Gruppo opzionale:
Gruppo OPZIONALE:Lo studente deve scegliere 36 Cfu (l'acquisizione è da intendersi relativa a tutta la durata del corso di studi) - (visualizza)
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36
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1022775 -
AUTONOMOUS AND MOBILE ROBOTICS
(obiettivi)
Obiettivi generali
Il corso presenta i metodi di base per dotare i sistemi robotici robot di mobilità e autonomia.
Obiettivi specifici
Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà (1) i metodi di base per la modellistica, l'analisi 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.
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6
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ING-INF/04
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Attività formative caratterizzanti
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ENG |
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1041429 -
CONTROL OF COMMUNICATION AND ENERGY NETWORKS
(obiettivi)
Obiettivi generali
Il corso....
Obiettivi specifici
Conoscenza e comprensione:
Il corso si propone di applicare metodologie di controllo alle reti/sistemi, con l'adozione di un approccio indipendente dalla tecnologia che affronta il problema del controllo della rete o dei sistemi a prescindere dalle specifiche tecnologie. Tali metodologie saranno applicate alle reti di comunicazione, di distribuzione di energia, di trasporto, nonché alle infrastrutture critiche e alle piattaforme di telemedicina.
Applicare conoscenza e comprensione:
Gli studenti saranno consapevoli delle principali problematiche e in grado di progettare azioni di controllo per reti di comunicazione, di distribuzione di energia, di trasporto, nonché per infrastrutture critiche e per piattaforme di telemedicina.
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 le reti di comunicazione, di distribuzione di energia, di trasporto, nonché le infrastrutture critiche e le piattaforme di telemedicina, (ii) 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/reti complessi, combinando, in maniera opportuna, metodologie provenienti dall'automatica e da vari altri ambiti dell'ingegneria.
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DELLI PRISCOLI FRANCESCO
( programma)
La prima parte del corso (circa 40 ore) dettaglia le seguenti metodologie: Markov Decision Process, Dynamic Programming, Reinforcement Learning (in particolare, TD learning, Sarsa, Q-learning), Machine Learning (k-means, clustering). Oltre l'aspetto teorico, si considera l'utilizzo pratico di tali metodologie per il controllo di reti di comunicazione, di distribuzione di energia e di trasporto.
La seconda parte del corso (circa 20 ore svolte in parallelo rispetto alla prima parte), svolta in costante sinergia con i progetti di ricerca finanziati dall'Unione Europea nell'ambito dei programmi quadro, si articola in una serie di seminari, e (i) fornisce una panoramica su attuali problemi di controllo relativi alle reti/sistemi di comunicazione, di energia, di trasporto e di salute, nonché sulle problematiche di sicurezza inerenti le reti/sistemi suddette, (ii) dettaglia come le metodologie di controllo di cui alla prima parte di corso, nonché altre metodologie di controllo oggetto di corsi precedenti (per esempio, il Model Predictive Control) possono essere utilizzate per risolvere i suddetti problemi.
In particolare, per le reti di comunicazione si trattano problemi quali (i) l'identificazione delle risorse (di network, storage e processing) necessarie per fornire garanzie di Quality of Experience (QoE) per i vari servizi, (ii) il progetto degli orchestratori e dei controllori di rete in modo da garantire le risorse suddette nelle reti Future Internet (cloud + 4G/5G) basate sul paradigma SDN/NFV (Software Defined Networking/Network Function Virtualization).
Per i sistemi per la salute personalizzata si trattano metodologie basate su algoritmi di machine learning (per esempo, reti neurali)
Per le reti di trasporto si trattano la problematiche del controllo e ottimizzazione dei viaggi (Smart Routing) utilizzando come input i risultati derivanti da opportune analisi dei dati (Big Data) relativi alla mobilità degli utenti. Per le reti di distribuzione di energia si trattano i problemi di controllo delle "Smart Grids", come ad esempio (i) la gestione automatica della domanda energetica sia per consumatori residenziali, sia per utenti della mobilità elettrica (Smart Charging), (ii) la gestione dello risorse di storage energetico.
Inoltre, per le reti e i sistemi suddetti, si trattano le problematiche di sicurezza sia in fase di pianificazione dei sistemi (valutazione e ottimizzazione del livello di sicurezza di un sistema), sia nella fase operativa (progetto di controllori capaci di fornire reazione veloce ai guasti e/o ai disastri e/o agli attacchi cibernetici).
 R.S. Sutton and A.G. Barto, “Reinforcement Learning: An Introduction,” MIT Press, 1998.
Dispense derivanti dai Deliverables prodotti nell'ambito dei progetti di ricerca della UE. In particolare, per le Reti di Comunicazione: progetti FIWARE/FICORE (UE FP7), T-NOVA (UE FP7) e Platino (PON); per le reti di energia: progetti SMARTV2G2G (UE FP7) e MOBINCITY (UE FP7); per le reti di trasporto: progetto BONVOYAGE (UE FP8); per le problematiche di sicurezza: progetti p/nSHIELD (Artemis) e ATENA (UE FP8).
(Date degli appelli d'esame)
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6
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ING-INF/04
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36
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Attività formative caratterizzanti
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ENG |
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1041428 -
DIGITAL CONTROL SYSTEMS
(obiettivi)
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.
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CALIFANO CLAUDIA
( programma)
Rappresentazione matematica di sistemi lineari a tempo discreto e a segnali campionati e metodologie di analisi nel dominio del tempo e della trasformata zeta. Principi del campionamento e ricostruzione di segnali. Concetti di funzione di trasferimento, risposta armonica e stabilità (con i relativi criteri) per sistemi a tempo discreto. Specifiche di progetto dei controllori digitali. Approcci indiretti e diretti alla soluzione. Metodi di progetto: per discretizzazione di un controllore a tempo continuo; basato sul luogo delle radici; in frequenza nel dominio complesso; approcci analitici (assegnazione poli/zeri, con tempo di risposta finito; con risposta piatta). Progetto di regolatori PID digitali. Rappresentazione matematica di sistemi non lineari a tempo discreto e a segnali campionati, con alcuni approcci all’analisi e al progetto di leggi di controllo. Descrizione di alcuni microcontrollori commerciali e di sistemi embedded per l’implementazione di leggi di controllo digitale. Esempi applicativi in simulazione basata su Matlab e con implementazione su sistemi PIC e Arduino.
G.F. Franklin, J.D. Powell, and M.L. Workman, “Digital Control of Dynamic Systems,” Addison-Wesley, 1998.
Bibliografia di riferimento
(Date degli appelli d'esame)
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ING-INF/04
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36
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Attività formative caratterizzanti
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ENG |
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1041454 -
DYNAMICS OF ELECTRICAL MACHINES AND DRIVES
(obiettivi)
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.
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6
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ING-IND/32
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36
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Attività formative caratterizzanti
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ENG |
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Gruppo opzionale:
Gruppo OPZIONALE: Lo studente deve scegliere 18 cfu (l'acquisizione è da intendersi relativa a tutta la durata del corso di studi) - (visualizza)
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18
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1022775 -
AUTONOMOUS AND MOBILE ROBOTICS
(obiettivi)
Obiettivi generali
Il corso presenta i metodi di base per dotare i sistemi robotici robot di mobilità e autonomia.
Obiettivi specifici
Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà (1) i metodi di base per la modellistica, l'analisi 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.
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ING-INF/04
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Attività formative affini ed integrative
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ENG |
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1022792 -
COMPUTER AND NETWORK SECURITY
(obiettivi)
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.
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ING-INF/05
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Attività formative affini ed integrative
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ENG |
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1041429 -
CONTROL OF COMMUNICATION AND ENERGY NETWORKS
(obiettivi)
Obiettivi generali
Il corso....
Obiettivi specifici
Conoscenza e comprensione:
Il corso si propone di applicare metodologie di controllo alle reti/sistemi, con l'adozione di un approccio indipendente dalla tecnologia che affronta il problema del controllo della rete o dei sistemi a prescindere dalle specifiche tecnologie. Tali metodologie saranno applicate alle reti di comunicazione, di distribuzione di energia, di trasporto, nonché alle infrastrutture critiche e alle piattaforme di telemedicina.
Applicare conoscenza e comprensione:
Gli studenti saranno consapevoli delle principali problematiche e in grado di progettare azioni di controllo per reti di comunicazione, di distribuzione di energia, di trasporto, nonché per infrastrutture critiche e per piattaforme di telemedicina.
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 le reti di comunicazione, di distribuzione di energia, di trasporto, nonché le infrastrutture critiche e le piattaforme di telemedicina, (ii) 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/reti complessi, combinando, in maniera opportuna, metodologie provenienti dall'automatica e da vari altri ambiti dell'ingegneria.
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ING-INF/04
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Attività formative affini ed integrative
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1055496 -
CONTROL PROBLEMS IN ROBOTICS
(obiettivi)
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 problematica 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.
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ING-INF/04
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24
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36
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Attività formative affini ed integrative
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1041428 -
DIGITAL CONTROL SYSTEMS
(obiettivi)
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.
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ING-INF/04
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24
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36
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Attività formative affini ed integrative
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1022858 -
MACHINE LEARNING
(obiettivi)
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.
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ING-INF/05
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Attività formative affini ed integrative
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