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A scelta dello studente_Curriculum Elettronica per la biomedica

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022

Modulo: Laboratorio di misure per la biomedica

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/07
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Docente ROSARIO MORELLO
Obiettivi Il corso affronta le tematiche inerenti le misure e la strumentazione di misura in ambito biomedico.
Il corso di Laboratorio di Misure per la Biomedica ha lo scopo di fornire agli allievi le necessarie nozioni per la corretta gestione dei moderni sistemi di misura utilizzati in ambito biomedico. Saranno inoltre affrontati i concetti di base relativi allo studio, alla valutazione e all'interpretazione dei parametri vitali e dei segnali biomedicali tipici. Saranno forniti gli strumenti metodologici per misurare e analizzare i principali segnali di interesse biomedico. Al termine del corso gli allievi acquisiranno idonee competenze inerenti le misure in ambito biomedico. Gli allievi svolgeranno attività laboratoriale al fine di conseguire specifiche competenze inerenti l’uso del LabVIEW Biomedical Toolkit per la realizzazione di strumenti di misura virtuale per l’acquisizione ed elaborazione di segnali biomedicali. Obiettivo finale è guidare gli allievi nella progettazione metodologica di esperimenti e realizzazione di strumentazione virtuale per il monitoraggio di parametri vitali, facilitando l’allievo nell’acquisizione di un appropriato livello di autonomia sia nella conoscenza teorica sia nell’utilizzo degli strumenti di misura di base. Si intende stimolare la sua capacità di riflessione e di comunicazione delle nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato.

La prova d’esame consiste in una verifica orale preceduta da una prova pratica di laboratorio. Il superamento della prova pratica con un punteggio pari almeno a 18/30 consente di accedere alla prova orale.
Il superamento della prova pratica dà diritto a sostenere l'esame orale solo nell'appello nel quale è stato superato l'esame di natura pratica.

Le votazioni di ciascuna prova saranno espresse in trentesimi (/30). Il voto finale sarà ottenuto dalla media aritmetica delle due votazioni maggiorata per eccesso.

Nella prova pratica saranno valutate le capacità di natura tecnica raggiunte dallo Studente ed il rigore metodologico delle risoluzioni proposte in risposta ai quesiti formulati. Tale prova ha la durata massima di un’ora, e allo Studente sarà consentito l’accesso ad un personal computer disponibile presso il Laboratorio di Misure per lo svolgimento della sola prova pratica. La prova orale consiste in un colloquio sugli argomenti del programma del corso al fine di valutare la capacità dello studente di comunicare le nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato, nonché la capacità di esposizione dei contenuti teorici che stanno alla base della prova pratica.

Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:
30 - 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere le attività pratiche proposte;
26 - 29: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere le attività pratiche proposte;
24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere le attività pratiche proposte;
21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere le attività pratiche proposte;
18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze basilari acquisite;
Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
Programma Modulo 1
Misure in campo biomedico (misure invasive, non invasive, trasduttori, materiali biocompatibili).
Lo sviluppo della strumentazione biomedica.
Classificazione dei dispositivi biomedicali.
Architettura di uno strumento di misura per applicazioni biomediche.
Aspetti e caratteristiche generali delle apparecchiature biomediche (segnali biomedici, grandezze analogiche e discrete, prestazioni dei sistemi di misura, taratura, deriva, isteresi).
Sicurezza e rischio nell’uso delle apparecchiature biomediche.
Principi generali di sicurezza elettrica delle apparecchiature elettromedicali.
Effetti della corrente sul corpo umano.

Modulo 2
Caratteristiche di ampiezza e frequenza dei principali segnali di interesse biomedico.
Elettrocardiografo e segnale ECG.
Misure di temperatura.
Misura e monitoraggio della pressione arteriosa.
Programmazione LabView e realizzazione di un strumento di misura virtuale per l’acquisizione ed elaborazione di segnali ECG.
LabVIEW Biomedical Toolkit.
Biomedical Data Acquisition and Signal Processing.
Testi docente -Branca, F. P. Fondamenti di Ingegneria Clinica-Volume 1. Springer Science & Business Media
-Branca, F. P. Fondamenti di Ingegneria Clinica-Volume 2: Volume 2: Ecotomografia (Vol. 2). Springer Science & Business Media
-Webster, J. G. (ed.), Medical instrumentation: application and design, Fourth edition, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, 2010
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica

Ulteriori informazioni

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Nessuna lezione pubblicata
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Modulo: Tecniche analitiche per la biochimica

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare CHIM/10
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Erogazione 72037M SICUREZZA ALIMENTARE E TECNICHE ANALITICHE PER IL CONTROLLO in SCIENZE E TECNOLOGIE ALIMENTARI LM-70 RUSSO MARIATERESA
Docente Mariateresa RUSSO
Obiettivi N.D.
Programma Tecniche analitiche: procedura analitica, Errori in analisi quantitativa. Parametri fondamentali delle procedura analitica (accuratezza, precisione, limite di rivelazione, sensibilità, ecc.). Criteri di prestazione dei metodi analitici. Procedure per la validazione dei metodi analitici. Analisi statistica e trattamento dei dati. Concetti statistici di base (popolazione e campione, serie statistiche, distribuzioni, intervalli di confidenza). Statistica descrittiva ed inferenziale (confronto delle medie, correlazione, regressione, outliers). Analisi statistica multivariata: Metodi descrittivi (unsupervised); Metodi predittivi (supervised). Requisiti di qualità ed accreditamento del laboratorio.

Tecniche di campionamento e pretrattamento del campione. Aspetti statistici e legislativi sul campionamento. Tecniche di estrazione separazione e purificazione dei campioni reali.

Tecniche spettroscopiche: principi teorici generali, proprietà della radiazione elettromagnetica interazione con la materia.
Spettroscopia UV-Visibile, Spettroscopia di assorbimento atomico ed emissione atomica ed emissione atomica basata su sorgenti a plasma. Cenni sulla spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR). Strumentazione NMR. Trasformata di Fourier.
Tecniche cromatografiche: principi generali della cromatografia. Il cromatogramma. Parametri che determinano le prestazioni cromatografiche. I componenti di un sistema cromatografico. Metodi di analisi cromatografia. Tipi di cromatografie: Cromatografia a scambio ionico, esclusione molecolare, affinità, interazione idrofobica e loro applicazioni. Cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC), Gas cromatografia (GC). Criteri di scelta ed ottimizzazione del metodo cromatografico. Descrizione di apparati cromatografici per HPLC e GC. Rivelatori per HPLC e GC.

Spettrometria di massa. Sorgenti di Ionizzazione: Impatto elettronico (EI), Chimica a pressione atmosferica (APCI), Fotoionizzazione a pressione costante (APPI), Termospray (TSI) ed Elettrospray (ESI), MALDI; Analizzatori di Massa: Quadrupolo, Trappola Ionica, Tempo di Volo, Risonanza Ciclotronica Ionica (ICR). Tecniche Accoppiate alla Spettrometria di Massa: Interfacce GC/MS; LC/MS; ICP/MS. Tecniche analitiche non distruttive per la rivelazione delle contaminazioni alimentari.
Tecniche elettroforetiche: principi generali ed applicazioni. Classificazione dei metodi elettroforetici. Elettroforesi capillare. Elettroforesi su gel. Applicazioni elettroforetiche per proteomica e per il DNA/RNA fingerprinting.

Tecniche sensoromiche: applicazione di sensori (nasi elettronici e lingue elettroniche) per lo studio metabolomico

Metabolomica e proteomica. Proprietà strutturali, fisiche e chimiche delle principali biomolecole del metaboloma e del proteoma.

Sicurezza alimentare. Il concetto di qualità e sicurezza alimentare. Cenni sul sistema multilivello delle fonti normative in tema di sicurezza alimentare. I requisiti di sicurezza degli alimenti. Aspetti dell’etichettatura legati alla sicurezza: l'indicazione di ingredienti, l'evidenziazione degli allergeni, le condizioni di conservazione/uso. Sicurezza e Frodi alimentari. Ruolo della European Food Safety Authority (EFSA). Il sistema rapido di allerta (RASFF) e le misure di emergenza. Il sistema nazionale di tutela della sicurezza dei prodotti alimentari.
Rete europea per la lotta alle frodi alimentari.

Elementi di tossicologia. Tossicità e sicurezza: natura dell’effetto tossico, relazione dose-effetto (dose senza effetto, dose giornaliera, livello di tolleranza, margine di sicurezza) e Parametri tossicologici: NOAEL (No Observed Adverse Effect Level), NOEL (No Observed Effect Level); LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level), LOEL (Lowest Observed Effect Level). Effetto cocktail, metodo per valutare le miscele di sostanze chimiche.

Contaminanti ambientali: diossine, PCB (PoliCloroBifenili), IPA (Idrocarburi Policiclici Aromatici, agrofarmaci (insetticidi, fungicidi, diserbanti, anticrittogamici), anabolizzanti e farmaci veterinari, metalli pesanti, ( mercurio, cadmio, piombo, cromo, arsenico), radionuclidi,
Contaminanti da processo: Monocloripropanndioli (MCPD) e glicidolo,
Tossine naturali: Micotossine ed effetto cocktail. Tossine marine: tossine algali e TTX (Sindrome eurotossica da pesce palla), PSP (Paralytic Shellfish Poisoning), ASP (Amnesic ShellfisPoisoning), DSP (Diarrhetic Shellfish Poisoning), NSP(Neurotoxic Shellfish Poisoning), CFP o Ciguatera, Alcaloidi.
Contaminanti emergenti: le sostanze perfluoroalchiliche: Perfluorottano Sulfonato (PFOS) e l’Acido Perfluorottanoico (PFOA). Nano/microplastiche e nanoparticelle.
Contaminazione da contenitori: metalli, MOSH (Mineral Oil Saturated Hydrocarbons), MOAH (Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons), Plastiche e Plastificanti.

Esercitazioni pratico-applicative. Ove possibile si terranno presso il laboratorio didattico o presso il laboratorio di ricerca Focuss Lab che dispone di un’apposita Piattaforma analitica dedicata Saf@Med-Food safety. Le attività riguarderanno: Tecniche di campionamento ed estrazione dei campioni. Analisi con di contaminanti di interesse alimentare. Analisi con tecniche biomimetiche (e-nose, e-tongue).
Testi docente Testi di riferimento

- P. Cappelli e V. Vannucchi - Chimica degli alimenti- Zanichelli Editore, Bologna
- L. Mannina, M. Daglia e A. Ritieni (cura) La chimica e gli alimenti. Cea - Casa Editrice Ambrosiana (2019)
- P- Cabras, C. Tuberoso – Analisi chimica dei prodotti alimentari – Piccin Editore 2014
- Capuano, G. Dugo, P. Restani – Tossicologia degli alimenti –Utet
- Marinella Melis, Additivi e Tossici negli Alimenti - Libreriauniversitaria.it, Padova 2014.

Sitografia di riferimento

- https://www.efsa.europa.eu
- https://ec.europa.eu/food/safety/rasff_en
- https://eur-lex.europa.eu
- https://ec.europa.eu/food/safety/general_food_law_en

Altro materiale didattico

Si precisa che le slide utilizzate dal docente per l’erogazione delle lezioni non costituiscono materiale didattico. Il materiale didattico del presente corso, oltre ai testi consigliati, si compone di raccolte di fonti normative e pubblicazioni curate dal Ministero della Salute, dal Ministero delle Politiche Agricole ed Agroalimentari e dall’EFSA e in testi di approfondimento alcuni di seguito indicati a titolo indicativo e non esaustivo:

- Paolo Cabras, Aldo Martelli - Chimica degli alimenti – Piccin Editore 2004
- G. Cerutti - Residui, additivi e contaminanti degli alimenti – ed- Tecniche Nuove
- Casarett & Doull's - Tossicologia - I fondamenti dell'azione delle sostanze tossiche; EMSI, Roma, nuova edizione
- C.L. Galli – E. Corsini – M. Marinovich • Tossicologia – Piccin Editore 2016
- Dolara -Tossicologia generale e ambientale - Piccin
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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Codice insegnamento online non pubblicato

Modulo: Fondamenti di bioingegneria elettronica

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/06
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Erogazione 1001237 Fondamenti di bioingegneria elettronica in Ingegneria informatica, elettronica e delle telecomunicazioni L-8 Bibbò Luigi
Docente Non assegnato
Obiettivi N.D.
Programma Il corso prevede le seguenti unità didattiche:
1- Bioingegneria elettronica
• Definizione
• Area di attivita’

2- Segnali biologici
• Sorgenti
• Classificazione

3-Strumentazione biomedica
• Classificazione
• Definizione e principali caratteristiche
• Apparecchiature

4-Metodologie di acquisizione e elaborazione dei segnali biomedici
• ECG
• EMG
• Bioimmagini

5- Sensori e Trasduttori
• Classificazione
• Parametrici caratteristici
• Principi fisici utilizzati

6- Realtà Virtuale

7- Analisi dei dati e metodi decisionali
• Informatica medica (biodati,biosegnali,bioimmagini,biofilmati)
• Sistemi esperti e reti neurali

8- Sicurezza elettrica della strumentazione biomedica

9-Nanobiotecnologie
• Definizione
• Classificazione
• Strutture

10-Strumenti di caratterizzazione

11-Metamateriali
• Definizioni
• Funzionalità e proprietà


Testi docente The Biomedical Engineering Handbook, Joseph D. Bronzino.
Medical Instrumentation, J.G. Webster.
Handbook of Nanotechnology, Bharat Bhushan Editor, Springer.
Handbook of Nanomaterials, Bharat Bhushan Editor, Springer.

Sono altresì fornite su Microsoft Teams le dispense sugli argomenti trattati durante il corso .
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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Codice insegnamento online non pubblicato

Modulo: Circuiti ed algoritmi per il trattamento dei segnali

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/31
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Erogazione 36M061 TRATTAMENTO DEI SEGNALI AMBIENTALI in Ingegneria per la gestione sostenibile dell'ambiente e dell'energia LM-35 LM-30 MORABITO FRANCESCO CARLO
Docente Francesco Carlo MORABITO
Obiettivi Il corso ha l’obiettivo di avviare lo studente al trattamento (o elaborazione) di segnali unidimensionali e multidimensionali (analisi e sintesi temporale, spaziale, frequenziale, tempo-frequenziale), ivi incluse le immagini di provenienza da diversi sensori. L’elaborazione dei segnali verte su concetti di base di analisi numerica con l'ausilio di tecniche statistiche e analitico-numeriche implementabili al calcolatore. Obiettivo fondamentale del corso è la comprensione e l’utilizzo di “tools” e strumenti standard a livello internazionale per la soluzione al calcolatore di problemi complessi principalmente di natura stocastica. In particolare, è suggerito l’uso estensivo di MatLab, o codici equivalenti, anche attraverso la presentazione di esercitazioni specifiche.

Obiettivi formativi specifici:
Conoscenza dei principali modelli deterministici e probabilistici per i segnali di natura ambientale
Conoscenza delle principali tecniche algoritmiche per il trattamento di segnali ambientali
Capacità di utilizzare codici di calcolo per l’elaborazione di segnali ambientali
Abilità di strutturare un problema complesso di modellistica ambientale in termini di approcci computazionali
Conoscenza di terminologia specifica internazionale per le tematiche trattate.

Modalità di valutazione:
La prova d'esame consiste in una prova orale articolata in diversi aspetti, focalizzati alla verifica della maturazione complessiva del candidato e all’accertamento del raggiungimento degli obiettivi specifici. La prova ha l’obiettivo di misurare le capacità critiche sviluppate dallo studente e il livello di approfondimento della conoscenza avanzata degli algoritmi di trattamento dei segnali per applicazioni ambientali. La prova orale consiste anche nella discussione pubblica di un elaborato di corso preparato dallo studente di concerto col docente, nel corso della quale si accertano le capacità comunicative acquisite con riferimento alla presentazione di ricerche o progetti sviluppati nel corso. Nel corso della presentazione, il candidato dovrà altresì mostrare la capacità di lavorare in team su applicazioni specifiche del settore.


Programma Introduzione al trattamento dei Segnali (CFU 1)

Generalità sul trattamento dei segnali, segnali analogici, campionamento e conversione AD e DA, segnali a tempo discreto (numerici), equazioni alle differenze lineari a coefficienti costanti, rappresentazione nel dominio del tempo e della frequenza, segnali aleatori multi-dimensionali, statistiche di ordine superiore al secondo, processi stocastici, concetti di teoria della stima, metodo della massima verosimiglianza, stima del minimo errore quadratico medio, metodo della massima probabilità a posteriori, elementi di teoria dell’informazione, entropia informazionale, informazione mutua, negentropia, correntropia, metodo di stima a massima entropia, metodi di ottimizzazione.
Rappresentazione di sistemi digitali mediante grafi e schemi a blocchi, strutture di rete fondamentali per sistemi FIR e IIR.

Algoritmi di Soft Computing e di Analisi Multirisoluzione e Multidimensionale (CFU 2)

Sistemi adattivi, stima del gradiente, metodi iterativi, apprendimento Hebbiano, reti auto-organizzanti.
Pattern recognition: formulazioni, classificatori lineari e non lineari, trattamento dell’incertezza, problemi rappresentativi in diversi ambiti di ricerca.
Algoritmi avanzati per l’elaborazione dei segnali, studio serie temporali, Analisi nel dominio della frequenza, Trasformata di Fourier, Short-Time Fourier Transform, analisi di segnali nel dominio tempo-frequenza, elaborazione di segnali non stazionari, segnali e sistemi non lineari, trasformata Wavelet Continua e Discreta, decomposizione Wavelet, applicazioni pratiche della trasformata Wavelet, Principal Component Analysis (PCA), Independent Component Analysis (ICA), applicazioni PCA e ICA.

Implementazione numerica degli algoritmi (CFU 1)

Introduzione al MATLAB, nozioni preliminari, potenzialità e limiti del software, programmare con l’editor di MATLAB; introduzione all’uso dei Toolboxes: Signal Processing, Wavelet, Algoritmi PCA e ICA, EEGLAB, ICA-lab, FAST-ICA.

Introduzione ai segnali ambientali (CFU 1)

Nozione di segnale ambientale; tecniche di rilievo di segnali e dati ambientali; manipolazione di database di natura ambientale; elementi di data mining; gestione delle informazioni e dati ambientali.

Tecniche di elaborazione dei segnali ambientali (CFU1)

Sistemi di acquisizione e conversione A/D; interfacce di acquisizione; sensori per la registrazione di segnali ambientali; raccolta e selezione di campioni; sistemi statistici per il trattamento di dati ambientali; trattamento outliers; Teoria della decisione statistica.
Implementazione di algoritmi per l’analisi multi-risoluzione e multidimensionale di segnali ambientali; modelli per la simulazione di sistemi ambientali; elaborazione numerica di segnali ambientali; rumore; progettazione ed implementazione di circuiti e sistemi per il trattamento di segnali ambientali esempi di dati meteorologici e satellitari; esercitazioni di laboratorio.
Testi docente Principe, Eliano, Neural and Adaptive Systems, IEEE
Bishop, Statistical Pattern Recognition, Oxford University Press
Materiale del corso fornito dal docente
Audio-lezioni del docente
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

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Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
Codice insegnamento online non pubblicato

Modulo: INTERNET OF THINGS

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/03
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Erogazione 1000593 INTERNET OF THINGS in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 MOLINARO ANTONELLA
Docente Antonella MOLINARO
Obiettivi Il corso si propone di fornire le nozioni di base relative al paradigma in forte ascesa nello scenario dell’ICT, l’Internet of Things (IoT), alle tecnologie che lo caratterizzano e alle soluzioni di rete che sottendono alle infrastrutture globali per l’interoperabilità di elementi di una IoT. Particolare attenzione sarà data alle reti inter-veicolari per la realizzazione del paradigma Internet of Vehicles (IoV).

CONOSCENZA E COMPRENSIONE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce le principali soluzioni tecnologiche e protocollari impiegate nell'ambito dell’IoT e delle sue applicazioni.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e progettare soluzioni basate sulle tecnologie e i protocolli presentati durante il corso.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche sui concetti erogati durante il corso e sapere impostare campagne di misure sperimentali per l'analisi prestazionale delle tecnologie e protocolli presentati ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio nel commentare in maniera critica i risultati ottenuti.

ABILITÀ COMUNICATIVE: il corso e l’esame aiutano lo studente a migliorare la capacità di comunicazione dello studente che deve essere in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base delle principali tecnologie IoT e IoV, e presentare i tool utilizzati e i risultati ottenuti nella prova pratica.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia possibili evoluzioni delle tecnologie e protocolli presentati durante il corso, applicare le metodologie di valutazione apprese a nuove tecnologie, e utilizzare strumenti per la valutazione delle prestazioni.

MODALITÀ DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE:
Gli esami di accertamento e di valutazione consistono:
- in una prova progettuale, da svolgere in gruppo, volta ad accertare la capacità di analizzare il comportamento dei protocolli e delle tecnologie presentati durante il corso tramite strumenti sperimentali e di valutarne le prestazioni.
- in una prova orale, finalizzata ad accertare la comprensione delle tecnologie e dei protocolli presentati durante il corso.

Ai fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare, sia per la prova progettuale che per quella orale. È attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di realizzare correttamente la parte progettuale e possegga competenze sufficienti nella parte teorica. È attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente la parte progettuale e dimostri buone competenze nella parte orale. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti sia nella parte progettuale che in quella teorica può essere attribuita la lode.
Programma Introduzione al concetto di IoT
La prima generazione di IoT: Tagged Things
• Principali innovazioni
• Principali soluzioni architetturali: rete EPCglobal, architetture per comunicazioni Machine-to-Machine, architetture per integrazione RFID e WSN in IoT
• Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali
La seconda generazione di IoT: completa interconnessione delle "cose" e (social) web of things
• Principali innovazioni
• Principali soluzioni architetturali: 6loWPAN, CoRe Architecture, Web of Things, Social Web of Things
• Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali
La terza generazione di IoT: l'era dei “social objects”, il “cloud computing”, e “future internet”
• Principali innovazioni
• Principali soluzion architetturali: IoT e Cloud computing, Edge e Fog computing per IoT, Social-IoT, IoT e ICN
• Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali
Scenari applicativi per ambienti intelligenti: dalla smart home alla smart city alla smart grid
• Principali tecnologie abilitanti layer-2: dalle reti WPAN alle reti LPWAN (SigFox, LoRA, LTE-M, NB-IoT)
• Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali
Il caso di Internet dei Veicoli (IoV)
• Principali innovazioni
• Principali soluzioni architetturali: ETSI ITS station; il protocollo WAVE; V2X e la rete cellulare 5G
• Principali progetti correlati, principali risultati di ricerca, principali sperimentazioni industriali

Durante il corso saranno tenute alcune lezioni pratiche e di laboratorio su argomenti specifici (es. OMA Lightweight M2M, COAP, MQTT, ecc.).
Testi docente Materiale didattico
• Lucidi preparati dal docente
• The Internet of Things: From RFID to the Next-Generation Pervasive Networked Systems, Auerbach Pub. 2008
• Interconnecting Smart Objects with IP: The Next Internet, Jean-Philippe Vasseur and Adam Dunkels, Morgan Kaufmann, 2010
• The Internet of Things in the Cloud: A Middleware Perspective, Honbo Zhou, Taylor & Francis
• 6LoWPAN: The Wireless Embedded Internet, Zach Shelby, Carsten Bormann, Wiley 2009
• Vehicular ad hoc Networks, Standards, Solutions, and Research, Springer, 2015
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
Codice insegnamento online non pubblicato

Modulo: Teoria della crittografia

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare MAT/03
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico


Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
Codice insegnamento online non pubblicato

Modulo: TEORIA DEI GRAFI

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare MAT/03
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Erogazione 1000274 Teoria dei Grafi in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 BONANZINGA VITTORIA
Docente Vittoria BONANZINGA
Obiettivi Conoscenza delle nozioni di base della teoria dei Grafi:grafo semplice,ciclo, multigrafo, grafo completo, grafo bipartito, cammini, circuiti, connettività, componenti, punto di taglio. Rappresentazione di grafi. Alberi e grafi planari. Matrice di adiacenza. Matrice di incidenza.
Conoscenza degli strumenti e delle tecniche proprie della teoria dei Grafi: Copertura minimale di un grafo, k-colorazione, percorso minimo,albero di copertura minimale. Capacità di comprendere e utilizzare strumenti matematici adeguati per la risoluzione di problemi di connessione tramite l'utilizzo dei grafi. Capacità di comunicare le conoscenze acquisite attraverso un linguaggio tecnico-scientifico adeguato.
Capacità di utilizzare software per la risoluzione di problemi riguardanti il calcolo dei cicli in un grafo, della k-colorazione e della copertura minimale.
Conoscenze relative agli aspetti metodologico-operativi della Teoria dei grafi, ai fini dell’interpretazione e descrizione di applicazioni nell’ambito dell’Ingegneria, ad esempio applicazioni nell'ambito delle reti elettriche, problemi di flusso e dei trasporti.

Modalità di accreditamento e valutazione:

I possibili argomenti su cui verterà l'esame sono:
1. ciclo, multigrafo, grafo completo, grafo bipartito, cammini, circuiti, connettività, componenti, punto di taglio. (5pt)
2. Rappresentazione di grafi. Alberi e grafi planari. Grafi diretti.(3 pt)
3. Problema di cammino minimo. Matrice di adiacenza. Matrice di incidenza.Cammini e circuiti euleriani.( 4t)
4. Grafi e colorazioni. Alberi con radice. Alberi di copertura minimali. (4pt)
5. Circuito Hamiltoniano. Grafo euleriano. Grafo Hamiltoniano. Flussi. Teorema di Eulero. Algoritmo di Dijkstra.(5 pt)
6. Studio della K-colorazione, della copertura minimale di un grafo e del calcolo dei cicli di un grafo mediante l'utilizzo dell'algebra computazionale. (5 pt)
7. Utilizzo del software CoCoA per la risoluzione di esercizi(4pt)


Nelle verifiche in itinere si valutano le capacità critiche raggiunte dallo Studente nell'inquadrare le tematiche oggetto del Corso ed il rigore metodologico delle risoluzioni proposte in risposta ai quesiti formulati. Tali verifiche in itinere hanno una durata di 30 minuti. La prova orale consiste in un colloquio sugli argomenti delle verifiche in itinere e sugli argomenti teorici che fanno parte del programma del corso. Si valuta la capacità dello studente di comunicare le nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato e la capacità di esposizione.

Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:
30 - 30 e lode: ottima conoscenza degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, spiccata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
26 - 29: conoscenza completa degli argomenti, buona proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, discreta proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali e del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze acquisite;
Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.

Programma Origini: problema dei ponti di Königsberg. Definizioni e concetti fondamentali: definizioni, ciclo, multigrafo, grafo completo, grafo bipartito, cammini, circuiti, connettività, componenti, punto di taglio. Rappresentazione di grafi. Alberi e grafi planari. Grafi diretti. Matrici e spazi vettoriali di grafi. Cammini e circuiti euleriani. Problema di cammino minimo. Matrice di adiacenza. Matrice di incidenza. Matching. Grafi e colorazioni. Alberi con radice. Alberi di copertura minimali. Reti. Cammini nelle reti. Circuito Hamiltoniano. Grafo euleriano. Grafo Hamiltoniano. Flussi. Teoria di Ramsey. Teorema di Eulero. Algoritmi: di Dijkstra, di Kruskal e di Prim. Applicazioni della teoria dei grafi ai trasporti, alle reti elettriche, alle reti di calcolatori per la distribuzione e l’immagazzinamento di informazioni.
Testi docente 1) W. D. Wallis, A Beginner’s Guide to Graph Theory, Second edition, Birkhäuser, 2007.

Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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Modulo: CALCOLO NUMERICO

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare MAT/08
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Erogazione 1001186 CALCOLO NUMERICO in Ingegneria informatica, elettronica e delle telecomunicazioni L-8 COTRONEI MARIANTONIA
Docente Mariantonia COTRONEI
Obiettivi N.D.
Programma ARITMETICA FLOATING-POINT E ANALISI DEGLI ERRORI
Rappresentazione dei numeri in un calcolatore. Precisione numerica. Aritmetica floatingpoint. Errori e loro propagazione. Condizionamento di un problema matematico. Stabilità di un algoritmo.

SISTEMI DI EQUAZIONI LINEARI
Richiami di calcolo matriciale. Analisi di stabilità per sistemi lineari. Numero di condizionamento di una matrice.
Metodi diretti. Risoluzione di sistemi triangolari. Metodo di eliminazione di Gauss. Pivoting. Fattorizzazione LU.
Metodi iterativi. Matrice di iterazione. Convergenza e rapidità di convergenza. Criteri d'arresto. Metodo di Richardson e del gradiente.

APPROSSIMAZIONE DI FUNZIONI E DI DATI
Interpolazione polinomiale. Polinomio interpolatore nella forma di Lagrange. Interpolazione trigonometrica e FFT. Effetto Runge. Interpolazione con funzioni spline. Spline lineari e cubiche.
Approssimazione nel senso dei minimi quadrati. Sistemi sovradeterminati.

OTTIMIZZAZIONE NUMERICA
Ottimizzazione non vincolata.
Metodi per funzioni monodimensionali: bisezione, Newton, di ricerca dicotomica, sezione aurea, interpolazione parabolica.
Metodi di discesa: gradiente, Newton, quasi-Newton, gradiente coniugato.
Cenni su metodi di ottimizzazione vincolata.

INTRODUZIONE AL MATLAB
Ambiente di calcolo scientifico Matlab: comandi principali, matrici, funzioni matematiche. Istruzioni per la grafica. Progettazione e sviluppo dei programmi.
Implementazione di metodi numerici e analisi/validazione dei risultati su problemi test.
Testi docente A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio. Calcolo Scientifico. Esercizi e problemi risolti con MATLAB e Octave, Springer.
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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Modulo: Introduzione alla CyberSecurity

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/05
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Erogazione 1001478 CyberSecurity in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 BUCCAFURRI FRANCESCO ANTONIO
Docente Francesco BUCCAFURRI
Obiettivi OBIETTIVI FORMATIVI

Gli obiettivi formativi del corso, in accordo ai descrittori di Dublino, sono
i seguenti:

1) Conoscenze e capacità di comprensione
Conoscenza dei concetti fondamentali, delle metodologie, degli algoritmi, dei protocolli, delle tecnologie e degli standard di base nel dominio della cybersecurity.

2) Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione
Capacità basilare di applicare le conoscenze per la progettazione di misure di sicurezza di un sistema IT.

3) Capacità di trarre conclusioni
Capacità basilare di valutare in maniera critica diverse soluzioni di sicurezza


4) Abilità comunicative
Capacità di comunicare con adeguata competenza tecnica e con linguaggio appropriato in ambito cybersecurity

5) Capacità di apprendere
Capacità di apprendimento di nuove metodologie, algoritmi, protocolli, tecnologie e standard nel dominio della cybersecurity.


MODALITA' DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE


La prova d'esame consiste in una prova orale la cui durata media è di 30 minuti.
Nella prova orale vengono discussi i concetti illustrati a lezione inerenti al programma del corso, spaziando su almeno 3 argomenti diversi.

L’obiettivo della prova orale, in relazione ai descrittore di Dublino, è quello di valutare:

1) Conoscenze e capacità di comprensione
Il grado di conoscenza dei concetti fondamentali, delle metodologie, degli algoritmi, dei protocolli, delle tecnologie e degli standard di base nel dominio della cybersecurity.

2) Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione
La capacità basilare di applicare le conoscenze per la progettazione di misure di sicurezza di un sistema IT.

3) Capacità di trarre conclusioni
La capacità basilare di valutare in maniera critica diverse soluzioni di sicurezza


4) Abilità comunicative
La capacità di comunicare con adeguata competenza tecnica e con linguaggio appropriato in ambito cybersecurity

5) Capacità di apprendere
In misura minore, la capacità di apprendimento di nuove metodologie, algoritmi, protocolli, tecnologie e standard nel dominio della cybersecurity.

Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:

30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite;
Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
Programma Parte I: Introduzione
Concetti basilari.
Minaccia di vulnerabilità, attacco
L'attaccante
Ingegneria sociale
Policy, threat model, mechanisms
Introduzione a SSL e null prefix attack
Introduzione a Buffer overflow
Anonimato in rete, cenni a Tor, ESNI, VPN, Domain Fronting
HSTS Hypertext Strict Trusted Security
Cookie di autenticazione e configurazioni di sicurezza, SOP policy
Sistemi di autenticazione: usability, deployabilty, security
Cenni a Incident Response e SOC
BOTNET
Gestione e pianificazione della sicurezza informatica
Standard per sistemi di gestione della sicurezza delle informazioni
ISO-IEC 27001-27002

Parte II. Crittografia
Introduzione alla crittografia.
Funzioni one-way e trap-door
Ciphers
Cifratura simmetrica e a chiave pubblica
Principi di confusione e diffusione
Crittografia classica
Attacchi e criptoanalisi
Modelli di attacco
• Known Ciphertext Attack
• Known Plaintext Attack
• Chosen Plaintext Attack
• Chosen Ciphertext Attack
Crittografia moderna
Crittografie a blocchi e crittografie a flusso
Rete di Feistel
Data Encryption Standard (DES).
Inconvenienti di DES
• Chiavi deboli
• Dimensione della chiave
• Meet in the middle attack
Triple DES
AES
Modalità di funzionamento della cifratura a blocchi
• ECB
• CBC
• Cipher feedback
• Counter
Pseudo and True Random Number Generators (PRNG and TRNG)
Stream Ciphers
• RC4.
Hash crittografico
• SHA1 - SHA-256
Attacco del compleanno
Crittografie a chiave pubblica
• RSA
Vulnerabilità di RSA
Autenticazione dei messaggi basata su crittografia simmetrica e a chiave pubblica
Autenticazione dei messaggi basata su hash crittografici (MAC):
• Prefisso segreto
• Postfisso segreto
• HMAC
Crittografia a chiave pubblica e firma digitale
Blind signature
PKI X.509 e autorità di certificazione
Firma elettronica qualificata
PKCS # 7
Vulnerabilità della firma digitale
Aspetti normativi europei e nazionali

Parte III. Sicurezza di rete
introduzione
Servizi di sicurezza e meccanismi di sicurezza (X.800)
Peer Entity Authentication: protocolli challenge-response
Controllo degli accessi e autorizzazioni
Algoritmo Diffie-Hellman e scambio di chiavi
Approcci basati su KDC (Key Distribution Center)
• Kerberos
Approcci basati su PKI X.509
SAML e Open-ID Connect
OTP (One time password)
Schema di Lamport per l'autenticazione
Standard per l'autenticazione
Sicurezza IP
• IPsec: Transport and Tunneling, Authentication Header (AH) e Encapsulating Security Payload (ESP).
DNS poisoning
Sicurezza web
• TLS

Parte IV: nozioni avanzate
Malware (virus, worm, spyware, trojan, ecc.).
BOTNETS
Incident Response e SOC (Security Operation Center)
Information Hiding (Watermarking e Steganografia)
Introduzione a Blockchain
Testi docente William Stallings, Sicurezza delle reti: Applicazioni e standard – 3 - Ed.
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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Modulo: Diagnostica per immagini

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA
Orientamento Generale
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare MED/36
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
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Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

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