NATURAL COMPUTATION

Internazionalizzazione della Didattica NATURAL COMPUTATION

0622900013
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
DIGITAL HEALTH AND BIOINFORMATIC ENGINEERING
2021/2022



ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
324LEZIONE
216ESERCITAZIONE
18LABORATORIO
Obiettivi
MODELLI E TECNICHE COMPUTAZIONALI CHE SI ISPIRANO AI SISTEMI NATURALI PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI COMPLESSI E CAPACITA' DI ANALISI CRITICA DEI DIVERSI APPROCCI PRESENTATI E DISCUSSI NELLE LEZIONI.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
ASPETTI FONDAMENTALI DEI MECCANISMI E DEI PRINCIPI CHE REGOLANO L'EVOLUZIONE DARWINIANA DELLE SPECIE VIVENTI E IL SISTEMA IMMUNITARIO, L'INTELLIGENZA SOCIALE E LA NEUROFISIOLOGIA DEL CERVELLO UMANO. MODELLI COMPUTAZIONALI E METODI DI IMPLEMENTAZIONE. TECNICHE PER LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI. “BEST PRACTICE” NELLA SCELTA DEL MODELLO DA UTILIZZARE IN FUNZIONE DEGLI SPECIFICI AMBITI APPLICATIVI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE
VALUTARE L’IMPATTO DEI DIVERSI MODELLI COMPUTAZIONALI SULLE STIMA DELLE PRESTAZIONI, UTILIZZARE LE “BEST PRACTICE” PER LA SOLUZIONE DI PROBLEMI DI OTTIMIZZAZIONE E APPRENDIMENTO AUTOMATICO.
Prerequisiti
ORGANIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI ELABORAZIONE, PARAMETRI PRESTAZIONALI DELLE UNITA’ COMPONENTI, ALGORITMI E STRUTTURE DATI AVANZATE.
Contenuti
INTRODUZIONE AL CORSO (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 2/0/0)
IL PARADIGMA DELLA COMPUTAZIONE NATURALE - CONCETTI FONDAMENTALI: AGENTE, AUTONOMIA, INTERATTIVITA’, VALUTAZIONE E FEEDBACK, APPRENDIMENTO

COMPUTAZIONE EVOLUTIVA (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 6/2/0)
FONDAMENTI DI BIOLOGIA EVOLUTIVA: SELEZIONE, RICOMBINAZIONE E MUTAZIONE – LA METAFORA COMPUTAZIONALE – ALGORITMI GENETICI, ALGORITMI EVOLUTIVI E GENETIC PROGRAMMING

SISTEMI IMMUNITARI (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/2/0)
FONDAMENTI DI IMMUNOLOGIA: ANTIGENI E ANTICORPI – LA METAFORA COMPUTAZIONALE – SISTEMI IMMUNITARI ARTIFICIALI

RETI NEURALI (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/2/0)
FONDAMENTI DI NEUROFISIOLOGIA – LA METAFORA COMPUTAZIONALE – MODELLI DI NEURONI – RETI NEURALI

INTELLIGENZA SOCIALE (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 6/2/0)
COLONIE DI FORMICHE: RICERCA DEL CIBO E RIMOZIONE DEI CADAVERI - ALGORITMI DI OTTIMIZZAZIONE E CLUSTERING - SCIAMI DI PARTICELLE: ALGORITMO PSO

NEUROSCIENZE COMPUTAZIONALI (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 6/2/0)
FONDAMENTI DI NEUROSCIENZE – LA METAFORA COMPUTAZIONALE – MODELLI DI STRUTTURE CEREBRALI – INTEGRAZIONE DI MODELLI

PROGETTO FINALE (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 0/0/10)
PRESENTAZIONE DEL PROGETTO DA SVILUPPARE E DEI RELATIVI TOOL - SUPERVISIONE DEL LAVORO DEI TEAM DI STUDENTI

TOTALE ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 28/10/10
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE ED ESERCITAZIONI IN AULA. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VIENE ASSEGNATO AGLI STUDENTI, DIVISI PER GRUPPI DI LAVORO, UN PROGETTO DA SVOLGERE E VENGONO DISCUSSI DI VOLTA IN VOLTA GLI ASPETTI APPLICATIVI DEI MODELLI PRESENTATI. NELLE ATTIVITA’ DI LABORATORIO GLI STUDENTI SONO DIVISI IN GRUPPI, ED OGNI GRUPPO DEVE PROGETTARE E IMPLEMENTARE UNA SOLUZIONE DI UN PROBLEMA SCELTO TRA QUELLI PRESENTATI DURANTE LE ESERCITAZIONI IN AULA O PROPOSTO DAL GRUPPO STESSO.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVIENE MEDIANTE UN COLLOQUIO ORALE SUGLI ARGOMENTI DEL CORSO NON DIRETTAMENTE TRATTATI NEL PROGETTO E LA PRESENTAZIONE DELL’ELABORATO DI PROGETTO SVOLTO IN LABORATORIO. LA VALUTAZIONE SI OTTIENE DALLA SOMMA PESATA DEL PROGETTO (40%), DELLA PRESENTAZIONE (20%) E DEL COLLOQUIO (40%).
Testi
L. NUNES DE CASTRO, FUNDAMENTALS OF NATURAL COMPUTING, CHAPMAN & HALL/CRC, 2006
A. BRABAZON, M. O'NEILL AND S. MCGARRAGHY, NATURAL COMPUTING ALGORITHMS, SPRINGER, 2015


MATERIALE DIDATTICO INTEGRATIVO SARA' DISPONIBILE NELLA SEZIONE DEDICATA DELL'INSEGNAMENTO ALL'INTERNO DELLA PIATTAFORMA E-LEARNING DI ATENEO (HTTP://ELEARNING.UNISA.IT) ACCESSIBILE AGLI STUDENTI DEL CORSO TRAMITE LE CREDENZIALI UNICHE DI ATENEO.
Altre Informazioni
L'INSEGNAMENTO È EROGATO IN INGLESE
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