Control Engineering - Ingegneria Automatica

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso fornisce strumenti di base per il controllo dei sistemi robotici: analisi cinematica, pianificazione e programmazione dei movimenti di robot manipolatori in ambienti industriali e di servizio.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà il funzionamento dei componenti di attuazione e sensoriali dei robot, i metodi di base per la modellistica, l'analisi e il controllo cinematico di manipolatori robotici, nonché gli algoritmi per la pianificazione delle traiettorie di moto.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare le strutture cinematiche dei robot di tipo industriale e di progettare algoritmi e moduli per la pianificazione e il controllo della movimentazione.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di individuare le caratteristiche funzionali di un sistema robotico con riferimento al tipo di compito industriale o di servizio,
di analizzarne la complessità di realizzazione, le possibili prestazioni e le eventuali debolezze.

Capacità comunicative:
Il corso mette in grado lo studente di presentare le principali problematiche applicative e le soluzioni tecniche riguardanti l'impiego dei robot.

Capacità di apprendimento:
Il corso mira a creare attitudini di apprendimento autonomo orientate all'analisi e alla soluzione di problemi connessi all'uso dei robot.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali
Analizzare i limiti alle prestazioni relative ad un sistema di controllo.
Conoscere le particolarità dei sistemi multivariabili.
Formulare problemi con specifiche ad anello chiuso e problemi di stabilità e prestazioni robuste.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà (1) gli strumenti per valutare i limiti alle prestazioni e (2) a formulare nel dominio della frequenza e del tempo problemi di controllo robusto per sistemi multivariabili.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare sistemi di controllo multivariabili.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di valutare le prestazioni ottenibili da un sistema di controllo.

Capacità comunicative:
Le attività del corso metteranno lo studente in grado di comunicare/condividere le principali problematiche concernenti i sistemi multivariabili.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una capacità di progettare sistemi di controllo complessi in ambito lineare.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso fornisce le metodologie per l'analisi dei sistemi dinamici lineari e non lineari a tempo discreto e a segnali campionati, il progetto di controllori digitali con particolare enfasi sul caso dei sistemi lineari, e l'implementazione basata su microcontrollori embedded. Lo studente sarà in grado di ricavare modelli matematici di sistemi a tempo discreto, di sistemi equivalenti a tempo discreto di sistemi con dinamica continua, di progettare leggi di controllo digitale per sistemi a tempo discreto e continuo, e di impiegare microcontrollori standard per la loro implementazione.

Obiettivi specifici

Tecniche di analisi e progettazione per sistemi a tempo discreto e digitali.

Conoscenza e comprensione:
Lo studente acquisirà le metodologie per l’analisi dei sistemi a tempo discreto lineari e non lineari, e per la progettazione di controllori con particolare attenzione ai sistemi lineari.

Applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di associare ad un processo discreto o processo continuo campionato un modello matematico accurato e quindi di progettare leggi di controllo adeguate alla risoluzione del problema considerate.

Capacità critiche e di giudizio:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di individuare la migliore metodologia da utilizzare in base alla problematica in esame.

Capacità comunicative:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di motivare le proprie scelte di progettazione.

Capacità di apprendimento:
Lo studente svilupperà capacità di studio autonome.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali
Il corso mira a fornire concetti e metodologie di base relative alle metodologie di controllo più utilizzate nel quadro dell'automazione dei processi e ad applicarli ad in contesti industriali adeguatamente modellati come processi complessi ed eterogenei, interconnessi tra di loro mediante opportune infrastrutture per il trasporto dei materiali e per la comunicazione.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Gli studenti apprenderanno metodologie per il controllo robusto dei sistemi lineari con ritardo , controllo a modello interno e Model Predictive Control con riferimento specifico ai problemi di controllo di processo.

Applicare conoscenza e comprensione:
Gli studenti saranno in grado di progettare controllori robusti per dispositivi di automazione di processo, ad esempio per ottenere una robusta messa a punto dei controllori PID, e di applicare algoritmi di Model Predictive Control industriali.

Capacita' critiche e di giudizio:
Lo studente sara' in grado di scegliere la metodologia di controllo più adatta per uno specifico problema di controllo di processo partendo da un modello nello stato-spazio o da un sistema modellato da una funzione di trasferimento.

Abilita' comunicative:
Le attività del corso consentono allo studente di essere in grado di comunicare e discutere i principali problemi di controllo relativi all'automazione di processo e le possibili scelte progettuali per le loro soluzioni in termini di leggi di controllo.

Capacita' di apprendimento:
Lo scopo del corso è quello di rendere gli studenti consapevoli su come affrontare i problemi di controllo nel contesto dell'automazione di processo.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso presenta metodi avanzati di sintesi per la stabilizzazione robusta, in presenza di incertezze di modello, di sistemi lineari a molte variabili e di sistemi non lineari.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà metodi di progetto dei sistemi di controllo in presenza di incertezze strutturate o meno sul modello del sistema controllato. Le tecniche di stabilizzazione robusta sono basate sull’impiego di diseguaglianze matriciali lineari (LMI) e su metodi di controllo ad alto guadagno.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di sviluppare l'analisi dei problemi di stabilizzazione robusta di sistemi dinamici lineari o non lineari e di utilizzare tecniche avanzate di sintesi della legge di controllo per la loro risoluzione.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di individuare le caratteristiche di incertezza strutturata e/o non strutturata del sistema sotto esame, di analizzare la complessità di realizzazione delle leggi di controllo, le loro prestazioni ed eventuali criticità.

Capacità comunicative:
Il corso abilita a presentare soluzioni metodologiche avanzate e robuste per il problema classico della stabilizzazione tramite feedback dei sistemi dinamici.

Capacità di apprendimento:
Il corso mira a creare attitudini di apprendimento autonomo per l'analisi e la soluzione di problemi di controllo di sistemi lineari multi-variabili e sistemi nonlineari soggetti ad incertezze.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso fornisce strumenti avanzati per il controllo dei sistemi robotici: uso della ridondanza cinematica, analisi della dinamica dei robot manipolatori, comando in feedback dei movimenti, incluso il caso di asservimento visuale, e controllo dell'interazione con l'ambiente.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà i metodi per la modellistica dinamica dei manipolatori, le tecniche di utilizzo della ridondanza cinematica, la progettazione di schemi di controllo del moto e dell'interazione con l'ambiente.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare la dinamica dei manipolatori robotici e di progettare algoritmi e moduli per il controllo del moto libero e delle forze di contatto con l'ambiente.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di individuare le caratteristiche dinamiche di un sistema robotico con riferimento al tipo di compito,
di analizzarne la complessità di realizzazione, le possibili prestazioni e le eventuali debolezze.

Capacità comunicative:
Il corso mette in grado lo studente di presentare le problematiche avanzate e le relative soluzioni tecniche riguardanti l'uso dei robot in condizioni dinamiche.

Capacità di apprendimento:
Il corso mira a creare attitudini di apprendimento autonomo orientate all'analisi e alla soluzione di problemi avanzati connessi all'uso dei robot.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso fornisce le metodologie per l'analisi dei sistemi dinamici lineari e non lineari a tempo discreto e a segnali campionati, il progetto di controllori digitali con particolare enfasi sul caso dei sistemi lineari, e l'implementazione basata su microcontrollori embedded. Lo studente sarà in grado di ricavare modelli matematici di sistemi a tempo discreto, di sistemi equivalenti a tempo discreto di sistemi con dinamica continua, di progettare leggi di controllo digitale per sistemi a tempo discreto e continuo, e di impiegare microcontrollori standard per la loro implementazione.

Obiettivi specifici

Tecniche di analisi e progettazione per sistemi a tempo discreto e digitali.

Conoscenza e comprensione:
Lo studente acquisirà le metodologie per l’analisi dei sistemi a tempo discreto lineari e non lineari, e per la progettazione di controllori con particolare attenzione ai sistemi lineari.

Applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di associare ad un processo discreto o processo continuo campionato un modello matematico accurato e quindi di progettare leggi di controllo adeguate alla risoluzione del problema considerate.

Capacità critiche e di giudizio:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di individuare la migliore metodologia da utilizzare in base alla problematica in esame.

Capacità comunicative:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di motivare le proprie scelte di progettazione.

Capacità di apprendimento:
Lo studente svilupperà capacità di studio autonome.

Obiettivi formativi

* Obiettivi generali
Il corso introduce i principi base, le metodologie e le applicazioni delle tecniche ingegneristiche utilizzate per lo studio sistemi neurali e dell’interazione con essi.

* Obiettivi specifici
- Conoscenza e comprensione
Lo studente apprenderà le nozioni di base sul funzionamento e l’organizzazione a diverse scale del cervello umano, nonché le principali applicazioni dell’ingegneria e della tecnologia dell’informazione alle neuroscienze.

- Applicare conoscenza e comprensione
Lo studente apprenderà l’uso degli strumenti essenziali per acquisire, elaborare e decodificare i segnali neurofisiologici e neuromuscolari, e per il loro interfacciamento con dispositivi artificiali.

- Capacità critiche e di giudizio
Lo studente imparerà a scegliere la metodologia di controllo più appropriata per indirizzare uno specifico problema, e per valutare la complessità della soluzione proposta.

- Capacità comunicative
Lo studente imparerà a comunicare in un contesto multidisciplinare i principali problemi dell’interfacciamento di segnali neurofisiologici con un sistema artificiale, e ad argomentare le possibili scelte progettuali per lo scopo.

- Capacità di apprendimento
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una forma mentis dello studente orientata all’autoapprendimento di concetti avanzati che non sono stati affrontati nel corso.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso fornisce strumenti avanzati per il controllo dei sistemi robotici: uso della ridondanza cinematica, analisi della dinamica dei robot manipolatori, comando in feedback dei movimenti, incluso il caso di asservimento visuale, e controllo dell'interazione con l'ambiente.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà i metodi per la modellistica dinamica dei manipolatori, le tecniche di utilizzo della ridondanza cinematica, la progettazione di schemi di controllo del moto e dell'interazione con l'ambiente.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare la dinamica dei manipolatori robotici e di progettare algoritmi e moduli per il controllo del moto libero e delle forze di contatto con l'ambiente.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di individuare le caratteristiche dinamiche di un sistema robotico con riferimento al tipo di compito,
di analizzarne la complessità di realizzazione, le possibili prestazioni e le eventuali debolezze.

Capacità comunicative:
Il corso mette in grado lo studente di presentare le problematiche avanzate e le relative soluzioni tecniche riguardanti l'uso dei robot in condizioni dinamiche.

Capacità di apprendimento:
Il corso mira a creare attitudini di apprendimento autonomo orientate all'analisi e alla soluzione di problemi avanzati connessi all'uso dei robot.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali
Il corso introduce alla modellizzazione e all’analisi dei sistemi cyber-fisici soggetti ad attacchi, utilizzando principalmente concetti e metodi propri della teoria del controllo e della gestione del rischio (richiamati per completezza). Si mostra come sia possibile strutturare sofisticati attacchi, in grado di alterare le proprietà di funzionamento di un sistema di controllo cyber-fisico e in grado di eludere i meccanismi di rilevazione e protezione del sistema, producendo degradazione del servizio o anche danno fisico al sistema. Vengono quindi studiate rilevanti tipologie di attacchi cyber-fisici (false data injection, denial of service, replay attack, zero dynamics attack, covert attack, etc.), modellizzandoli matematicamente e analizzandone il principio di funzionamento, anche facendo ricorso a simulazioni al computer. Vengono esaminati importanti risultati teorici generali che consentono di determinare se un dato sistema cyber-fisico può essere soggetto ad attacchi non rilevabili. Vengono introdotte metodologie di base per la rilevazione degli attacchi e per la loro mitigazione. Vengono studiati e discussi esempi da diversi campi applicativi, in particolare nel contesto dei sistemi di controllo e delle infrastrutture critiche (con focus particolare sulle reti elettriche intelligenti). Vengono svolte simulazioni al computer (tramite ausilio di software quali Matlab, Python, Julia, Gurobi) per illustrare praticamente i concetti studiati durante il corso.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Al termine del corso, lo studente conosce le principali metodologie per la modellizzazione e l’analisi dei sistemi cyber-fisici e delle principali tipologie note di attacchi cyber-fisici. Conosce e comprende inoltre importanti risultati teorici per l’analisi della vulnerabilità dei sistemi di controllo agli attacchi cyber-fisici, nonché metodi per la rilevazione e la mitigazione degli attacchi.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di modellizzare un sistema cyber-fisico e analizzare le sue proprietà di sicurezza. Sarà in grado di modellizzare e analizzare diversi scenari di attacco, valutando impatti e possibili strategie di mitigazione. Sarà in grado di usare il calcolatore per svolgere rilevanti analisi quantitative tramite simulazione.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di valutare criticamente e quantitativamente le proprietà di sicurezza dei sistemi di controllo cyber-fisici, a fronte di diversi scenari possibili di attacco. Sarà in grado di suggerire strategie per il miglioramento della sicurezza e la mitigazione di possibili attacchi. Sarà in grado di leggere e assimilare in maniera critica documentazione tecnica in materia.

Abilità comunicative:
Lo studente sarà in grado comunicare in modo chiaro ed efficace in relazione alle principali problematiche attinenti alla sicurezza dei sistemi cyber-fisici (modellizzazione, analisi di scenari di attacco, progettazione di strategie di prevenzione e protezione, etc.).

Capacità di apprendimento:
Tramite lo studio diretto di articoli scientifici, e ponendo l’accento su metodi razionali e sistematici per affrontare i problemi di cyber-sicurezza, il corso rafforzerà negli studenti la capacità di proseguire autonomamente lo studio, sia nell’industria che nella ricerca.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali
Fornire un’introduzione e una panoramica sull’uso delle tecnologie robotiche nell’ambito medico, con particolare riferimento alla chirurgia assistita.
Lo/a studente conoscerà i principali sistemi di chirurgia assistita da robot, delle problematiche inerenti alla progettazione di robot medicali e al loro controllo.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione
Lo/a studente imparerà: a leggere criticamente articoli che descrivono le principali tecnologie coinvolte nella robotica medica; discutere in dettaglio lo stato dell'arte delle applicazioni robotiche in medicina; ad affrontare la progettazione di sistemi medici assistiti da robot; a conoscere le metodologie per la modellistica e il controllo di robot, necessarie allo sviluppo di sistemi robotici medicali.

Applicare conoscenza e comprensione
Lo/a studente saprà progettare nuove tecnologie robotiche per applicazioni medicali.
In particolare, sarà in grado di sviluppare sistemi di simulazione robotica, analizzare e progettare schemi di controllo per la teleoperazione di robot medicali e per l’esecuzione di compiti condivisi tra umani e robot.

Capacità critiche e di giudizio
Lo/a studente saprà stimare i potenziali benefici derivanti dall'introduzione di tecniche robotiche in una procedura medica e di valutare i vincoli clinici, sociali ed economici nella implementazione di una tecnologia robotica in un settore medico.

Abilità comunicative:
Lo/a studente imparerà a comunicare e collaborare con persone di diversa formazione.

Capacità di apprendimento
Lo/a studente sarà in grado di apprendere autonomamente nuovi concetti utili alla progettazione e sviluppo di nuove tecnologie per applicazioni medicali.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali:

L'obiettivo principale dell'insegnamento è l'acquisizione e l'uso da parte dello studente degli strumenti di base necessari alla costruzione ed all'analisi di sistemi di controllo intelligenti ed ibridi per fenomeni di interesse nell’ingegneria dell’automazione con riferimento a metodologie data-driven e model-based.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Il corso fornisce strumenti avanzati per l'analisi ed il progetto di sistemi complessi che combinano diversi tipi di tecnologie o comportamenti per ottenere un risultato desiderato.
I sistemi considerati saranno:
- i sistemi di controllo intelligenti che integrano reti neurali e algoritmi per l'apprendimento automatico a partire dall’analisi dei dati
- i modelli dinamici che integrano comportamenti dinamici basati sul tempo (modellati con equazioni differenziali) con comportamenti dinamici basati su eventi (modellati da automi).

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà come applicare in autonomia le metodologie e tecncihe presentate nel corso per il design e lo sviluppo di sistemi di controllo complessi integranti strumenti di apprendimento automatico e modellistica ad eventi. Lo studente sarà in grado di identificare e modellare dinamiche ibride e nonlineari tramite approcci data-driven e model-based.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di determinare quali siano gli approcci più adatti allo sviluppo di modelli predittivi per rappresentare sistemi complessi, combinando tecniche di apprendimento automatico con approcci modellistici generali quali gli automi e dinamiche switching. Lo studente sarà inoltre in grado di valutare con criticità le performance e proprietà closed-loop più critiche per la progettazione di leggi di controllo intelligenti.

Capacità comunicative:
Lo studente sarà in grado di presentare ed analizzare sistemi dinamici complessi ed i relativi controllori ibridi ed intelligenti nell’ambito di applicazioni di interesse industriale e dell’automatica.

Capacità di apprendimento:
Il corso mira fornire agli studenti tutti gli elementi per un apprendimento autonomo finalizzato all'analisi e alla progettazione di sistemi di controllo avanzati ed integranti funzionalità di apprendimento automatico in tutti i settori di interesse per l’automazione.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso presenta i metodi di base per progettare e controllare robot autonomi e mobili.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà (1) i metodi di base per la modellistica, l'analisi, la generazione del moto e il controllo dei robot mobili su ruote e su gambe, e (2) gli algoritmi per la pianificazione autonoma del moto.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare architetture, algoritmi e moduli per la pianificazione, il controllo e la localizzazione di robot mobili autonomi.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di scegliere l'architettura di controllo funzionale più adeguata per uno specifico sistema robotico e di analizzarne la complessità e le eventuali debolezze.

Capacità comunicative:
Le attività del corso metteranno lo studente in grado di comunicare/condividere le principali problematiche concernenti i robot mobili autonomi, nonché le possibili scelte progettuali per il controllo di tali sistemi.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una forma mentis dello studente orientata allo sviluppo di moduli per la mobilità autonoma dei robot.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso mira ad applicare metodologie avanzate di controllo dinamico a reti/sistemi adottando un approccio astratto tecnologicamente indipendente che affronta il problema del controllo di rete/sistema, tralasciando le specifiche tecnologie di rete/sistema. Gli studenti saranno in grado di progettare azioni di controllo adatte alle reti/sistemi di comunicazione, energia, trasporto, sicurezza, salute.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Gli studenti saranno in grado di conoscere la specificità di alcuni ambienti applicativi quali quelli delle reti/sistemi di comunicazione, energia, trasporto, sicurezza, salute, nonchè di modellare astrattamente e controllare tali reti/sistemi. Inoltre, nel caso la modellizzazione di tali reti/sistemi sia impossibile o troppo complessa da realizzare, gli studenti saranno in grado di utilizzare tecniche data-driven in grado di coniugare metodologie di controllo con metodologie di intelligenza artificiale/machine learning.

Applicare conoscenza e comprensione:
Gli studenti saranno consapevoli delle principali problematiche e in grado di progettare azioni di controllo applicabili a reti/sistemi di comunicazione, di energia, trasporto, sicurezza, salute finalizzate al soddisfacimento di assegnate specifiche progettuali.

Capacità critiche e di giudizio:
Gli studenti saranno in grado di scegliere le metodologie di controllo più adatte ai problemi specifici e di valutare la complessita' delle soluzioni proposte.

Capacità comunicative:
Le attività del corso permettono allo studente di essere in grado di comunicare/condividere (i) le principali problematiche inerenti reti/sistemi di comunicazione, energia, trasporto, sicurezza, salute, (ii) possibili scelte progettuali per il controllo di tali reti/sistemi. Inoltre, il corso prevede la possibilita’ di effettuare tesine applicative su argomenti correlati a progetti portati avanti dal gruppo di ricerca coordinato dal docente; nell’ambito di tali attività, gli studenti acquisiranno capacità di collaborare in gruppo.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una forma mentis dello studente orientata al controllo di sistemi/reti complessi, combinando, in maniera opportuna, metodologie provenienti dall'automatica e da vari altri ambiti dell'ingegneria.

Obiettivi formativi

Il corso intende guidare lo studente alla comprensione dei principi di funzionamento degli azionamenti elettrici e dei loro componenti. Il corso fornisce inoltre gli strumenti per analizzare il comportamento di un azionamento elettrico a regime permanente e in regime transitorio. Completano il corso alcuni elementi di progettazione. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di comprendere il principio di funzionamento e di analizzare il comportamento a regime permanente e transitorio di un azionamento elettrico. Tali conoscenze lo metteranno in grado di affrontare la progettazione di azionamenti elettrici e il loro controllo.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso mira a fornire allo studente una teoria unitaria per lo studio dei veicoli in generale, con particolare riferimento ai veicoli terrestri. L'analisi del sistema veicolo viene affrontata sia per sottosistemi componenti (i) dinamica del corpo rigido, (ii) sistema propulsivo (iii) sistema di trasmissione (iv) sistema di controllo direzionale (v) sistema sospensivo (vi) sistema frenante (vii) sistemi di automazione di guida e controllo, sia in termini globali, integrando tutti i sottosistemi all'interno di un unico modello capace di descrive manovre complesse del sistema veicolo.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà i metodi di base per la modellistica, l'analisi e il controllo dei veicoli.

Nella prima parte del corso saranno fornite le nozioni riguardanti la dinamica del veicolo in generale mentre nella seconda parte, viene posta particolare attenzione ai sottosistemi meccanici, sensoristici e hardware in uso.
Applicare conoscenza e comprensione:

Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare differenti architetture di veicoli terrestri. Avrà inoltre le conoscenze sufficienti per scegliere algoritmi di controllo più adatti da usare nei casi di veicoli a guida autonoma.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà sia in grado di scegliere la metodologia di modellazione più adatta al problema specifico, sia di esaminare un dispositivo innovativo nel settore della dinamica dei veicoli, comprendendone i principi di funzionamento ed effettuandone un'analisi di fattibilità.

Capacità comunicative:
Le attività del corso, e specificamente lo sviluppo del progetto d’anno e la sua presentazione del progetto nella prova finale, permettono allo studente di essere in grado di comunicare/condividere le principali idee innovative presenti in un progetto tecnologico e di sintetizzarne in una presentazione chiara ed efficace i principali contenuti.

Capacità di apprendimento:
Lo studente sarà in grado di affrontare un problema di sintesi progettuale grazie alla modalità di esame prevista. Lo studente, opportunamente guidato mette in pratica le tecniche di “problem solving” ovvero l’insieme dei processi atti ad analizzare, affrontare e risolvere un problema specifico sulla base dell'esame di brevetti o di recenti pubblicazioni.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso verte sulla modellistica, l'analisi e il controllo dei sistemi multi-agente, con particolare riferimento alle reti/sistemi di comunicazione, energia, salute e ai sistemi multi-robot.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà i metodi di base per la modellistica, l'analisi e il controllo dei sistemi multi-agente, con particolare attenzione alle strategie di controllo distribuite.
Nella prima parte del corso saranno presentate applicazioni relative alle reti/sistemi di comunicazione, energia, salute; nella seconda parte, vengono considerati esplicitamente i sistemi multi-robot, sia terrestri e aerei.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare architetture e algoritmi per il controllo di sistemi multi-agente in vari campi applicativi.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di scegliere la metodologie di controllo più adatta a un problema specifico e di valutare la complessità della soluzione proposta.

Capacità comunicative:
Le attività del corso permettono allo studente di essere in grado di comunicare/condividere le principali problematiche inerenti le reti e i sistemi presentati nel corso, nonché le possibili scelte progettuali per il controllo di tali reti/sistemi.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una forma mentis dello studente orientata al controllo di sistemi complessi su reti, combinando in maniera opportuna, metodologie provenienti dall'automatica e da vari altri ambiti dell'ingegneria. Inoltre, il corso prevede la possibilità di effettuare tesine applicative su argomenti correlati a progetti portati avanti dal gruppo di ricerca coordinati dai docenti; nell’ambito di tali attività, gli studenti acquisiranno capacità di collaborare in gruppo.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso presenta metodi avanzati di controllo per sistemi con ritardi e con parametri non noti.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà tecniche avanzate di controllo per sistemi con ritardi e parametri incogniti

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo Studente deve essere in grado, a partire dai dati disponibili, di elaborare algoritmi avanzati di controllo in presenza di ritardi e di parametri incogniti.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo Studente sarà in grado di analizzare e formulare un problema di controllo avanzato, modellarlo e proporre la migliore strategia di controllo, implementandola per valutarne i risultati

Capacità comunicative:
Le attività del corso consentiranno allo Studente di comunicare e condividere le principali problematiche in specifici campi di applicazione, evidenziando le scelte progettuali, i relativi punti di forza e punti deboli

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a potenziare le capacità critiche dello Studente, dall’analisi di un problema, allo studio della letteratura, alla fase progettuale e di implementazione.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso presenta i metodi di base per progettare e controllare robot autonomi e mobili.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà (1) i metodi di base per la modellistica, l'analisi, la generazione del moto e il controllo dei robot mobili su ruote e su gambe, e (2) gli algoritmi per la pianificazione autonoma del moto.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare architetture, algoritmi e moduli per la pianificazione, il controllo e la localizzazione di robot mobili autonomi.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di scegliere l'architettura di controllo funzionale più adeguata per uno specifico sistema robotico e di analizzarne la complessità e le eventuali debolezze.

Capacità comunicative:
Le attività del corso metteranno lo studente in grado di comunicare/condividere le principali problematiche concernenti i robot mobili autonomi, nonché le possibili scelte progettuali per il controllo di tali sistemi.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una forma mentis dello studente orientata allo sviluppo di moduli per la mobilità autonoma dei robot.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali
Fornire i concetti necessari a: (a) comprendere il significato di
sicurezza delle informazioni e di sicurezza delle infrastrutture e delle
reti; (b) abilitare lo studente a fare analisi delle caratteristiche
fondamentali di sicurezza di una rete/infrastruttura; (c) fornire gli
strumenti fondamentali per le attività di progettazione e assessment
delle soluzioni realizzate su rete in presenza di esigenze di sicurezza
delle informazioni. Le metodologie e le nozioni includono la
crittografia, il controllo degli accessi, protocolli e architetture di
sicurezza, firewall.

Obiettivi specifici
Capacità di
- riconoscere in fase di analisi/progettazione i requisiti di
confidenzialità, integrità, autenticità, autenticazione e non ripudio,
individuando strumenti idonei a garantirli;
- supportare il processo di analisi e definizione di politiche di
sicurezza a livello di organizzazione;
- valutare criticamente infrastrutture ed applicazioni rispetto alle
specifiche di sicurezza;
- valutare la presenza di vulnerabilità rilevanti nelle infrastrutture e
nelle applicazioni;
- studiare e comprendere standard di sicurezza.

Conoscenza e comprensione
Conoscenza della crittografia di base. Comprensione dei meccanismi di
certificazione e firma digitale. Comprensione delle minacce cyber
derivanti dall'interazione con il web ed internet in generale

Applicare conoscenza e comprensione
Selezionare ed usare standard di cifratura efficaci e sicuri.
Selezionare ed usare standard di fingerprinting di documenti efficaci e
sicuri. Usare firme digitali. Scegliere meccanismi di autenticazione sicuri.

Capacità critiche e di giudizio:
Essere in grado di valutare l'adeguatezza delle misure di sicurezza IT
impiegate da una piccola/media impresa.

Capacità comunicative:
Essere in grado di interagire agevolmente ed efficacemente con
specialisti di domini industriali e ICT per tutte le problematiche
connesse alla sicurezza delle informazioni. Saper motivare valutazioni e
requisiti.

Capacità di apprendimento:
Saper leggere e comprendere documenti con standard tecnici e materiali
relativi alla divulgazione di nuove minacce IT.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso mira ad applicare metodologie avanzate di controllo dinamico a reti/sistemi adottando un approccio astratto tecnologicamente indipendente che affronta il problema del controllo di rete/sistema, tralasciando le specifiche tecnologie di rete/sistema. Gli studenti saranno in grado di progettare azioni di controllo adatte alle reti/sistemi di comunicazione, energia, trasporto, sicurezza, salute.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Gli studenti saranno in grado di conoscere la specificità di alcuni ambienti applicativi quali quelli delle reti/sistemi di comunicazione, energia, trasporto, sicurezza, salute, nonchè di modellare astrattamente e controllare tali reti/sistemi. Inoltre, nel caso la modellizzazione di tali reti/sistemi sia impossibile o troppo complessa da realizzare, gli studenti saranno in grado di utilizzare tecniche data-driven in grado di coniugare metodologie di controllo con metodologie di intelligenza artificiale/machine learning.

Applicare conoscenza e comprensione:
Gli studenti saranno consapevoli delle principali problematiche e in grado di progettare azioni di controllo applicabili a reti/sistemi di comunicazione, di energia, trasporto, sicurezza, salute finalizzate al soddisfacimento di assegnate specifiche progettuali.

Capacità critiche e di giudizio:
Gli studenti saranno in grado di scegliere le metodologie di controllo più adatte ai problemi specifici e di valutare la complessita' delle soluzioni proposte.

Capacità comunicative:
Le attività del corso permettono allo studente di essere in grado di comunicare/condividere (i) le principali problematiche inerenti reti/sistemi di comunicazione, energia, trasporto, sicurezza, salute, (ii) possibili scelte progettuali per il controllo di tali reti/sistemi. Inoltre, il corso prevede la possibilita’ di effettuare tesine applicative su argomenti correlati a progetti portati avanti dal gruppo di ricerca coordinato dal docente; nell’ambito di tali attività, gli studenti acquisiranno capacità di collaborare in gruppo.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una forma mentis dello studente orientata al controllo di sistemi/reti complessi, combinando, in maniera opportuna, metodologie provenienti dall'automatica e da vari altri ambiti dell'ingegneria.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali
​Il corso consiste di due moduli svolti in forma seminariale su argomenti avanzati di Robotica ed è pensato come introduttivo all’attività di ricerca.
Attraverso esemplificazioni tratte dalle attività di ricerca dei docenti, lo studente sarà in grado di affrontare completamente un problema di Robotica, dalla sua analisi alla proposta di metodi di soluzioni e alla loro realizzazione.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà alcune tecniche avanzate di controllo utilizzate in settori della robotica nei quali i docenti svolgono attività di ricerca.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare sistemi di controllo complessi a problematiche di controllo avanzato in ambito robotico.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di valutare alcune metodologie utilizzate nei diversi settori robotici applicativi illustrati.

Capacità comunicative:
Le attività del corso metteranno lo studente in grado di comprendere e condividere possibili soluzioni adottate in ambito della ricerca nei diversi settori applicativi illustrati.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una capacità di progettare sistemi di controllo complessi nell'ambito della robotica avanzata.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso fornisce le metodologie per l'analisi dei sistemi dinamici lineari e non lineari a tempo discreto e a segnali campionati, il progetto di controllori digitali con particolare enfasi sul caso dei sistemi lineari, e l'implementazione basata su microcontrollori embedded. Lo studente sarà in grado di ricavare modelli matematici di sistemi a tempo discreto, di sistemi equivalenti a tempo discreto di sistemi con dinamica continua, di progettare leggi di controllo digitale per sistemi a tempo discreto e continuo, e di impiegare microcontrollori standard per la loro implementazione.

Obiettivi specifici

Tecniche di analisi e progettazione per sistemi a tempo discreto e digitali.

Conoscenza e comprensione:
Lo studente acquisirà le metodologie per l’analisi dei sistemi a tempo discreto lineari e non lineari, e per la progettazione di controllori con particolare attenzione ai sistemi lineari.

Applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di associare ad un processo discreto o processo continuo campionato un modello matematico accurato e quindi di progettare leggi di controllo adeguate alla risoluzione del problema considerate.

Capacità critiche e di giudizio:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di individuare la migliore metodologia da utilizzare in base alla problematica in esame.

Capacità comunicative:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di motivare le proprie scelte di progettazione.

Capacità di apprendimento:
Lo studente svilupperà capacità di studio autonome.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali:

L’obiettivo del corso è presentare un ampio spettro di metodi e
algoritmi di apprendimento automatico, discutendone le proprietà e i
criteri di applicabilità e di convergenza. Si presentano anche diversi
esempi di impiego efficace delle tecniche di apprendimento automatico in
diversi scenari applicativi.
Gli studenti avranno la capacità di risolvere problemi di apprendimento
automatico, partendo da una corretta formulazione del problema, con la
scelta di un opportuno algoritmo, e sapendo condurre un’analisi
sperimentale per valutare i risultati ottenuti.

Obiettivi specifici:

Conoscenza e comprensione:
Fornire un'ampia panoramica sui principali metodi e algoritmi di
apprendimento automatico per i problemi di classificazione, regressione,
apprendimento, non-supervisionato e apprendimento per rinforzo.
I diversi problemi affrontati vengono definiti formalmente e vengono
fornite sia le basi teoriche sia informazione tecniche per comprendere
le soluzioni adottate.

Applicare conoscenza e comprensione:
Risolvere problemi specifici di apprendimento automatico a partire da
insiemi di dati, mediante l'applicazione delle tecniche studiate. Lo
svolgimento di due homework (piccoli progetti da svolgere a casa)
consente agli studenti di applicare le conoscenze acquisite.

Capacità critiche e di giudizio:
Essere in grado di valutare la qualità di un sistema di apprendimento
automatico usando opportune metriche e metodologie di valutazione.

Capacità comunicative:
Produrre un rapporto tecnico che descrive i risultati degli homework,
acquisendo quindi la capacità di comunicare i risultati ottenuti
dall'applicazione delle conoscenze acquisite nella soluzione di un
problema specifico.
Assistere ad esempi di comunicazione e condivisione dei risultati
raggiunti in applicazioni reali forniti da esperti all'interno di
seminari erogati durante il corso.

Capacità di apprendimento:
Approfondimento autonomo di alcuni argomenti presentati nel corso
tramite lo svolgimento di homework, con possibilità anche di lavorare
insieme ad altri studenti (lavoro di gruppo) per risolvere problemi
specifici.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso presenta metodi avanzati di controllo per sistemi con ritardi e con parametri non noti.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà tecniche avanzate di controllo per sistemi con ritardi e parametri incogniti

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo Studente deve essere in grado, a partire dai dati disponibili, di elaborare algoritmi avanzati di controllo in presenza di ritardi e di parametri incogniti.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo Studente sarà in grado di analizzare e formulare un problema di controllo avanzato, modellarlo e proporre la migliore strategia di controllo, implementandola per valutarne i risultati

Capacità comunicative:
Le attività del corso consentiranno allo Studente di comunicare e condividere le principali problematiche in specifici campi di applicazione, evidenziando le scelte progettuali, i relativi punti di forza e punti deboli

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a potenziare le capacità critiche dello Studente, dall’analisi di un problema, allo studio della letteratura, alla fase progettuale e di implementazione.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso verte sulla modellistica, l'analisi e il controllo dei sistemi multi-agente, con particolare riferimento alle reti/sistemi di comunicazione, energia, salute e ai sistemi multi-robot.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà i metodi di base per la modellistica, l'analisi e il controllo dei sistemi multi-agente, con particolare attenzione alle strategie di controllo distribuite.
Nella prima parte del corso saranno presentate applicazioni relative alle reti/sistemi di comunicazione, energia, salute; nella seconda parte, vengono considerati esplicitamente i sistemi multi-robot, sia terrestri e aerei.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare architetture e algoritmi per il controllo di sistemi multi-agente in vari campi applicativi.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di scegliere la metodologie di controllo più adatta a un problema specifico e di valutare la complessità della soluzione proposta.

Capacità comunicative:
Le attività del corso permettono allo studente di essere in grado di comunicare/condividere le principali problematiche inerenti le reti e i sistemi presentati nel corso, nonché le possibili scelte progettuali per il controllo di tali reti/sistemi.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una forma mentis dello studente orientata al controllo di sistemi complessi su reti, combinando in maniera opportuna, metodologie provenienti dall'automatica e da vari altri ambiti dell'ingegneria. Inoltre, il corso prevede la possibilità di effettuare tesine applicative su argomenti correlati a progetti portati avanti dal gruppo di ricerca coordinati dai docenti; nell’ambito di tali attività, gli studenti acquisiranno capacità di collaborare in gruppo.