Tecnologie Intelligenti

Negli ultimi anni, l'elettronica ha raggiunto un grado di pervasività tale da essere presente in qualsiasi settore o applicazione che richieda di "addomesticare" gli elettroni per acquisire, elaborare e trasmettere l'informazione. Scenari come l'automotive, il gaming, la robotica, il supercalcolo, e più recentemente il campo dell'intelligenza artificiale mostrano una sempre più crescente richiesta di potenza di calcolo minimizzando l'energia sprecata per rendere l'hardware di domani sempre più sostenibile ed efficiente. In questo seminario, si mostreranno diversi esempi di architetture, sistemi e dispositivi elettronici che oggi sono il motore principale delle tecnologie che usiamo ogni volta che accendiamo una console per una sessione di gioco o "parliamo" con il nostro telefonino. Si propone anche un'esperienza pratica su un chip integrato.

La locuzione "Intelligenza Artificiale" (IA) è un evidente ossimoro, in quanto attribuisce all'artificiale, una macchina o un automa, qualcosa che è essenzialmente naturale e la prerogativa più caratteristica dell’essere umano: l'intelligenza. Oggi assistiamo al pervasivo ed inarrestabile ingresso dell’IA in molti settori, che si sono avvalsi fino a pochi anni se non mesi fa di tecnologie informatiche tradizionali. L’intervento vuole illustrare perché c’è tanto interesse verso l’IA, e soprattutto che cos’è l’IA, cercando di dare una semplice risposta a queste domande:
- Perché tanta “fame” di Intelligenza Artificiale?
- Cosa è l’Intelligenza Artificiale?
- Quali sono le tecniche?
- Che cos’è il Machine Learning (l’apprendimento automatico)?
e delineando, nel contempo, l’applicazione di tecniche di IA ad alcuni settori (dalla medicina all’industria).

La fotonica è la branca dell’ingegneria che studia i dispositivi per la generazione, trattamento, trasmissione e conversione dei segnali ottici (luce laser). Accanto alla micro- e nano-elettronica è definita fra le tecnologie chiave abilitanti dalla Commissione Europea (in inglese, key enabling technologies). Si tratta di una disciplina trasversale, che concilia la fisica classica e moderna. Trova applicazioni sempre nuove (dalle telecomunicazioni ai sensori, dalla spettroscopia all’accelerazione di particelle). Dopo un’introduzione sulla storia della disciplina e le sue applicazioni più recenti, nel seminario si presenteranno le attività di ricerca del laboratorio integrated optics and photonics (IOP) del Dipartimento di Ingegneria (DE), che riguardano l'elaborazione ottica dei segnali e la dinamica non-lineare in fibra ottica e circuiti fotonici.

Le leghe a memoria di forma NiTi sono leghe metalliche che, a fronte di stimoli esterni di tipo termico o meccanico, possono manifestare i due peculiari comportamenti della memoria di forma e della superelasticità. Questi ultimi possono essere ad esempio sfruttati in molte applicazioni industriali, biomedicali, aerospaziali e per la realizzazione di dispositivi antisismici. I partecipanti al seminario, oltre ad apprendere alcuni aspetti teorici che sono alla base delle proprietà delle leghe NiTi, avranno l'opportunità di apprezzare e provare dal vivo entrambi gli effetti a memoria di forma e superelastico, nonché di vedere alcuni prototipi sviluppati in questi ultimi anni presso il Dipartimento di Ingegneria.

La parola robot è entrata nei vocabolari di tutto il mondo più di 100 anni fa. Oggi, i robot possono assumere molteplici forme, talvolta simili a quelle delle macchine umanoidi che abbiamo sognato fin da allora, talvolta completamente diverse e sorprendenti. In tutti i casi, queste forme sono progettate per svolgere compiti precisi, seguendo le istruzioni e i desideri degli umani che ne richiedono il servizio. Dalle fabbriche agli ambienti domestici, dalla medicina allo spazio, i fattori comuni per lo sviluppo di nuovi robot sono grandi potenzialità e altrettanto grandi pericoli. In questo seminario vedremo tanti esempi pratici che dimostrano come gli ingegneri di tutto il mondo stiano lavorando per sfruttare al massimo le prime e proteggerci dai secondi.

In tanti momenti nel corso della nostra giornata prendiamo decisioni che sono guidate da un qualche criterio. Ad esempio, quando cerchiamo il cammino più breve verso la nostra destinazione, decidiamo cosa mettere nel bagaglio a mano di un volo aereo senza oltrepassare il limite di peso consentito, o scegliamo cosa mangiare a pranzo per seguire una alimentazione bilanciata a prova di budget.

Senza esserne del tutto consapevoli, in ciascuno dei casi citati stiamo "ottimizzando" una funzione obiettivo nel rispetto dei vincoli di ammissibilità.

Con l'aiuto di alcuni esempi scopriremo quali strumenti possiamo utilizzare per guidare le nostre scelte in modo che siano sempre quelle migliori.

Il seminario esplorerà i fondamenti del deep learning e le applicazioni dell'intelligenza artificiale generativa, come le reti neurali e i chatbot più avanzati come ChatGPT, evidenziando le implicazioni etiche connesse a queste tecnologie. 

La crisi pandemica, il ritorno della guerra in Europa, la ferita riaperta dal conflitto tra Israele e Palestina, hanno reso ancora più evidente il ruolo fondamentale che la tecnologia ha nel definire lo sviluppo e la sopravvivenza di una Nazione. La prima domanda alla quale si cercherà di dare risposta è se la tecnologia, nella società dell’informazione, rappresenta effettivamente un bene comune accessibile a tutti.

La lezione verterà sull’importanza dell’Elettronica come tecnologia abilitante per le diverse sfide del futuro. Internet of Things, Industria 4.0, 6G, quantum computing, gaming, veicoli a guida autonoma, Space Economy: elemento chiave è lo sviluppo di dispositivi, circuiti e sistemi elettronici con prestazioni adeguate alle, sempre più sfidanti, specifiche richieste.