TOOLKIT E CORSI BREVI

Il Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria propone brevi corsi su strumenti di programmazione ed analisi, che possono essere erogati sia presso le scuole durante l’anno scolastico, che nelle proprie aule informatizzate in periodi definiti durante l’anno (preferibilmente gennaio-febbraio e giugno-luglio).

I corsi sono generalmente propedeutici per un eventuale percorso di alternanza scuola lavoro, che preveda attività nei laboratori del Dipartimento, da svolgersi durante i mesi estivi.

La nostra offerta per l’anno scolastico 2019/2020 prevede corsi di MatLab, Coding, Proteine, Sistemi embedded per sensori e attuatori,  Comunicazione con lo spazio.

L’ingegneria dal calcolo al progetto: simulare e progettare con Matlab

docenti vari, 32 ore (16 ore Modulo 1 + 16 ore Modulo 2)

Il calcolo tecnico è sempre più elemento fondamentale in qualsiasi fase di progettazione e simulazione di processi fisici e/o industriali in ambito ingegneristico, parte fondante dell’attività dei dipartimenti di ricerca e sviluppo e/o di prototipizzazione delle piccole, medie e grosse imprese. Questo progetto si propone di avvicinare gli studenti al calcolo tecnico, facendoli accostare a MATLAB (abbreviazione di Matrix Laboratory), un ambiente costruito per il calcolo tecnico, la statistica, la modellizzazione e la simulazione. MATLAB è ampiamente diffuso sia in ambito industriale che accademico e di ricerca per via dei suoi numerosi strumenti a supporto dei più disparati campi di studio.

L’attività prevista si svolgerà in due moduli:

Modulo 1 – Dopo una panoramica su MATLAB e sulle sue potenzialità e applicazioni, verranno trasmessi agli studenti i fondamenti di programmazione, sperimentando i comandi base dell’ambiente di sviluppo. Saranno poi approfondite le modalità di implementazione di simulatori numerici di principi fisici, utilizzando a questo scopo casi specifici che facciano riferimento a problemi didattici propri del loro curriculum scolastico.

Modulo 2 – I partecipanti saranno divisi in piccoli gruppi. Ad ogni gruppo, ospitato in laboratori di ricerca del DEIB (automatica, bioingegneria, telecomunicazioni), verrà assegnato un compito specifico di studio e progettazione, che dovrà essere sviluppato dagli studenti in autonomia con l’assistenza di docenti e ricercatori del DEIB.
Al termine, in un incontro conclusivo, ogni gruppo, avrà l’opportunità di presentare il proprio progetto e i risultati ottenuti.

Luogo: DEIB, Via Ponzio 34/5, 20133 Milano
Date Modulo 1: 28 – 29 – 30 – 31 gennaio 2020, h. 09.00 – 13.00
Date Modulo 2: saranno rese disponibili all’inizio del corso
Posti totali: posti esauriti
Iscrizioni: entro 22 dicembre 2019

PoliAcademy – un’esperienza per le eccellenze

Mario Martinelli, Maurizio Magarini, Luca Barletta, 14 ore

Il corso si divide in due parti:

Fotoni e bits – Il primo ciclo comprende 3 Moduli per complessive 6 ore. Ogni Modulo di lezione dura 2 ore ( 90 minuti+ 15 di domande + 15 di intervallo) ed è interamente erogato in PPT. Tutti i moduli sono auto-consistenti. Come materiale di supporto viene fornito un articolo in lingua inglese sull’argomento (non divulgativo) pubblicato l’anno scorso che si trova free-of-charge in web all’indirizzo:
http://www.mdpi.com/1099-4300/19/7/341.

Modulo 1 – Le comunicazioni ottiche, una risorsa illimitata per la presente Società dell’Informazione. (IP e la rete di comunicazione; il bisogno di distanza; il bisogno di banda; la nascita delle comunicazioni ottiche; lo stato attuale; la rete oceanica e terrestre; trasportare bit con fotoni per una crescita sostenibile).

Modulo 2 – Planck e la nascita del concetto di fotone (La scienza dell’800 ed il problema della radiazione del corpo nero; Le sorgenti luminose termiche; La legge di Wien; Planck e il secondo principio della termodinamica; Planck e la discontinuità quantistica; La legge di Planck, la sua validità ai confini dell’Universo e la sua attualità; Einstein e l’affermarsi del concetto di fotone).

Modulo 3 – Shannon e la nascita del concetto di bit (Il demonietto di Maxwell, Snitzer e la nascita del concetto di informazione; il telegrafo, Nyquist, Hartley e la misura dell’informazione; Shannon e la nascita della teoria dell’informazione; attualità ed applicazioni della teoria dell’informazione)

L’incertezza come chiave di lettura del mondo – Il Ciclo comprende 4 Moduli per complessive 8 ore. L’obiettivo di questa parte è quella di illustrare come gli strumenti matematici messi a disposizione dalla probabilità siano utili per interpretare la moderna società dell’informazione. Ogni Modulo ha una durata di 2 ore e consiste di una parte di lezione e di una parte di programmazione al calcolatore. Come materiale di supporto viene fornita copia elettronica delle slide presentate e dei programmi software svolti come esempi a supporto dell’attività svolta durante gli incontri.

Modulo 1 (60 minuti di lezione frontale + 45 minuti di laboratorio informatico + 15 minuti di intervallo) – Introduzione al ciclo di seminari. Introduzione alla teoria delle probabilità e all’utilizzo del software di calcolo scientifico Octave.

Modulo 2 (60 minuti di lezione frontale + 45 minuti di laboratorio informatico + 15 minuti di intervallo) – I teoremi di Shannon sulla codifica di sorgente e la codifica di canale. Probabilità e Teoria dell’Informazione. Informazione e probabilità degli eventi. Scrittura di semplici programmi per la simulazione di esperimenti casuali (es. lancio di una dado).

Modulo 3 (60 minuti di lezione frontale + 45 minuti di laboratorio informatico + 15 minuti di intervallo) – L’incertezza come misura dell’Informazione. La misura dell’informazione: definizione di sorpresa ed entropia. La codifica dei messaggi emessi da una sorgente di informazione. Entropia di una sorgente binaria. Scrittura di programmi per la codifica di una sorgente non binaria.

Modulo 4 (60 minuti di lezione frontale + 45 minuti di laboratorio informatico + 15 minuti di intervallo) – I sistemi di comunicazione e la trasmissione su canali con rumore (disturbi). La ridondanza nell’informazione e la codifica di canale. Esempi di semplici codici (es. codice di parità, codice di Hamming) e scrittura di programmi software in Octave per la loro simulazione.

Luogo: DEIB, Via Ponzio 34/5, 20133 Milano
Date: 14, 16, 21, 23, 28, 30 gennaio – 6 febbraio 2020, h. 15.00 – 17.00
Posti totali: 40
Iscrizioni: entro 20 dicembre 2019
Link registrazione: https://it.surveymonkey.com/r/poliacademy2020

Comunicare con lo spazio: il mondo dei satelliti per le telecomunicazioni

Carlo Giuseppe Riva, Telecomunicazioni, Elettromagnetismo applicato – 11 ore (3 ore seminario introduttivo + 8 ore laboratorio)

L’offerta, strutturata in moduli, è pensata per introdurre lo studente al mondo delle comunicazioni satellitari a larga banda e alla ricerca italiana e internazionale in tale ambito, attraverso un seminario introduttivo (3 ore) sulle comunicazioni satellitari e sulla ricerca condotta attualmente dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dalla NASA. Seguirà un’attività di elaborazione dei dati sperimentali ricevuti presso la stazione ASI di Spino d’Adda e NASA presso il Politecnico di Milano per approfondire quali siano i principali effetti introdotti dai componenti e fenomeni atmosferici sui segnali radio ricevuti. Quest’ultima attività, si svolgerà presso i laboratori del gruppo di propagazione elettromagnetica del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria.

Luogo: DEIB, Via Ponzio 34/5, 20133 Milano
Date: febbraio – aprile 2020
Posti totali: posti esauriti
Iscrizioni:
 entro 21 gennaio 2020

Coding – Street Fighting Python

Alessandro Siro Campi, Informatica, dati, web e società – 35 ore 

L’offerta, strutturata in moduli, è pensata per introdurre il coding e il pensiero computazionale attraverso un linguaggio di programmazione, Python, che è allo stesso tempo ideale per cominciare ed estremamente potente e versatile. Una delle caratteristiche di questa proposta è che il linguaggio e gli strumenti correlati sono introdotti nel contesto del vantaggio che offrono nella risoluzione di problemi interessanti, che altrimenti sarebbero difficilmente trattabili, se non addirittura intrattabili. Il coding appare così un potenziamento non solo computazionale, ma anche cognitivo (in altre parole, un superpotere!).

I moduli tratteranno l’utilizzo di Python in tre “contesti” diversi:

  • come linguaggio interattivo ed “esplorativo” per modellare, analizzare e trovare soluzioni a problemi di natura, tra le altre, probabilistica, di analisi testuale, matematica, enigmistica.
  • per lo sviluppo di applicazioni web, in particolare semplici videogiochi.
  • per la programmazione di sistemi embedded, per eseguire compiti di automazione e controllo.

Luogo: DEIB, Via Ponzio 34/5, 20133 Milano
Date: 04 – 05 – 06 – 07 – 08 maggio 2020, h. 09.00 – 17.00
Posti totali: 20
Iscrizioni:
 entro 17 aprile 2020
Link registrazione: https://it.surveymonkey.com/r/streetfightingcoding2020 (iscrizioni a partire da gennaio 2020)

Proteine: trova la struttura (giocando!)

Alfonso Gautieri, Ingegneria biologica e biomeccanica – 20 ore 

Le proteine sono molecole fondamentali del nostro organismo. Esse infatti sono necessarie al suo corretto funzionamento, oltre che alla formazione e al mantenimento della sua struttura. Per capire come le diverse proteine funzionano è necessario conoscerne la struttura, e per trovarla gli scienziati usano raggi X, simulazioni e… videogames! Aiutaci anche tu, giocando!
L’attività si compone di due parti dedicate rispettivamente a (1) spiegare cosa sono le proteine e come gli scienziati determinano la loro struttura e (2) come diventare “cittadini scienziati” e aiutare i ricercatori giocando a “Foldit”.

Cosa sono le proteine. La prima parte è dedicata a spiegare, con un linguaggio accessibile al pubblico di una scuola superiore, cosa sono le proteine, la loro struttura e come funzionano, con alcuni esempi: proteine strutturali, enzimi e anticorpi.

Diventare Cittadini-Scienziati giocando. La seconda parte è interamente interattiva e dedicata al gioco “Foldit”, un videogioco riguardante il ripiegamento proteico sviluppato all’Università di Washington e disponibile gratuitamente (https://fold.it/portal/). Foldit verrà preventivamente installato su alcuni PC su cui i ragazzi potranno giocare.
Il gioco inizia con alcuni tutorial dove il giocatore manipola semplici proteine. Quando l’utente modifica la struttura, il programma calcola un punteggio, basato su come è stata ripiegata la proteina. Lo scopo del gioco è modificare la struttura per ottenere il punteggio più alto possibile, ovvero la struttura più probabile.

Note aggiuntive
Terminato il seminario, in cui si giocherà con puzzle basati su proteine di cui è nota la struttura, i ragazzi potranno continuare a casa partecipando a puzzle che consistono in proteine di cui non si conosce la struttura, diventando veri e propri “citizen scientist”.
I giocatori partecipano così a una classifica online mondiale in cui per ogni proteina-puzzle vengono condivise le soluzioni a punteggio più alto, che diventano il punto di partenza da cui i ricercatori tentano di risolvere la struttura della proteina. Infatti, nonostante i principi che regolano il ripiegamento siano noti, la previsione della struttura di una proteina richiede un’enorme potenza di calcolo. Unendo le capacità intuitive del cervello umano alla potenza di calcolo dei computer, i ricercatori che hanno sviluppato Foldit sperano di migliorare la qualità delle previsioni.

Luogo: DEIB, Via Ponzio 34/5, 20133 Milano
Date: 22 – 23 – 24 – 25 – 26 giugno 2020, h. 09.00 – 13.00
Posti totali: 40
Iscrizioni:
 entro 05 giugno 2020
Link registrazione: https://it.surveymonkey.com/r/proteine2020 (iscrizioni a partire da gennaio 2020)

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