CODICE 80576 ANNO ACCADEMICO 2018/2019 CFU 6 cfu anno 2 BIOINGEGNERIA 8725 (LM-21) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/06 LINGUA Italiano (Inglese a richiesta) SEDE GENOVA PERIODO 1° Semestre MATERIALE DIDATTICO AULAWEB OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Modelli neuromorfi per la rappresentazione e l’elaborazione distribuita di segnali multidimensionali. Primitive computazionali e schemi architetturali. Elementi di scienze cognitive e di robotica cognitiva per lo sviluppo di comportamenti autonomi in sistemi complessi e in ambienti naturali. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO L'insegnamento si propone di informare lo studente sui moderni approcci integrati allo studio dei sistemi cognitivi che tengono conto (1) dei principi di organizzazione e sviluppo del sistema nervoso, (2) della coesistenza del sistema nervoso in un corpo e quindi del loro reciproco condizionamento (problema dell’embodiment), (3) della complessità dell’ambiente esterno. In questo quadro, l’insegnamento propone metodi, tecniche e strumenti per l’analisi, la simulazione e la sintesi di perceptual engines ad architettura neuromorfa per (1) la rappresentazione ed elaborazione sub-simbolica e distribuita delle informazioni sensoriali e (2) per la loro integrazione funzionale con il comportamento motorio. La percezione visuo-spaziale e la capacità di coordinamento visuomotorio sono presi come ambito di riferimento. L’approccio seguito combina i principi propri dell’elaborazione del segnale, delle reti connessioniste e dell’embodied cognition. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni in aula. Seminari di approfondimento. Journal club. PROGRAMMA/CONTENUTO PARTE 1 - MODELLI DI ELABORAZIONE DEL SEGNALE VISIVO Trasformazioni retinocorticali Rappresentazioni armoniche multicanale per l'early vision Campi recettivi binoculari nel dominio spaziotemporale Codifica di popolazione PARTE 2 - CIRCUITI E ARCHITETTURE NEUROMORFE Primitive circuitali e modelli di rete Inibizione laterale diretta e codifica predittiva Inibizione laterale ricorsiva Normalizzazione divisiva PARTE 3 - INGEGNERIA PERCETTIVA Teoria computazionale e tecniche di regolarizzazione Percezione della profondità Percezione del moto Soluzioni neuromorfe: rilevatori di movimento e di disparità binoculare Coordinamento dei movimenti oculari TESTI/BIBLIOGRAFIA Materiale disponibile su aulaweb o distribuito a lezione (copia dei lucidi e note). Ulteriori riferimenti, esclusivamente a titolo di consultazione: P. Dayan and L.F. Abbott. Theoretical Neuroscience: Computational and Mathematical Modeling of Neural Systems. The MIT Press, 2001. H.A. Mallot. Computational Vision: Information Processing in Perception and Visual Behavior. The MIT Press, 2000. DOCENTI E COMMISSIONI SILVIO PAOLO SABATINI Ricevimento: Lunedì 11:00-13:00 Giovedì 16:00-17:00 Ufficio: pad. E, Via Opera Pia 13 (III piano) Lab: “Bioengineering - SyNaPSI”, pad. E, Via Opera Pia 13, (I piano) Commissione d'esame SILVIO PAOLO SABATINI (Presidente) FABIO SOLARI LEZIONI Orari delle lezioni NEUROMORPHIC COMPUTING AND INTEGRATIVE COGNITIVE SYSTEMS ESAMI MODALITA' D'ESAME 50% sviluppo di un esempio/applicazione/approfondimento di un argomento visto a lezione. 50% esame orale. La prova consiste nell’inquadrare in modo appropriato e discutere due argomenti assegnati (tipicamente, un “modello teorico” e una “soluzione computazionale di un problema percettivo”). MODALITA' DI ACCERTAMENTO Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare capacità di analisi e di sintesi di paradigmi di elaborazione neuromorfa a livello cellulare, circuitale e di sistema. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 15/02/2019 09:00 GENOVA Esame su appuntamento 02/08/2019 09:00 GENOVA Esame su appuntamento 13/09/2019 09:00 GENOVA Esame su appuntamento ALTRE INFORMAZIONI Costituiscono propedeuticità l’insegnamento di "Perceptual systems and interaction” e conoscenze di base di algebra lineare e di elaborazione del segnale.
