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 sostenibilità e della salvaguardia della vita umana. La nuova generazione di infrastrutture intelligenti è concepita per mitigare e adattarsi ai cambiamenti climatici e per implementare elevati livelli di sicurezza di guida, sicurezza strutturale e sicurezza nei confronti di eventi eccezionali. Tali obiettivi possono essere perseguiti integrando soluzioni tecnologiche e progettuali, quali il monitoraggio in tempo reale delle infrastrutture, la comunicazione infrastruttura/veicolo e la progettazione di infrastrutture resilienti e a basso impatto. 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.

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”.

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 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.

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.

Dispense;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Written test; Group project;

... Il voto finale sarà composto: - da una valutazione derivante da una prova scritta individuale atta a verificare l'acquisizione delle conoscenze teoriche obiettivo dell’insegnamento (massimo 16 punti); - da una valutazione degli elaborati di gruppo (presentati in aula durante le ore di esercitazione), atti a verificare l'acquisizione delle abilità obiettivo dell’insegnamento (massimo 13 punti); - da un'attività di “valutazione tra pari”, per cui è richiesta una assidua partecipazione alle attività progettuali durante l’insegnamento (massimo 3 punti). Il punteggio massimo conseguibile è pari a 32, corrispondente a 30 e lode. Per il superamento dell’esame è necessario: - conseguire almeno la sufficienza nella prova scritta (min 9 punti); - conseguire almeno la sufficienza nella prova progettuale di gruppo (min 7 punti); - conseguire un punteggio totale minimo di 18 punti.

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.