PRESENTAZIONE

Our senses are the main means through which we perceive, understand, interact with and react to our environment. Consequently, sensory disabilities are a serious challenge that impacts all levels of physical and social functioning. The impaired brain is often difficult to restore, owing to our limited knowledge of the complex nervous system. Accumulating knowledge in systems neuroscience, combined with the development of innovative technologies, may enable brain restoration in patients with nervous system disorders that are currently untreatable. This course will explore how bioengineering techniques and principles are applied to understand and model sensory systems.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

The course explores how sensory interaction works, how it can be used to monitor brain health, and how our sensory abilities can be rehabilitated or augmented. The course will show the students how the current technologies and the knowledge about the sensory mechanisms could 1) help, empower, educate the correct development of sensory faculties, 2) rehabilitate sensory deficits, 3) assist the diagnosis of sensory disfunctions, and 4) lead/promote early diagnosis.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

In primo luogo, il corso coprirà le basi scientifiche e tecnologie dei dispositivi protesici neurosensoriali emergenti. In secondo luogo, il corso presenterà i recenti progressi dell'ingegneria neuromorfa, con lo sviluppo di sistemi sensoriali neuromorfi in grado di imitare i sistemi sensoriali umani, e la successiva elaborazione sensoriale. In terzo luogo, il corso si propone di mostrare come i nostri sensi interagiscono e come è possibile utilizzare l'integrazione multisensoriale per monitorare il corretto funzionamento del nostro cervello e come è possibile riabilitare/ aumentare/ recuperare le capacità sensoriali perse. Il corso sarà composto da lezioni frontali e sessioni pratiche

Alla fine del corso lo/la studente/essa saprà:

• Comprendere le principali soluzioni tecnologiche per realizzare sistemi protesici in grado di conseguire il parziale recupero di funzioni sensoriali
• Conoscere le principali soluzioni tecnologiche per realizzare sistemi artificiali neuromorfi
• Conoscere le principali tecniche di trasduzione, codifica, e elaborazione dei segnali sensoriali
• Descrivere le basi della codifica sensoriale e come questa possa essere usata per la produzione di sistemi artificiali capaci di emulare i sistemi sensoriali umani.
• Conoscere come le attuali tecnologie e conoscenze sui meccanismi sensoriali possono 1) aiutare, potenziare, educare il corretto sviluppo delle facoltà sensoriali, 2) riabilitare i deficit sensoriali, 3) assistere nella diagnosi delle disfunzioni sensoriali
• Conoscere i principi della integrazione multisensoriale e come questa possa essere usata per riabilitare i deficit sensoriali

PREREQUISITI

Programmazione Matlab e C++/C#, basi di neurofisiologia e neuro anatomia

MODALITA' DIDATTICHE

lezioni frontali sia in modalità classica che flipped-class. Problem based learning con progetti da svolgere autonomamente in gruppi di lavoro.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Neurosensory prostheses

1. Visual prostheses
2. Audio prostheses
3. Vestibular prostheses

Neuromorphic engineering

1. Neuromorphic retina
2. Neuromorphic ear
3. Neuromorphic nose
4. Neuromorphic skin

Sensory substitution and augmentation

1. Audio for vision
2. Vision for audio
3. Touch for vision
4. Touch for audio

Bases of Multisensory integration

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Materiale didattico fornito da docente

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Come da calendario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame sarà composto da prove da svolgere in gruppo (group-based learning) e da un esame orale. Gli studenti si divideranno in piccoli gruppi e questi gruppi parteciperanno ad attività pratiche al calcolatore durante tutto il semestre. Ogni prova verrà valutata per la sua completezza, originalità e qualità.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Gli obiettivi saranno valutati durante la prova orale e mediante le prove pratiche e le consegne secondo una griglia di valuazione condivisa