I dati sono diventati pervasivi nelle applicazioni e nei sistemi ICT. Ciò presenta enormi opportunità per sfruttare tali dati per migliorare la nostra società, nonché sfide tecniche significative. Nella laurea ICT4SS, poniamo molta enfasi sui metodi di analisi dei dati volti a estrarre informazioni dai dati e prendere decisioni basate su di essi.
Nel corso “Statistical learning and neural networks” insegniamo metodi di classificazione e regressione basati sull'apprendimento automatico e le basi del deep learning. Ci concentriamo sull'applicazione di questi metodi ai dati derivanti dalle principali applicazioni ICT, tra cui la localizzazione dell'utente, la classificazione dei documenti, l'imaging iperspettrale per l'analisi della copertura del suolo, il tracciamento degli oggetti e il riconoscimento dei caratteri.
Nel corso “ICT for health”, queste tecniche vengono applicate a diversi problemi medici e diagnostici mediante l'elaborazione delle immagini e altri metodi di analisi dei dati. Abbiamo un corso di "Operational Research" dove si applicano modelli matematici avanzati, analisi statistiche e ottimizzazione matematica, per trovare soluzioni e decisioni ottimali o quasi ottimali.
Questi strumenti vengono applicati a problemi tipici della progettazione di reti di calcolatori, quali: pianificazione della capacità dell'infrastruttura, ottimizzazione dell'insieme dei percorsi, definizione del flusso massimo che una rete può supportare.
Sulla stessa linea, il corso facoltativo “Big data for Internet applications” affronta il problema di come raccogliere, archiviare, recuperare e analizzare i big data per estrarre conoscenza utile. Il corso affronta anche nuovi paradigmi di programmazione (ad es. MapReduce, Spark RDD) e discute come possono essere sfruttati per supportare gli scienziati dei big data per estrarre informazioni dai dati.
Nuove tecnologie di rete delle comunicazioni IoT (Internet of Things) e Device-to-device (D2D) stanno emergendo nelle applicazioni ICT. Entrambi sono paradigmi fondamentali per abilitare città intelligenti, fabbriche intelligenti e salute intelligente. IoT implica che gli oggetti saranno connessi e in grado di scambiare dati con un server nell'infrastruttura di rete. Le comunicazioni D2D consentono invece ai dispositivi portatili degli utenti di condividere i dati direttamente, senza la necessità di un'infrastruttura, riducendo così i costi monetari e il consumo energetico per l'utente finale.
Il corso “Mobile and Sensor Networks” spiega i principi e le problematiche principali di questo tipo di sistemi, nonché alcuni concetti fondamentali che dovrebbero essere seguiti per la loro progettazione e implementazione. Fornisce una panoramica dei principali algoritmi e protocolli che sono alla base delle odierne tecnologie di rete per la comunicazione IoT e D2D.
Un corso facoltativo su “Innovative wireless platforms for Internet of Things” affronta standard, hardware, progetti di reti e livelli fisici per IoT, RFID, reti personali e corporee e ambienti complessi e limitati come acqua, fuoco, motori a reazione, petrolio/ piattaforme a gas, corpo umano e animale.
L'Internet of Things include un ampio spettro di tecnologie che vanno da dispositivi a basso consumo, protocolli di comunicazione e algoritmi il cui scopo è rendere gli oggetti di uso quotidiano interattivi e raggiungibili da remoto, attraverso Internet. Questa rivoluzione della connettività non solo consente agli esseri umani di ottenere e inviare informazioni dagli oggetti, conoscendone lo stato e agendo per modificarne il comportamento indipendentemente dalla loro posizione, ma consente anche l'interazione macchina-macchina, creando ambienti collaborativi, auto-organizzanti e adattivi.
Le applicazioni sono in molti campi, come la domotica, l'industria intelligente, l'energia intelligente e la salute intelligente. Il corso "Programming for IoT applications" offre i metodi di programmazione di base per sviluppare un ecosistema Internet of Things completo. Gli studenti imparano come recuperare i dati dai dispositivi IoT e come sviluppare e gestire una piattaforma web per il monitoraggio, l'elaborazione, la visualizzazione e l'attuazione.
Il corso facoltativo “Mobile application development” approfondisce le tecniche di programmazione per Android e iOS insieme ai relativi framework, abilitando l'implementazione software di applicazioni ICT su piattaforme mobili.
Allo stesso modo, il corso facoltativo “Project and laboratory on embedded communication systems” si focalizza sulla programmazione per sistemi embedded, mirando ai dispositivi embedded come un altro mezzo per implementare i sistemi ICT.
Infine, l'insegnamento opzionale “Programmable electronic systems” presenta metodi di progettazione elettronica per consentire l'implementazione pratica di sistemi ICT.
Un aspetto chiave degli ambienti intelligenti è la possibilità di connettere diversi dispositivi di diverso tipo, inclusi sensori, smartphone, computer, fotocamere, ... e esseri umani.
I dispositivi comunicano, si scambiano dati e informazioni, e rendono smart l'ambiente: si monitorano le condizioni del contesto, si rilevano situazioni critiche, si abilitano le decisioni automatiche. Il networking per ambienti intelligenti presenta una serie di sfide, come l'interoperabilità tra dispositivi progettati con vincoli diversi, l'autoconfigurazione e la resilienza della rete in scenari potenzialmente variabili, alimentazione per dispositivi che non possono accedere alla rete elettrica, approcci distribuiti, problemi di sicurezza.
Nell'ambito del programma ICT4SS, il corso “Management and content delivery for Smart Networks”presenta i fondamenti delle tecnologie di rete e ne discute le applicazioni in diversi ambiti, dalla distribuzione elettrica e i sistemi di approvvigionamento energetico, alla domotica e alla mobilità.
Nell'insegnamento opzionale “Communication and network systems”, tali nozioni sono specializzate ai casi applicativi di reti cellulari, comunicazioni veicolo-veicolo, comunicazioni a basso raggio, geolocalizzazione, infomobilità e ausili alla guida.
Il corso "ICT for smart mobility" applica queste metodologie per studiare e progettare sistemi di trasporto intelligenti, con laboratori che utilizzano dati reali provenienti da sistemi di car sharing.
Infine, il corso facoltativo "Applied Information Security and Cryptography" copre i principali argomenti di sicurezza nelle reti intelligenti, tra cui riservatezza, integrità, autenticazione, e introduce tecniche crittografiche e protocolli di sicurezza per affrontare tali problemi.