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Presentazione presso la Accademia dell’hardware e del software libero Adriano Olivetti, Ivrea, 08 novembre 2011

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  • 1. Politecnico di Torino Dipartimento di Automatica e Informatica Accademia dell‟hardware e del software liberoe-Lite Research Group Adriano Olivettihttp://elite.polito.it Il Web Semantico applicato agli edifici intelligenti Fulvio Corno – fulvio.corno@polito.it
  • 2. Politecnico di Torino Dipartimento di Automatica e Informatica Accademia dell‟hardware e del software liberoe-Lite Research Group Adriano Olivettihttp://elite.polito.it Il Web elite.polito.it Semantico applicato agli edifici intelligenti www.slideshare.net/fulvio.corno Fulvio Corno – fulvio.corno@polito.it
  • 3. Argomenti Il Web Semantico in 15 minuti La domotica oggi  principio di funzionamento, servizi possibili, vincoli e investimenti La domotica… semantica  ambienti intelligenti grazie a gateway semantici Al servizio dell‟uomo  interfacce uomo-macchina e uomo-casa  intelligenza ambientale per il supporto di anziani e disabili  relazione tra domotica, ausili, strumenti elettronici La domotica domani  non solo automazione: intelligenza, comunicazione, multimedialità, integrazione con terminali mobili 3 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 4. Chi sono? Politecnico di Torino  Gruppo di ricerca e-Lite del Dipartimento di Automatica e Informatica (dal 2001) – http://elite.polito.it  e-learning, e-interaction, e-intelligence Fulvio Corno  Professore associato al Politecnico  Temi di ricerca:  servizi ed applicazioni “intelligenti” su rete Internet  usabilità e accessibilità di sistemi informatici  domotica ed ambienti domotici intelligenti Collaboratori principali  Laura Farinetti, Dario Bonino, Luigi De Russis, Emiliano Castellina 4 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 5. Il Web Semantico in 15 minutiIl Web Semantico applicato agli edifici intelligenti
  • 6. In 15 minuti? Impossibile Corso introduttivo (~20 ore)  “Semantic Web: Technologies, Tools, Applications”  http://elite.polito.it/teaching-mainmenu- 69/master-a-phd-mainmenu-94/56-01lhviu-semweb Mini-seminario introduttivo (~2 ore)  Introduction to Semantic Web Technologies  http://elite.polito.it/teaching-mainmenu- 69/master-a-phd-mainmenu-94/57-01mktiu01mkziu 6 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 7. Semantic Web “Seconda” generazione delle tecnologie Web  Web 2.0 3.0 “Conceptual structuring of the Web in an explicit machine-readable way” (Tim Berners-Lee) In altre parole… http://www.w3.org/2001/sw/ …let the machine do most of the work!!! 7 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 8. Principi chiave Il Semantic Web è il Web  Stesse tecnologie di base, approccio evolutivo  Decentralizzato (incompleto, incoerente) Fornisce affermazioni esplicite a proposito di risorse web  Autori, fornitori originari dell‟informaizone  Intermediari (umani e/o macchine) I consumatori dell‟informazione determinano le conseguenze di tali affermazioni  „Ragionamento automatico‟ distribuito 8 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 9. Current “hot” topics http://www.w3.org/standards/semanticweb/9 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 10. Risorse e descrizioni this resource is suitable for the title of this PhD students Descrizione resource is “Introduction to the Semantic Risorsa Web” this resource wasthe author of this created on April resource 14th, 2009 is L. Farinetti this resource is related tothe quality of this computer science, resource is high, knowledge according to F. representation and Corno metadata 10 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 11. Risorse e descrizioni Level = PhD students Title = Descrizione“Introduction to the Semantic Risorsa Web” Date = Author = 2009-04-14 L. Farinetti Topic = {computer science, knowledgeQuality = high representation, metadata} Rated by F. Corno 11 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 12. Linguaggio per descrivere risorse Meta-Informazione Author = (descrizione): L. Farinetti Diagramma: hasAuthor URI L.Farinetti Asserzione RDF (tripletta): triple (hasAuthor, URI, L.Farinetti) 12 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 13. Technology stack (W3C++) Reasoning Linked Data SWRL Thesauri: SKOS Triple stores13 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 14. Esempio14 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 15. Sintassi RDF/XML<?xml version="1.0"?><rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:contact="http://www.w3.org/2000/10/swap/pim/contact#"> <contact:Person rdf:about="http://www.w3.org/People/EM/contact#me"> <contact:fullName>Eric Miller</contact:fullName> <contact:mailbox rdf:resource="mailto:em@w3.org"/> <contact:personalTitle>Dr.</contact:personalTitle> </contact:Person></rdf:RDF> 15 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 16. Tecniche di classificazione dei contenuti Vocabolari controllati Tassonomie Thesauri Faccette Ontologie Folksonomie Altro... … Molti derivano dalla scienza biblioteconomica 16 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 17. Ontologia Un‟ontologia è una descrizione esplicita e condivisa di un dominio di conoscenza  Concetti  Proprietà ed attributi dei concetti  Vincoli su proprietà ed attributi  Individui/istanze (spesso, ma non sempre) Tramite un‟ontologia si definiscono  Un vocabolario comune  Una comprensione condivisa 17 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 18. Esempio: costruiamo un’ontologia chair 18 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 19. Esempio: costruiamo un’ontologia 1.A piece of furniture consisting of a seat, legs, back, and often arms, designed to accommodate one person. 2.A seat of office, authority, or dignity, such as that of a bishop. a.An office or position of authority, such as a professorship. b.A person who holds an office or a position of authority, such as one who presides over a meeting or administers a department of instruction at a college; a chairperson. 3.The position of a player in an orchestra. 4.Slang. The electric chair. 5.A seat carried about on poles; a sedan chair. 6.Any of several devices that serve to support or secure, such as a metal block that supports and holds railroad track in position. chair 19 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 20. Esempio: costruiamo un’ontologia A piece of furniture consisting of a seat, legs, back, and often arms, designed to accommodate one person. chair 20 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 21. Esempio: costruiamo un’ontologia chair seat stool bench 21 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 22. Esempio: costruiamo un’ontologia Something I can sit on ??? chair seat stool bench 22 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 23. Esempio: costruiamo un’ontologia Something I can sit on “sittable” chair seat stool bench 23 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 24. Esempio: costruiamo un’ontologia Something I can sit on “sittable” table chair seat stool bench 24 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 25. Esempio: costruiamo un’ontologia Something I can sit on “sittable”Something designed for sitting “for_sitting” table chair seat stool bench 25 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 26. Struttura dell’ontologia “sittable” “for_sitting” table chair seat stool bench 26 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 27. Relazioni material room is_a is_a is_a “sittable” woodclassroom is_a dining room “for_sitting” is_a is_a table is_a is_a is_a chair seat stool bench 27 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 28. Relazioni made_of material room is_a is_a is_a “sittable” woodclassroom is_a made_of dining room “for_sitting” is_a is_a table is_a is_a is_a chair seat stool bench 28 Evento Accademia "C. 08/11/2011 Olivetti"
  • 29. Ontology Web Language (OWL)29 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 30. Il progetto “Linked Data” Il Semantic Web richiede l‟esistenza di grandi quantità di dati RDF tra di loro interconnessi sul Web Linked Data è un‟iniziativa per collegare attraverso il web dati correlati che precedentemente non erano connessi Tecniche per pubblicare, condividere e collegare frammenti di informazione e conoscenza usando RDF Pubblicazione di “Data Set” disomogenei, interconnessi A partire dal 2007  http://linkeddata.org/ 30 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 31. Linked Open Data cloud May 200731 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 32. Primi Linked DataDBpedia GeoNames Rappresenta  Database geografico di l‟informazione strutturata oltre 8 milioni di nomi presente su Wikipedia e la geografici pubblica su Web in RDF  Scaricabile ed utilizzabile Permette interrogazioni gratuitamente sofisticate sulle  http://www.geonames.org/ informazioni di Wikipedia Permette ad altri data set di collegarsi a Wikipedia 32 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 33. Principali primi data set DBLP Computer science bibliography  Project Gutenberg Literary works in  Richard Cyganiak, Chris Bizer (FU the public domain Berlin)  Piet Hensel, Hans Butschalowsky (FU DBpedia Structured information from Berlin) Wikipedia  Revyu Community reviews about  Universität Leipzig, FU Berlin, OpenLink anything DBtune, Jamendo Creative Commons  Tom Heath, Enrico Motta (Open music repositories University)  Yves Raimond (University of London)  RDF Book Mashup Books from the Amazon API Geonames World-wide geographical database  Tobias Gauß, Chris Bizer (FU Berlin)  Bernard Vatant (Mondeca), Marc Wick  US Census Data Statistical information (Geonames) about the U.S. Musicbrainz Music and artist database  Josh Tauberer (University of Pennsylvania), OpenLink  Frederick Giasson, Kingsley Idehen (Zitgist)  World Factbook Country statistics, compiled by CIA  Piet Hensel, Hans Butschalowsky (FU Berlin) 33 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 34. Espansione Linked Data July 200734 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 35. Espansione Linked Data August 200735 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 36. Espansione Linked Data November 200736 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 37. Espansione Linked Data February 200837 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 38. Espansione Linked Data September 200838 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 39. July 2009SocialScience/Publishing/LibrariesMedicine/BiologyGeographyMusic 39 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011Dictionary/Enciclopedia
  • 40. September 201040 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 41. September 2011“Linking Open Data cloud diagram, by Richard Cyganiak and Anja Jentzsch. http://lod-cloud.net/” 41 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 42. In sintesi… Semantic Web  Grande “visione” di un Web intelligente  Probabilmente non sarà mai realizzata Tecnologie del Semantic Web  RDF, OWL, SPARQL  Utilizzabili con profitto in molte applicazioni, Web o non-Web Dati ed informazioni semantici  Linked Data, dati pubblici (anche governativi)  Disponibili oggi, facili tecnologie di accesso e pubblicazione  Semantici? 42 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 43. La domotica… oggiIl Web Semantico applicato agli edifici intelligenti
  • 44. Smart homes – Case intelligenti The Aware Home Research Initiative Georgia Institute of Technology. E molte altre… vedi http://www.smarthome.duke.edu/smartcentral/urls.php44 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 45. …ma cosa sono? Ambienti domestici attrezzati con  Dispositivi automatizzati (luci, porte, finestre, elettrodomestici, …)  Un sistema per poterli controllare (via pulsanti, computer, cellulare, sensori, …) Interfacciati con computer Smart? Intelligenti?  Non scherziamo! 45 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 46. Smart homes – Case intelligenti Istituti di ricerca  Università, ospedali Grosse aziende  Produttrici di domotica (bTicino, Siemens, …)  Produttrici di elettronica di consumo (Nokia, Microsoft, …) Prototipi “unici”  …e costosi! Difficilmente replicabili a casa nostra 46 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 47. E per i comuni mortali? Domotica  Domus (latino: casa) +  Automatica (greco: che funziona da solo) Speciale componentistica che permette di controllare tutti i dispositivi esistenti in casa  Componenti esistenti sul mercato  Richiede installatore specializzato Integrazione con nuovi sistemi di stampo informatico  Ancora in stadio embrionale 47 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 48. Definizione48 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 49. Esempio Domotica49 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 50. Esempio Domotica50 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 51. Esempio Quanti ingegneri servono per accendere una lampadina? Domotica Abbiamo speso tanti soldi per funzionalitàche già avevamo (ma fa tanto cool )51 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 52. Altri esempi Sistemi di illuminazione automatica  Controlla tutte le luci da un posto centrale  P.es.: spegni tutto quando nessuno è a casa Riscaldamento controllabile da tradizionale, questi • In un impianto remoto comportamenti sono cablati in modo inflessibile  Via Internet o telefono, accendi flessibilità e funzionalitàcasa di • Guadagniamo il riscaldamento nella montagna • Invisibile all’utente finale Porte, finestre, tapparelle motorizzate  Minor sforzo per comandare parti pesanti 52 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 53. Il principio di funzionamento Sensori e comandi di vario tipo Bus Domotico (bassa tensione)Alimentatore Circuiti di Tensione 220V comando Fonte: bTicino 53 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 54. Il principio di funzionamento Configurazione di indirizzi per ciascun dispositivo Fonte: bTicino54 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 55. Il principio di funzionamento Cosa succede in realtà Indirizzo X Indirizzo X Fonte: bTicino55 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 56. Applicazioni della Domotica GestioneAutomazione Facilità d‟uso energetica Comfort Risparmio Anziani Sicurezza Monitoraggio Disabili Comunicazione56 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 57. Aree applicative Comfort  Automazione Sicurezza  Tende, tapparelle Risparmio  Illuminazione Comunicazione  Luci, gruppi, scenari Controllo  Suono  Radio, Hi-Fi 57 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 58. Aree applicative Comfort  Telesoccorso Sicurezza  Un solo bottone Risparmio  Videocontrollo Comunicazione  Controllo a circuito chiuso Controllo  Allarmi  Gas, sovratensioni, black- out,allagamenti  Antifurto 58 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 59. Aree applicative Comfort  Gestione energia Sicurezza  Controllo potenza utilizzata Risparmio  Distacco utenze secondo soglie e priorità Comunicazione  Termoregolazione Controllo  Temperatura e profili 59 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 60. Aree applicative Comfort  Audio e video Sicurezza  (Video) Citofono Risparmio  Stanza-a-stanza Comunicazione  Rete dati e segnali  Rete Computer Controllo  Telefono  TV e Satellite 60 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 61. Aree applicative Comfort  Controllo locale Sicurezza  Touch screen Risparmio  Interfaccia su PC Comunicazione  Rete dati e segnali  Internet Controllo  Telefono  Smartphone 61 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 62. Versatilità Rete Domotica62 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 63. Monitoraggio consumi energia63 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 64. Interfacce utente PC, Touch screen, Eye tracking iPhone64 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 65. Nulla di nuovo, ma… La chiave dei sistemi domotici è l‟integrazione di sistema  in un unico sistema  di molte sotto-funzioni diverse  che condividono la stessa infrastruttura  e sono in grado di interoperare Quantomeno, se non si cambia il fornitore! 65 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 66. Tecnologie per la Domotica Basate su un “bus” Senza fili Basate sui fili elettrici Derivate dall‟informatica66 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 67. A cui si aggiunge … Dispositivi dell‟elettronica di consumo  TV, DVD player, Hard disk recorder  Smart phone, Router ADSL  Hi-Fi, Home theater  Antifurti,Videosorveglianza Sempre più “informatici”  Ma quasi sempre chiusi e privi di capacità di integrazione Sovrapposizione di funzioni  Feroce lotta sul dominio del futuro 67 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 68. La domotica… semanticaIl Web Semantico applicato agli edifici intelligenti
  • 69. Obiettivi Integrazione tra sistemi multi-standard e multi-fornitore Intelligenza ambientale  Personalizzazione dei comportamenti  Adattamento all‟utente  Automazione nelle scelte (in parte!) Soluzione:  Modellazione semantica ad alto livello (ontologia domotica)  Software di controllo che interroga e ragiona sull‟ontologia 69 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 70. Architettura di sistema Mobile, Web, Home Display, Multi Touch, Accessibility, User Natural language, … Interface Data ERP,Web services, Stream processors, Datawarehouse analysis Device abstraction, Event Dog abstraction, State abstraction, Bundles Rules engine, … Ethernet,Wi-Fi, USB Bus-to-IP gateway GW GW Bus-to-serial gateway Domotic bus (wired, wireless) D D D D D D D D Domotic devices (switches, buttons, relays, sensors, meters, …)70 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 71. Ontologia domotica (DogOnt) RDF OWL XML XSD71 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 72. Diversi aspetti nello stesso modello Building Thing IsIn / contains Building Environment Controllable House Building Apartment Plant Electric System Lamp hasState Room OnOff hasFunctionality State Control Functionality Discrete OnOff State Functionality State Functionality72 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 73. Frammento di modellazione di una stanza OffNotification OnNotification hasNotification hasNotification OnOffNotification Functionality OnOffState hasFunctionalitygeneratesCmd hasState Switch hasState Lamp hasFunctionality isIn isIn OnOffState OnOffFunctionality hasCommand Sample Room hasCommand OffCommand generatesCmd OnCommand73 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 74. Mini-domotica: valigetta KNX D GW74 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 75. Mini-domotica: valigetta Z-Wave GW D75 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 76. Texas Intruments eZ430-Chronos76 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 77. Al servizio dell’uomoIl Web Semantico applicato agli edifici intelligenti
  • 78. Accessibilità, Usabilità, Domotica Un ambiente domotico ha maggiori caratteristiche di accessibilità, a patto che:  Il controllo del sistema domotico sia compatibile con le abilità dell‟utente  Il controllo del sistema domotico sia compatibile con gli ausili dell‟utente  L‟esistenza di un sistema domotico non crei ostacoli a nessuno degli abitanti della casa 78 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 79. Maison Equipée79 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 80. Interfacce d’accesso (1)82 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 81. Interfacce d’accesso (2)83 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 82. Interfacce su smartphone84 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 83. Eye Tracking85 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 84. DOGEye (& Touch)86 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 85. Ausili come interfacce d’accesso (1)87 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 86. Ausili come interfacce d’accesso (2)88 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 87. Personalizzazione e adattamento89 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 88. Visual rule builder90 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 89. Visual Rules Builder: video91 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 90. Intelligence + Security OWL Drools SWRL SPARQL92 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 91. Risparmio energetico93 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 92. In-Home Display videosDFP: Direct Feedback of GSE: Goal Setting for consumedistantaneous Power Energy 94 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 93. Grazie!Fulvio Corno, fulvio.corno@polito.it
  • 94. La domotica… domaniIl Web Semantico applicato agli edifici intelligenti
  • 95. Le prospettive Intelligenza Integrazione Interfacce Internet Personalizzazione Energia Musica 97 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 96. Le prospettive98 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 97. Le prospettive99 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 98. Le prospettive100 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 99. Le prospettive101 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 100. Le prospettive102 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 101. Le prospettive103 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 102. Le prospettive104 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 103. Le prospettive105 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 104. Le prospettive106 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 105. Le prospettive107 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 106. Riferimenti e link Dog2.0 information, documentation and downloads  http://domoticdog.sourceforge.net Publications:  http://elite.polito.it/publications-mainmenu-81 108 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011
  • 107. Licenza d’uso Questa presentazione è rilasciate con la licenza Creative Commons “Attribuzione-Non commerciale-Condividi allo stesso modo 2.5 Italia” Siete liberi di riprodurre e modificare quest‟opera, per scopi non commerciali, e citando la fonte. Eventuali versioni modificate dovranno essere rilasciate con la stessa licenza Testo completo della licenza:  http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/it/ 109 Evento Accademia "C. Olivetti" 08/11/2011

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