale. E’ in fase prototipale una Mascherina protettiva di tipo FFP2 a basso costo con filtro intercambiabile.

Attività di Ricerca

L’attività di ricerca svolta in questi ultimi anni si concentra su tre temi principali di seguito descritti:

• Progettazione del comfort e progettazione di interfacce uomo-macchina confortevoli: sono due temi che richiedono entrambi la conoscenza dei motivi per cui l’essere umano ritiene di essere “in comfort”. Ciò viene esasperato in particolare quando si progettano oggetti, quali sedute e materassi, che hanno in maniera esplicita la funzione di sostentamento del corpo e in questo caso si parla di progettazione del comfort. Vi sono poi tutti quegli oggetti e macchine che pur essendo progettate per svolgere altre funzioni, vengono utilizzate dall’uomo che ne potrà valutare la confortevolezza, sia che si tratti di apparecchiature produttive, sia che si tratti di oggetti comuni. Esistono studi che valutano in maniera statistica gli aspetti soggettivi e gli aspetti psicologici, studi che valutano aspetti fisiologici e tentano di fornire linee guida per la progettazione. La mia attività di ricerca su questo tema è orientata soprattutto alla determinazione dei parametri posturali che influenzano il giudizio sul comfort. In particolare è stato inizialmente svolto uno studio di analisi posturale “in comfort” in differenti situazioni per valutare le modalità migliori per escludere gli aspetti soggettivi. Tale studio ha prodotto anche un modello matematico di valutazione della postura confortevole relativa agli arti superiori. Successivamente il modello è stato esteso agli arti inferiori ed è stata identificata una correlazione tra il modello così costruito e i modelli di letteratura basati sull’analisi dei carichi muscolari sia con Elettromiografia che con simulatori quali Anybody. La disponibilità di un modello matematico di valutazione del comfort posturale ha consentito la progettazione orientata al confort applicata ad esempio allo sviluppo di un nuovo sedile aeronautico o alla riorganizzazione di un’aula universitaria tenendo conto delle attività tipiche degli studenti. Altri studi non riportati si riferiscono alla progettazione di materassi, alla riprogettazione di postazioni di lavoro e di macchine industriali. Attualmente sono orientato alla creazione di un modello matematico semplificato per la progettazione di sedute che è stato presentato al convegno ICC2019 ed è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Work. Sviluppi futuri prevedono l’estensione del modello e l’integrazione con sensoristica per la progettazione di sedili intelligenti in ambito automotive.

• Alleggerimento e ottimizzazione strutturale mediante Additive Manufacturing: l’Additive Manufacturing ha tra i riconosciuti vantaggi, la possibilità di realizzare forme anche molto complesse, che vengono applicate soprattutto in ambito biomedicale e in ambito aeronautico. In entrambi i casi uno degli aspetti su cui si sta sviluppando ricerca è legato alla ottimizzazione delle prestazioni strutturali e alla riduzione della massa. Ciò può essere ottenuto principalmente attraverso l’ottimizzazione degli schemi di riempimento che consentono di alleggerire il manufatto garantendo contemporaneamente buona resistenza strutturale, e attraverso lo studio di nuovi materiali o di materiali modificati in particolare con la presenza di nanocariche. A differenza dell’approccio generalmente utilizzato che ricerca configurazioni geometriche regolari utilizzabili come riempimento, sono stati realizzati due algoritmi “bone-inspired” che simulano lo sviluppo trabecolare della parte spugnosa dell’osso umano. È noto infatti che l’osso umano ha grande resistenza meccanica unita a grande leggerezza grazie proprio all’opportuno orientamento dei filamenti che costituiscono la parte spugnosa. Il modello di calcolo così realizzato consente la progettazione trabecolare di componenti meccanici alleggeriti opportunamente progettati in funzione del carico previsto. Questo approccio è stato utilizzato in particolare per la progettazione di scaffold per la coltura di cellule per la riproduzione di parti dell’osso umano, tenendo conto della zona anatomica di intervento. In iene dimostrato che l’algoritmo trabecolare load-oriented mostra anche maggiore velocità di accrescimento dell’osso in coltura rispetto alle configurazioni geometriche regolari attualmente utilizzate. Riguardo l’utilizzo di nanocariche viene valutato il cambio delle proprietà meccaniche e la stampabilità del PLA con differenti tipi di nanocariche, anche in funzione di differenti parametri di stampa. Sviluppi futuri prevedono la realizzazione di un algoritmo semplificato “trabecolar layers” in cui l’approccio trabecolare viene semplificato in modo da generare un sistema di trabecole layer by layer che sia implementabile nei più diffusi software per la preparazione di stampe in additive manufacturing e quindi selezionabile in alternativa ai più tradizionali metodi di riempimento.

• L’ingegneria meccanica a supporto della chirurgia e della biomeccanica in generale: la collaborazione tra ingegneria meccanica e Medicina, basata sul concetto di corpo umano come macchina è ormai attività consolidata ma ancora aperta. In questo ambito già da tempo abbiamo sviluppato a Salerno procedure per il rilievo non invasivo della colonna vertebrale, basato sulla ricostruzione parametrica di elementi della colonna vertebrale combinata a scansioni del dorso umano con tecniche di reverese engineering, ma anche utilizzando metodi approssimati per la determinazione delle forme quale la logica fuzzy già utilizzata in altri ambiti. Dalla collaborazione in ambito medico sulle problematiche descritte, è emersa l’opportunità di supportare la pratica chirurgica non tanto per la diagnosi o la ricostruzione 3d da immagini biomedicali, quanto il supporto allo svolgimento degli interventi. Altri lavori mostrano come possa essere semplificato e supportato il processo di confronto tra lo svolgimento dell’intervento e quanto precedentemente pianificato. I due articoli mostrano la realizzazione di guide operatorie utili a migliorare la precisione di inserimento di viti a livello lombare e toracico in operazioni di stabilizzazione. Analoghi lavori sono stati sviluppati e sono in corso di pubblicazione relativamente alla dislocazione della mandibola. Sono stati implementati alcuni algoritmi di ottimizzazione di configurazione di cui quello presentato al JCM2020, i cui atti sono in corso di pubblicazione, è stato premiato quale best paper nella sezione “Product and system engineering”. Attualmente sono in fase di sviluppo un ambiente di realtà virtuale per il supporto al planning tramite la simulazione dell’intervento e, in collaborazione con struttura ospedaliera, una guida di taglio per la craniotomia e uno studio sulle geometrie degli aneurismi cerebrali per il la ricostruzione digitale e il calcolo di parametri di forma e dimensionali critici.