I laboratori PLS perseguono un coinvolgimento attivo di studentesse e studenti in esperienze impegnative di analisi, progetto, sviluppo di artefatti e riflessione critica, inerenti al tema proposto. Si svolgono normalmente presso gli istituti scolastici (eventualmente in parte presso la sede universitaria) e prevedono un impegno diretto anche da parte delle/degli insegnanti interessate/i, con cui verranno definiti i dettagli dell’intervento (co-progettazione) e che poi accompagneranno le loro classi nello svolgimento di varie attività. Le/gli insegnanti dovranno quindi contattare il referente per verificare la possibilità di realizzare l'iniziativa e per concordare preliminarmente modalità e tempi degli interventi.

Indice

1. Un affresco in forma di trittico – Referente: Claudio Mirolo (15 ore)
2. La natura nel computer – Referente: Claudio Mirolo (15 ore)
3. CompreSsione e CompreNsione – Referente: Claudio Mirolo (20 ore)

Un affresco in forma di trittico

Referente: Claudio Mirolo
15 ore

L’attività si rivolge a studenti con un minimo di basi di programmazione e propone tre diverse prospettive che caratterizzano il mondo dell’informatica, mettendone in rilievo le profonde relazioni con la Matematica, le Scienze e l’Ingegneria, in particolare dal punto di vista metodologico. Il lavoro si presta dunque in modo natuale a un approccio interdisciplinare, che consente di fare emergere i contributi dell’informatica allo sviluppo di nuove conoscenze e non solo alla realizzazione di sofisticati strumenti tecnologici.

Il percorso si articola attorno alla tematica degli algoritmi di ordinamento. Dopo un’introduzione che attraverso un “rompicapo” e un “esperimento mentale” pone le basi degli approcci matematico-analitico e scientifico-investigativo, poco frequentati nella scuola secondaria in ambito informatico, procede ponendo domande e affrontando problemi che riflettono le diverse attitudini e i diversi abiti mentali mutuati dai tre campi disciplinari che storicamente hanno dato vita alla disciplina e che continuano a vedere un profiquo interscambio dal punto di vista conoscitivo e metodologico.

http://nid.dimi.uniud.it/projects/pls_10_17.html#trittico

La natura nel computer

Referente: Claudio Mirolo
15 ore

L’attività propone l’informatica, e in particolare la programmazione e alcuni suoi concetti, come strumento di indagine scientifica, mettendone in rilievo la valenza interdisciplinare. Il percorso si articola attraverso lo sviluppo di modelli per simulare e quindi per cercare di spiegare due fenomeni che possono essere osservati in natura: la fillotassi del girasole e la sincronizzazione delle lucciole.

In particolare, dopo aver chiarito obiettivi, presupposti e semplificazioni introdotte, per ciascun fenomeno si procede alla realizzazione dei modelli attraverso attività laboratoriali, intervenendo su programmi preimpostati in cui restano da integrare alcune funzionalità ben circoscritte. Infine, si conclude con una valutazione critica dei risultati ottenuti, individuandone le limitazioni e le possibilità di ulteriori sviluppi.

http://nid.dimi.uniud.it/projects/pls.html#natura_nel_computer

CompreSsione e CompreNsione

Referente: Claudio Mirolo
20 ore

L’attività si rivolge a studenti motivati (selezionati), con alcune basi di programmazione e interessati ad approfondire la prospettiva algoritmica. Le attività pratiche, progettuali e di sviluppo di programmi hanno come filo conduttore un problema di un certo interesse pratico: la compressione (e ripristino) di documenti attraverso la codifica di Huffman.

Oltre al persistente interesse applicativo della tecnica lossless (senza perdita di informazione) introdotta da David Huffman nel 1952, le cui proprietà sono ottimali sotto certe ipotesi, lo sviluppo di simili strumenti costituisce una stimolante palestra per esplorare una varietà di strutture dati e soluzioni algoritmiche.

http://nid.dimi.uniud.it/projects/pls.html#campus_2021

Indice

1. Un viaggio nella crittografia – Referente: Agostino Dovier (2 ore)
2. La fillotassi del girasole: il computer come strumento per esplorare fenomeni naturali – Referente: Claudio Mirolo (2 ore)
3. Bioinformatica e sequenziamento di genomi – Referente: Alberto Policriti (1 ora)
4. Il problema SAT e la sua rilevanza nella scienza – Referente: Agostino Dovier (2 ore)
5. Il tempo è una risorsa anche per un computer – Referente: Claudio Mirolo (2 ore)
6. Il computer è (anche) uno strumento musicale – Referente: Federico Fontana (2 ore)
7. Dai generali bizantini alla blockchain: come fidarsi quando non c’è da fidarsi – Referente: Marino Miculan (2 ore)
8. Il voto elettronico – Referente: Paolo Coppola (1 ora)
9. Un cervello in più per curarsi: informatica medica e sue applicazioni – Referente: Vincenzo Della Mea (1 ora)
10. Algoritmi e reti neurali: le origini dell' Informatica e Intelligenza artificiale – Referente: Alberto Policriti (1 ora)
11. Quando il gioco si fa serio: i serious game dell'Università di Udine – Referente: Fabio Buttussi (1,5 ore)
12. Modellare le reti biologiche per risolvere problemi complessi – Referente: Roberto Pagliarini (2 ore)
13. Intelligenza Artificiale Generativa: ChatGPT e Altre Prospettive – Referente: Giuseppe Serra (2 ore)
14. Quanti (q)bit vorresti? – Referente: Carla Piazza (2 ore)
15. Computer Classico o Quantistico? – Referente: Carla Piazza (2 ore)
16. Quanto è piccolo il mondo? – Referente: Roberto Pagliarini (1 ora)
17. Testare l’intelligenza artificiale con l’ingegneria del software: un viaggio tra videogiochi e auto del futuro – Referente: Vincenzo Riccio (1 ora)

Un viaggio nella crittografia

Referente: Agostino Dovier
2 ore

Nel seminario viene introdotto, sia dal profilo storico che da quello matematico e algoritmico, l’affascinante mondo dei codici segreti e della crittografia. Si partirà dai primi cifrari presenti addirittura nella Bibbia, e, passando per i cifrari di Cesare, di Vigenere, dell’Enigma, si giungerà alla crittografia “informatica” elencando i principali risultati, fallimenti e illustrando le sfide aperte.

La fillotassi del girasole: il computer come strumento per esplorare fenomeni naturali

Referente: Claudio Mirolo
2 ore

La fillotassi analizza la disposizione nello spazio di entità studiate dalla botanica (foglie, fiori, petali, semi, …) che determinano la struttura geometrica delle piante.

Il talk propone l’informatica, e in particolare la programmazione, come strumento di indagine scientifica, mettendone in rilievo la valenza interdisciplinare.

L’obiettivo è discutere lo sviluppo di un modello per simulare e quindi per cercare di spiegare la natura di un fenomeno osservato nel mondo vegetale, mettendo in luce come a tale sviluppo concorrano, integrandosi, le prospettive delle scienze naturali, della matematica e dell’informatica.

Bioinformatica e sequenziamento di genomi

Referente: Alberto Policriti
1 ora

Il seminario tratterà della interazione tra Biologia e Informatica, due discipline che, a partire dalla fine del secolo scorso, hanno preso a stimolarsi a vicenda introducendo problemi, idee e tecniche molto innovative. Parleremo del ruolo della tecnologia e dei contributi che ha dato in questo dialogo e, per farlo, illustreremo a grandi linee gli obiettivi e l’organizzazione dei grandi progetti di sequenziamento — quali, ad esempio, il progetto di sequenziamento del genoma umano. Concluderemo parlando degli ulteriori avanzamenti che, in un processo attualmente ancora in corso, hanno portato a definire i fondamentali della disciplina che oggi chiamiamo Bioinformatica.

Il problema SAT e la sua rilevanza nella scienza

Referente: Agostino Dovier
2 ore

Gli informatici sono chiamati ad affrontare problemi e proporre delle soluzioni che possono beneficiare dell’ausilio del calcolatore. Grazie ai risultati di Alan Turing veniamo a conoscenza che esistono dei problemi non risolubili dal calcolatore. Concentriamoci su quelli che sappiamo risolvere, un criterio per classificarli può essere quello del numero di operazioni e dunque del tempo necessario al calcolatore per fornire il risultato.

Nel seminario ci si focalizzerà sul problema di stabilire la soddisfacibilità di una formula logica proposizionale (in breve, SAT). Ne verrà dapprima evidenziata la sua importanza sotto il profilo teorico essendo inerentemente connesso al problema P vs NP (uno dei 7 problemi del millennio elencati dal Clay Mathematics Institute la cui risoluzione farebbe vincere 1 milione di dollari). Verranno illustrate e inquadrate storicamente le principali tecniche computazionali per risolverlo, e ne verrà evidenziata la sua enorme rilevanza applicativa sia in campo scientifico che industriale.

Il tempo è una risorsa anche per un computer

Referente: Claudio Mirolo
2 ore

L’attività propone una riflessione sulla risorsa “tempo” in informatica: per quanto il computer sia veloce, i tempi di calcolo possono diventare drammaticamente critici fino a precludere la possibilità stessa di vedere l’esito finale di una computazione.

A partire da un “esperimento mentale” ludico, si esplorano le soluzioni algoritmiche di alcuni problemini, ispirati da rompicapi, i cui processi di calcolo si rivelano (inaspettatamente?) lenti.

Il computer è (anche) uno strumento musicale

Referente: Federico Fontana
2 ore

Oggi le prestazioni di un computer permettono la generazione in tempo reale di suoni musicali di alta qualità, creati interattivamente anche attraverso l’utilizzo di interfacce innovative. La Talk illustrerà le funzionalità di oggi e di domani, che permettono di adoperare un computer come uno strumento musicale.

Dai generali bizantini alla blockchain: come fidarsi quando non c’è da fidarsi

Referente: Marino Miculan
2 ore

Nel panorama digitale contemporaneo, l’affidabilità e la condivisione di informazioni critiche sono sfide fondamentali. Da sempre, il concetto di fiducia ha svolto un ruolo cruciale nelle interazioni umane e istituzionali. Tuttavia, l’avvento delle tecnologie decentralizzate ha introdotto un nuovo paradigma: come possiamo fidarci in un ambiente in cui la fiducia tradizionale è inaffidabile?

In questo talk esploreremo questa questione cruciale, facendo un percorso storico dall’algoritmo dei generali bizantini, che affronta la problematica della fiducia in un contesto di attori malevoli, fino alla rivoluzionaria tecnologia della blockchain, il cui esempio più paradigmatico è il Bitcoin e che realizza un sistema senza fiducia in cui l’affidabilità è garantita dalla trasparenza e dalla convalida distribuita. Unendo il passato e il presente, cercheremo di gettare luce su come la blockchain possa fornire una solida base per una fiducia rinnovata e affidabile in un mondo digitale sempre più complesso e interconnesso.

Il voto elettronico

Referente: Paolo Coppola
1 ora

Il seminario tratta gli aspetti tecnici del voto elettronico, nelle sue varie declinazioni, mettendo in evidenza i pro e i contro, confrontando le procedure elettroniche con quelle analogiche.

Un cervello in più per curarsi: informatica medica e sue applicazioni

Referente: Vincenzo Della Mea
1 ora

Il lavoro del personale sanitario da sempre comporta il trattamento di dati, che nel tempo sono diventati sempre più complessi e numerosi. Il seminario ha come tema l’informatica medica, che riguarda la teoria e la pratica dell’utilizzo dei computer nella gestione e miglioramento della salute delle persone in un’ottica interdisciplinare, illustrata tramite alcuni esempi di utilizzo dei computer e dell’intelligenza artificiale in ambito sanitario.

Algoritmi e reti neurali: le origini dell' Informatica e Intelligenza artificiale

Referente: Alberto Policriti
1 ora

Partendo dal tentativo di dare una “definizione” di algoritmo, vedremo un po’ di storia della parola e faremo una carrellata su un percorso che ci condurrà dal test di Turing fino alle reti neurali che giocano a go contro i campioni asiatici. Lungo il percorso cercheremo di illustrare come la nozione classica di algoritmo stia evolvendo e, durante il processo evolutivo, stia aprendo nuove strade ad applicazioni molto più ampie e sfidanti che in passato.

Quando il gioco si fa serio: i serious game dell'Università di Udine

Referente: Fabio Buttussi
1,5 ore

I serious game sono videogiochi in cui l’intrattenimento viene utilizzato per finalità serie, come l’apprendimento o la promozione di comportamenti virtuosi. Il seminario propone un percorso attraverso le diverse tipologie di serious game, mostrando anche numerosi esempi sviluppati dal Laboratorio di Interazione Uomo-Macchina dell’Università degli Studi di Udine.

Modellare le reti biologiche per risolvere problemi complessi

Referente: Roberto Pagliarini
2 ore

I modelli matematici sono strumenti essenziali per collegare i comportamenti di un sistema con le interazioni tra le sue componenti. In particolare, le reti biochimiche hanno un ruolo cruciale in ogni processo vitale, e i modelli di reti biologiche possono portare benefici in diversi campi. In medicina, malattie legate a disfunzioni di meccanismi genetici possono essere delucidate. La farmaceutica può essere avvantaggiata nella ricerca di nuovi trattamenti e medicinali. Progetti biotecnologici potranno trarre benefici da modelli predittivi che sostituiranno noiosi e costosi esperimenti di laboratorio. Infine, analisi informatiche possono contribuire alla ricerca biologica di base. In questo seminario, vedremo come la biologia computazionale e dei sistemi ha contribuito a questo campo sviluppando nuovi strumenti di modellazione e simulazione.

Intelligenza Artificiale Generativa: ChatGPT e Altre Prospettive

Referente: Giuseppe Serra
2 ore

Negli ultimi mesi, abbiamo osservato numerosi sviluppi e progressi nel campo dell’intelligenza artificiale, soprattutto nell’ambito generativo, che consente di creare automaticamente immagini, video, testo, audio e molto altro. Queste innovazioni stanno rivoluzionando una vasta gamma di settori, dall’arte alla produzione di contenuti digitali e all’automazione industriale. Durante il seminario, esamineremo, attraverso numerosi esempi, i seguenti argomenti: gli ultimi sviluppi e progressi nell’intelligenza artificiale generativa. Inoltre, presenteremo in modo intuitivo le funzionalità di ChatGPT, un modello di intelligenza artificiale linguistica che ha recentemente acquisito notorietà. Questo modello è stato progettato per comprendere e generare testo in modo naturale. Grazie alla sua capacità avanzata nell’elaborare il linguaggio umano, ChatGPT sta emergendo come uno strumento fondamentale nelle attività quotidiane. La sua versatilità lo rende utile in una vasta gamma di applicazioni, tra cui il customer support, la creazione di contenuti, l’analisi di testi e molto altro.

Quanti (q)bit vorresti?

Referente: Carla Piazza
2 ore

Vengono presentate in modo informale nozioni alla base della teoria dell’informazione a partire da Shannon per arrivare all’Intelligenza Artificiale e alla Computazione Quantistica.

Computer Classico o Quantistico?

Referente: Carla Piazza
2 ore

Viene presentato in modo informale il concetto di l’Interferenza Quantistica e il suo ruolo nella Computazione Quantistica.

Quanto è piccolo il mondo?

Referente: Roberto Pagliarini
1 ora

Nel seminario viene introdotto, sia dal profilo storico che da quello matematico e algoritmico, l’affascinante mondo dei codici segreti e della crittografia. Si partirà dai primi cifrari presenti addirittura nella Bibbia, e, passando per i cifrari di Cesare, di Vigenere, dell’Enigma, si giungerà alla crittografia “informatica” elencando i principali risultati, fallimenti e illustrando le sfide aperte.

Testare l’intelligenza artificiale con l’ingegneria del software: un viaggio tra videogiochi e auto del futuro

Referente: Vincenzo Riccio
1 ora

Oggi l’intelligenza artificiale non vive solo nei computer: la troviamo nei droni, nei robot, e perfino nelle auto a guida autonoma. Ma come facciamo a sapere se queste macchine “intelligenti” si comportano davvero in modo sicuro e affidabile? In questo seminario esploreremo come si “allenano” e si “testano” i sistemi basati sull’AI, prendendo spunto dal mondo dei videogiochi e delle simulazioni virtuali. Scopriremo che, proprio come nei videogame, gli ingegneri creano scenari di prova per mettere alla sfida i veicoli autonomi: pioggia, nebbia, pedoni distratti o semafori guasti.

Il Summer Camp di Informatica e Intelligenza Artificiale intende offrire a studentesse e studenti degli ultimi anni della secondaria un’opportunità per avvicinarsi al mondo della programmazione, dell’intelligenza artificiale, dell’Internet of Things e della realtà virtuale.
Si svolgerà presso i Laboratori della sede del Polo Scientifico in una settimana successiva alla conclusione dell’anno scolastico. Maggiori dettagli seguiranno.

Attività 2024-2025