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Infrastrutture intelligenti (Grandi Sfide - Mobilità)

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A.A. 2023/24

Lingua dell'insegnamento

Italiano

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Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
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Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***
ICAR/04
3,6
2,4
D - A scelta dello studente
D - A scelta dello studente
A scelta dello studente
A scelta dello studente
Valutazione CPD 2022/23
2022/23
La tecnologia gioca sempre un ruolo importante nelle grandi sfide che deve affrontare l'umanità. Che si parli di digitale, di energia, di mobilità, di clima, di salute o in generale di tecnologie e umanità, la tecnologia è quasi sempre al centro. Tuttavia le grandi sfide non sono praticamente mai riducibili al solo dato tecnico, né quando si analizzano, né quando si progettano possibili soluzioni. Per comprenderle e per affrontarle con successo è necessario il contributo di tutti i saperi, da quelli tecnico-scientifici a quelli umanistici, da quelli sociali a quelli artistici. I corsi "Grandi sfide" sono un'opportunità per approfondire in maniera fortemente interdisciplinare uno specifico tema di rilievo per la vita dell'umanità, ponendo la tecnologia al centro ma facendo allo stesso tempo toccare concretamente con mano quanto la tecnologia sia parte integrante della nostra umanità e del nostro vivere insieme sul pianeta. In questo contesto tutti i corsi "Grandi sfide" faranno riferimento agli Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite, un'iniziativa globale che sta indirizzando molte politiche dal livello locale a quello internazionale. In tema di mobilità, le infrastrutture di trasporto rivestono un ruolo di importanza strategica nella grande sfida della salvaguardia della vita umana. La nuova generazione di infrastrutture intelligenti è concepita per implementare elevati livelli di sicurezza di guida, sicurezza strutturale e sicurezza nei confronti di eventi eccezionali, integrando soluzioni tecnologiche e progettuali, quali il monitoraggio in tempo reale delle infrastrutture, la comunicazione infrastruttura/veicolo e la progettazione di infrastrutture resilienti. L’insegnamento si prefigge l’obiettivo di esaminare lo scenario nazionale e internazionale in tema di infrastrutture intelligenti, nonché di analizzare criticamente diverse soluzioni ingegneristiche, identificandone implicazioni tecniche, politiche, etiche e sociali.
Technology always plays a key role in the great challenges that are currently facing humanity. Talking about digital, energy, mobility, climate, health or humanity in general, technology is mostly at the core. However, nowadays challenges cannot be reduced to a mere technical data, either analysing or designing possible solutions. To comprehend and face them successfully, all forms of knowledge are essential, from the techno-scientific field to the human, social and artistic ones. The “Big Challenges” courses are an opportunity to examine with interdisciplinary lens a number of relevant topics concerning humanity, focusing on technology and its key role on human living. In this framework, all the courses will address the UN Sustainable Development Goals, a global initiative aimed at renewing local and international policy. Transport infrastructures play a role of strategic importance in the great challenge of safeguarding human life. The new generation of smart infrastructures are designed to implement high levels of driving safety, structural safety and safety against exceptional events, integrating technological and design solutions, such as real-time monitoring of infrastructures, infrastructure/vehicle communication and resilient-based infrastructure design. The course aims to examine the national and international scenario in terms of intelligent infrastructures, as well as critically analyse various engineering solutions, identifying their technical, political, ethical and social implications.
I risultati di apprendimento attesi per l’insegnamento in oggetto sono: • la conoscenza degli Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile (acronimo inglese: SDG) delle Nazioni Unite; • la capacità di comprendere le connessioni tra i diversi processi che concorrono alle crisi e alle sfide globali trattate (costi ambientali, salute circolare, servizi ecosistemici e biodiversità, soluzioni tecnologiche); • l’acquisizione degli elementi di base del metodo scientifico (falsificabilità, ripetibilità, modelli, comunicazione della scienza); • la conoscenza per sommi capi dei temi tecnici di maggiore rilevanza sociale relativamente alla sfida “mobilità”; • l’acquisizione di conoscenze di base su aspetti tecnologici e progettuali relativi alle infrastrutture di trasporto intelligenti; • la comprensione delle principali implicazioni politiche, etiche e sociali relative alle infrastrutture intelligenti. Al termine dell’insegnamento lo/la studente/essa avrà sviluppato la capacità di applicare le conoscenze acquisite per esaminare e proporre soluzioni ingegneristiche a istanze reali e per analizzare criticamente l’impatto di tali soluzioni sugli equilibri esistenti tra “infrastruttura” e “umanità”.
I risultati di apprendimento attesi per l’insegnamento in oggetto sono l’acquisizione di conoscenze di base su aspetti tecnologici e progettuali relativi alle infrastrutture di trasporto intelligenti e la comprensione delle principali implicazioni epistemologiche e sociali che ne conseguono. Al termine del corso lo/la studente/essa avrà sviluppato la capacità di applicare le conoscenze acquisite per esaminare e proporre soluzioni ingegneristiche a istanze reali e per analizzare criticamente l’impatto di tali soluzioni sugli equilibri esistenti tra “infrastruttura” e “umanità”.
Sono propedeutiche al corso le conoscenze e abilità acquisite negli insegnamenti del primo anno dei Corsi di Laurea in Ingegneria e Architettura.
Sono propedeutiche al corso le conoscenze e abilità acquisite negli insegnamenti del primo anno dei Corsi di Laurea in Ingegneria e Architettura.
L’insegnamento è organizzato nei seguenti due moduli: Modulo 1 Gli Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile (acronimo inglese: SDG) delle Nazioni Unite. Quattro esempi di sfide globali che richiedono un approccio integrato: 1) Climate Change e definizione di Antropocene; 2) One Health (in particolare: pandemie ed ecologia); 3) Crisi della biodiversità (modello della Sesta Estinzione); 4) Oltre il Problem Solving: crisi globali ed evoluzione delle tecnologie. Introduzione alla specifica sfida “Mobilità”, durante la quale verranno presentati i temi tecnici di maggiore rilevanza sociale. Modulo 2 Introduzione alle infrastrutture di trasporto intelligenti: generalità, stato dell’arte e principali criticità del patrimonio esistente. Infrastrutture intelligenti per l’innalzamento dei livelli di sicurezza di guida, sicurezza strutturale e sicurezza nei confronti di eventi eccezionali. La progettazione di infrastrutture resilienti: dall’approccio probabilistico all’approccio possibilistico; il paradigma di Ahern applicato alle infrastrutture di trasporto. Monitoraggio delle infrastrutture basato su AI (intelligenza artificiale) e IoT (Internet of Things). Droni, AI, IoT e modellazione digitale 3D per la sorveglianza e il monitoraggio delle strutture. Rete 5G: l’infrastruttura di comunicazione cellulare applicata al M2M (machine to machine) e al V2X (vehicle to everything). L’esempio di Prato: Monitoraggio con veicoli elettrici della superficie stradale attraverso sensori IoT e modulo di trasmissione 5G. La politica delle infrastrutture: logistica e spazio transnazionale. Infrastrutture e ambiente sociale: analisi e discussione di casi di studio. Infrastrutture intelligenti e politiche dei dati. Intelligenza umana e intelligenza macchinica: come cambia il lavoro.
L’insegnamento è organizzato nei seguenti tre moduli: Modulo 1 (1,2 CFU) Introduzione generale alla “Grande Sfida” Modulo 2 (2,4 CFU) Introduzione alle infrastrutture di trasporto intelligenti: generalità, stato dell’arte e principali criticità del patrimonio esistente. Infrastrutture intelligenti per l’innalzamento dei livelli di sicurezza di guida, sicurezza strutturale e sicurezza nei confronti di eventi eccezionali. La progettazione di infrastrutture resilienti: dall’approccio probabilistico all’approccio possibilistico; il paradigma di Ahern applicato alle infrastrutture di trasporto. Monitoraggio delle infrastrutture basato su AI (intelligenza artificiale) e IoT (Internet of Things). Droni, AI, IoT e modellazione digitale 3D per la sorveglianza e il monitoraggio delle strutture. Rete 5G: l’infrastruttura di comunicazione cellulare applicata al M2M (machine to machine) e al V2X (vehicle to everything). L’esempio di Prato: Monitoraggio con veicoli elettrici della superficie stradale attraverso sensori IoT e modulo di trasmissione 5G. Modulo 3 (2,4 CFU) Infrastrutture intelligenti nella letteratura e nell’arte. Etica, tecnologia e mobilità: analisi e discussione di casi studio. Impatto delle infrastrutture intelligenti sugli equilibri sociali. Accettazione sociale delle opere infrastrutturali. Infrastrutture intelligenti e scenari di sviluppo turistico.
L’insegnamento è strutturato in: - 36 ore di lezione in aula, mirate ad introdurre la “Grande Sfida” oggetto dell’insegnamento e a far sviluppare conoscenze di base su temi ingegneristici, politici, etici e sociologici connessi alle infrastrutture di trasporto intelligenti. Gli argomenti trattati saranno oggetto di dibattito e discussione in aula. - 24 ore di esercitazioni in aula, mirate a stimolare l’abilità di applicare le conoscenze acquisite per ideare e proporre soluzioni a istanze reali inerenti alle infrastrutture di trasporto. Le esercitazioni saranno organizzate in attività di gruppo, con gruppi formati da un massimo di 7 studenti appartenenti a differenti Corsi di Laurea. L’attività di gruppo prevederà la partecipazione attiva degli/delle studenti/studentesse a workshop di presentazioni in aula e si concluderà con la registrazione di un breve video di presentazione di un “concept” progettuale.
L’insegnamento è strutturato in: - 36 ore di lezione in aula, mirate ad introdurre la “Grande Sfida” oggetto dell’insegnamento e a far sviluppare conoscenze di base su temi ingegneristici, epistemologici e sociologici connessi alle infrastrutture di trasporto intelligenti. Gli argomenti trattati saranno oggetto di dibattito e discussione in aula. - 24 ore di esercitazioni in aula, mirate a stimolare l’abilità di applicare le conoscenze acquisite per ideare e proporre soluzioni a istanze reali inerenti alle infrastrutture di trasporto. Le esercitazioni saranno organizzate in attività di gruppo, con gruppi formati da 5÷7 studenti appartenenti a differenti Corsi di Laurea. L’attività di gruppo verrà sviluppata tramite la creazione di un blog, che raccoglierà le diverse fasi dell’attività progettuale e che si concluderà con la registrazione di un breve video di presentazione del lavoro svolto.
Appunti del corso; articoli tratti dalla letteratura scientificae umanistica, documenti resi disponibili sul portale della didattica. Libri: Jared Diamond, 1997, Armi, acciaio e malattie, Einaudi, Torino, 1998 (+ nuove edizioni) Simon L. Lewis, Mark A. Maslin, 2018, Il pianeta umano, Einaudi, Torino, 2019. Articoli (reperibili tramite il sito del Sistema Bibliotecario del Politecnico, https://www.biblio.polito.it/): David Morens, Anthony Fauci, 2020, “Emerging Pandemic Diseases: How We Got to COVID-19”, in Cell, 182: 1077-1092. Emily Elhacham, Liad Ben-Uri, Jonathan Grozovski, Yinon M. Bar-On & Ron Milo, 2020, “Global human-made mass exceeds all living biomass”, in Nature, 588: 442-444.
Appunti del corso; articoli tratti dalla letteratura scientifica ed epistemologica, documenti resi disponibili sul portale della didattica.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Group project;
Il voto finale sarà composto: - in ragione del 50 %, da una valutazione derivante da una prova scritta individuale atta a verificare l'acquisizione delle conoscenze teoriche obiettivo dell’insegnamento - in ragione del 40 % dalla valutazione degli elaborati di gruppo (presentati in aula durante le ore di esercitazione), atti a verificare l'acquisizione delle abilità obiettivo dell’insegnamento - in ragione del 10 %, dall’attività di “valutazione tra pari”, per cui è richiesta una assidua partecipazione alle attività progettuali durante l’insegnamento. Per il superamento dell’esame è necessario conseguire almeno la sufficienza sia sulla parte teorica sia sulla parte progettuale.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Group project;
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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