Il continuo sviluppo dei sistemi di digitalizzazione e modellazione 3D avanzata, oltre alle più recenti innovazioni nelle soluzioni per la fruizione di realtà virtuale o aumentata, quali le diverse tipologie di Head-Mounted Display e sensoristica, e la loro sempre più massiccia accessibilità sul mercato, rende indispensabile la formazione di una figura di connessione, capace di unire le specificità dell’anatomia umana, grazie ad una conoscenza approfondita del contesto applicativo, alle tecnologie digitali 3D disponibili per fornire una risposta tecnologica precisa ed avanzata. Al fine di fornire una visione delle tematiche anche da un punto di vista pratico e esemplificativo, sono stati previsti degli interventi/seminari tenuti da professionisti in ambito ospedaliero e aziendale.

Il corso mira a fornire una conoscenza degli strumenti e dei metodi 3D di acquisizione, modellazione, visualizzazione e gestione dei dati dell’anatomia umana per sviluppare applicazioni intelligenti in differenti campi di applicazione quali: diagnostica medica, chirurgia e security. Lo studente, sfruttando le più recenti tecnologie digitali 3D, le testimonianze dei professionisti del settore e disponendo di una conoscenza approfondita delle caratteristiche morfometriche dell’anatomia umana, sarà in grado sviluppare soluzioni concrete di supporto alla realizzazione di protocolli medici avanzati, nuove strategie di sicurezza ed autenticazione (face recognition), per supportare l’interazione tra l’uomo e la macchina sotto differenti prospettive.

Nessuno

Il corso prevede di affrontare i seguenti argomenti: Metodi e sistemi per la digitalizzazione 3D del corpo umano (2 CFU): acquisizione dei dati tramite sensori quali sensori 3D, camere di profondità, telecamere plenottiche. Gestione di dati medici di tipo DICOM estrapolati da TAC e risonanza magnetica. Formalizzazione ed analisi dei dati anatomici 3D digitali e definizione di parametri di sintesi (2 CFU): elaborazione di nuvole di punti, feature extraction, anche su base geometrica, e identificazione di descrittori di sintesi. Soluzioni di machine learning e pattern recognition applicati ai modelli 3D digitali. Metodi e strumenti di visualizzazione 3D avanzata (2 CFU): cenni di Computer Grafica (modellare, rendering, pipeline grafica). Sistemi e strumenti di visualizzazione per mixed-reality, Augmented Reality in open e robotic surgery.

E' auspicabile una buona propensione alla programmazione. In particolare, nel corso sarà fatto uso intensivo di Matlab e sarà introdotto il game engine Unity che si programma in C#.

Si prevede di strutturare il corso con lezioni frontali (20 ore) ed esercitazioni di aula e laboratorio (40 ore) durante le quali gli studenti, attraverso l’organizzazione di lavori di gruppo, provvedono allo sviluppo di project work a partire da specifici contesti applicativi e da spunti forniti dai professionisti durante gli interventi seminariali previsti, come ad esempio: -) sviluppo di una applicazione di visualizzazione in AR utile come supporto al medico in ambito preoperatorio che integri head-mounted display e interfacce innovative; -) progettazione di un sistema per il confronto fra specifiche zone del volto basato sull'identificazione di uno o più parametri discriminativi di sintesi. Essendo le tematiche di interesse aziendale e ospedaliero, saranno proposti anche alcuni argomenti di tesi e tirocinio per gli studenti, in modo da poter proseguire gli argomenti del corso anche nel contesto della tesi magistrale e/o di un’attività di stage.

1. Jain, A. K., & Li, S. Z. (2011). Handbook of face recognition. New York: Springer. 2. Introduction to Computer Graphics, Foley, Van Dan, Feiner, Hughes, Phillips (Addison-Wesley) 3. Materiale e documentazione del software Blender software: http://www.blender.org 4. Dispense del corso sul sito della didattica: http://didattica.polito.it (materiale addizionale come le slide del corso)

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Compulsory oral exam; Group project;

... La verifica dell’apprendimento mira ad accertare le competenze dell'allievo nell'acquisizione, gestione e visualizzazione di dati grafici tridimensionali relativi al corpo umano. La verifica avverrà mediante la valutazione di una attività progettuale/tesina. E’ prevista una presentazione dell’elaborato da tutti i membri del gruppo nella quale verranno discussi i contenuti. Per progetti particolarmente meritevoli è prevista l'assegnazione della lode. Valgono, in generale, le seguenti regole: - È necessario prenotarsi per l'esame (discussione di laboratorio - È necessario presentarsi muniti di un documento d’identità - Durante la discussione del progetto non è possibile consultare né libri né appunti

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.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;

La verifica dell’apprendimento mira ad accertare le competenze dell'allievo nell'acquisizione, gestione e visualizzazione di dati grafici tridimensionali relativi al corpo umano. La verifica avverrà mediante la valutazione di una attività progettuale/tesina. E’ prevista una presentazione dell’elaborato da tutti i membri del gruppo nella quale verranno discussi i contenuti. Per progetti particolarmente meritevoli è prevista l'assegnazione della lode. Valgono, in generale, le seguenti regole: - È necessario prenotarsi per l'esame (discussione di laboratorio - È necessario presentarsi muniti di un documento d’identità - Durante la discussione del progetto non è possibile consultare né libri né appunti I criteri per l'esame online sono gli stessi dell'esame in presenza. La presentazione del progetto avverrà in Virtual Classroom e il progetto deve essere consegnato almeno un giorno prima dell'esame.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;

La verifica dell’apprendimento mira ad accertare le competenze dell'allievo nell'acquisizione, gestione e visualizzazione di dati grafici tridimensionali relativi al corpo umano. La verifica avverrà mediante la valutazione di una attività progettuale/tesina. E’ prevista una presentazione dell’elaborato da tutti i membri del gruppo nella quale verranno discussi i contenuti. Per progetti particolarmente meritevoli è prevista l'assegnazione della lode. Valgono, in generale, le seguenti regole: - È necessario prenotarsi per l'esame (discussione di laboratorio - È necessario presentarsi muniti di un documento d’identità - Durante la discussione del progetto non è possibile consultare né libri né appunti I criteri per gli esami parte in presenza e parte online (blended) sono gli stessi. Alcuni studenti potranno accedere ai locali e altri saranno contemporaneamente connessi in Virtual Classroom.