Ingegneria informatica Archives

Intellexo: Esoscheletri sempre più intelligenti. Dalla ricerca al sostegno per la vita di tutti i giorni

adminupto2 giorni ago2 giorni ago03 mins

Tornare a muoversi in autonomia, anche dopo una disabilità neurologica, non è più solo un obiettivo lontano. Grazie alla neurorobotica, questo traguardo è sempre più vicino. Al Laboratorio di Neurorobotica del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione (DEI), la ricerca sta trasformando tecnologie avanzate in strumenti concreti per migliorare la vita quotidiana delle persone. Tra le novità più recenti c’è l’introduzione di un esoscheletro commerciale: una sorta di “armatura” tecnologica indossabile che sostiene il corpo e aiuta a muovere le gambe. Costruito con materiali leggeri ma resistenti, come leghe metalliche e fibre di carbonio, questo dispositivo permette a chi ha difficoltà motorie di alzarsi e camminare con maggiore sicurezza. Acquistato grazie ai fondi del progetto Age-It (PNRR-PE8), l’esoscheletro commerciale è ancora uno strumento limitato: segue movimenti preimpostati e richiede la presenza di un fisioterapista. In pratica, è utile per la riabilitazione, ma non consente ancora una vera autonomia. Ed è qui che entra in gioco la ricerca con il progetto Intellexo, portato avanti dal prof. Emanuele Menegatti e dal ricercatore Stefano Tortora, anche in collaborazione con la prof.ssa Alessandra Del Felice del Dipartimento di Neuroscienze dell’Università di Padova. L’obiettivo è rendere questo esoscheletro “intelligente”, trasformandolo da semplice supporto meccanico a vero e proprio robot. Come? Integrando sistemi di visione artificiale e algoritmi avanzati che permettono al dispositivo di “vedere” l’ambiente e reagire in tempo reale. Per esempio, grazie a telecamere 3D, l’esoscheletro può riconoscere ostacoli e adattare il movimento per evitarli. Allo stesso tempo, l’uso di visori di realtà aumentata aiuta a mettere in sintonia ciò che il sistema percepisce con ciò che vede l’utente, rendendo i movimenti più naturali e intuitivi. http://youtube.com/watch?v=hPh3qUDjllY Ma il futuro va ancora oltre. I ricercatori stanno lavorando anche a sistemi che permettano di controllare l’esoscheletro direttamente con il pensiero, attraverso i segnali cerebrali. In questo modo, il dispositivo potrebbe diventare una vera estensione del corpo. «Utilizziamo una tecnologia già esistente e la rendiamo più avanzata grazie ai nostri software di intelligenza artificiale», spiega il professor Emanuele Menegatti del DEI. Il percorso del laboratorio in questo campo è iniziato nel 2018, con i primi studi che hanno portato allo sviluppo di un esoscheletro nel 2019 e di una versione ancora più evoluta nel 2023. Oggi il gruppo è riconosciuto a livello internazionale per il suo lavoro sulla pianificazione del movimento robotico e coinvolge un team di cinque ricercatori. L’obiettivo finale è chiaro: portare questi dispositivi fuori dai laboratori e nella vita di tutti i giorni. «Vogliamo creare esoscheletri intelligenti capaci di accompagnare le persone in ogni momento della loro vita», conclude Menegatti, «restituendo loro autonomia e libertà di movimento».

Gary Stager: il Futuro si scrive in codice: il recap dell’evento

Laura Galvani1 anno ago1 anno ago02 mins

Il 5 maggio, presso lo SMACT Competence Center, il nostro dipartimento ha ospitato circa settanta tra docenti e dirigenti scolastici provenienti da tutto il Veneto e da diverse regioni italiane che, insieme a una quindicina di persone collegate online, hanno partecipato all’incontro con Gary Stager, esperto internazionale nel campo della formazione e figura di spicco del Costruzionismo, l’approccio pedagogico ideato da Seymour Papert del MIT. Questo evento formativo è stato organizzato dal prof. Emanuele Menegatti, nell’ambito delle iniziative di Terza Missione del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione (DEI), con il patrocinio dell’Università di Padova. L’incontro si è rivelato un’occasione preziosa per la condivisione di idee e riflessioni, permettendo ai partecipanti di riscoprire l’attualità del pensiero di Seymour Papert e di esaminare come le tecnologie possano trasformarsi in strumenti efficaci per un apprendimento autentico e creativo. Il fulcro del pomeriggio è stato un messaggio incisivo: contrariamente all’istruzionismo, basato su una trasmissione passiva di nozioni, il costruzionismo promuove un apprendimento attivo che va oltre il semplice “fare per capire”, incoraggiando a “inventare per imparare”. Questo approccio pedagogico pone gli studenti al centro del processo educativo, considerandoli costruttori attivi del proprio sapere, capaci di esplorare, creare e concretizzare le proprie idee. A seguire il seminario, un workshop pratico ha coinvolto una quarantina di docenti in un’esperienza diretta. Attraverso la fusione di coding e creatività, il laboratorio ha offerto spunti immediatamente applicabili nella pratica didattica quotidiana. L’iniziativa ha rappresentato anche un’importante opportunità per consolidare il dialogo tra scuola e università, in linea con gli obiettivi della Terza Missione: diffondere la ricerca al di fuori dell’ambito accademico, condividere competenze e costruire legami significativi con il territorio e la comunità educativa, al fine di sviluppare una visione condivisa di una scuola orientata al futuro. Stager_050525_-47 Stager_050525_-64 Stager_050525_-67 Stager_050525_-44 Stager_050525_-29 Stager_050525_-16 Stager_050525_-63 Stager_050525_-71 Stager_050525_-73

5/05/25 Gary Stager – Il Futuro si scrive in codice

Sara Brugnerotto1 anno ago1 anno ago02 mins

Gary Stager, professore, giornalista, formatore, sviluppatore di software, editore e amministratore scolastico, è uno dei maggiori esponenti del Costruzionismo, la corrente pedagogica fondata da Seymour Papert del MIT. Coautore del best-seller “Invent To Learn – Making, Tinkering, and Engineering in the Classroom”, tradotto nel 2021 da INDIRE con il titolo “Inventando s’impara”. Il libro approfondisce la possibile interazione tra la didattica attiva e la cultura dei maker. Il modello di apprendimento proposto da Stager è basato sul fare, con la convinzione che il fare aiuta gli studenti a sviluppare competenze logico-matematiche, scientifiche e soft skills: imparano a progettare e pianificare le azioni per il raggiungimento di un obiettivo, collaborano tra di loro e, se ciò che hanno ideato non funziona, l’errore si fa occasione per progredire e migliorare, in un ciclo continuo (Think-Make-Improve). Il prossimo 5 maggio, alle 15:00 presso gli spazi dello SMACT, con il patrocinio dell’Università degli Studi di Padova, avremo il grande piacere di ospitare Gary Stager per l’incontro di Terza Missione “Il futuro si scrive in codice” rivolto alla cittadinanza e soprattutto ai docenti delle scuole di ogni ordine e grado, e per i docenti universitari dell’area dell’informazione. L’incontro sarà strutturato in una parte seminariale e una laboratoriale, in modo da offrire spunti teorici e operativi per l’integrazione delle tecnologie nella didattica. Il form di iscrizione è disponibile al link: https://forms.gle/qzryZ8gDSaAJc8Y38 Streaming online disponibile qui

Il DEI di nuovo sulla strada… di Cybathlon

Valentina Berengo3 anni ago2 anni ago04 mins

Cybathlon è la prima competizione di neurorobotica dove team e piloti da tutto il mondo si sfidano con tecnologie all’avanguardia legate al mondo della disabilità e comprende otto diverse discipline che riflettono compiti comuni della vita di tutti i giorni. L’Università di Padova ha già partecipato, vincendo nel 2020, e di nuovo parteciperà quest’anno, nel 2024, nella sezione “Brain-Computer Interface Race” che rappresenta la disciplina più futuristica tra quelle presenti. Consiste nell’utilizzo di sistemi di Brain-Computer Interface (BCI) per il controllo di dispositivi robotici, per esempio carrozzine o braccia robotiche, in un ambiente virtuale. Nel caso di specie Francesco Bettella, dottorando del DEI e campione paralimpico di nuoto, pilota virtualmente una carrozzina attraverso la tecnologia BCI, appunto. Questa tecnologia permette di decodificare intenzioni specifiche dell’utente tramite le sue onde cerebrali: il pilota deve solo pensare un determinato compito mentale e, tramite la BCI, questo verrà tradotto in un comando per il dispositivo robotico. La BCI tecnicamente non “legge” i pensieri dell’utilizzatore, ma riesce a riconoscere quando, tramite un’immaginazione specifica, vengono attivate certe zone cerebrali e non altre. Si utilizza, infatti, una cuffia con elettrodi che registra l’attività elettrica generata da diverse aree della corteccia cerebrale e, sapendo che immaginare di muovere una parte del proprio corpo comporta l’attivazione di un’area specifica della corteccia cerebrale diversa a seconda della parte del corpo immaginata, è possibile costruire un decodificatore che permette di sapere quando una persona sta pensando di muovere, per esempio, la propria mano sinistra o la destra. Ogni volta che l’utilizzatore immaginerà uno dei compiti mentali prestabiliti, il decodificatore dirà al sistema: “La persona sta probabilmente pensando di muovere la propria mano destra o la sinistra”. In questo modo è poi possibile associare ai diversi compiti mentali altrettanti comandi per il dispositivo robotico: per esempio, è possibile fare in modo che l’immaginazione della mano destra corrisponda a un comando per far girare a destra una sedia a rotelle o viceversa nel caso di immaginazione della mano sinistra. “È così che posso controllare la direzione della sedia a rotelle durante la Brain-Computer Interface Race” spiega Bettella. Il sistema tecnologico prevede anche un feedback visivo per il pilota: osservando la rappresentazione grafica del risultato della decodifica delle onde cerebrali fatto dal sistema BMI, l’utente può capire come le proprie onde cerebrali vengono decodificate e in caso adattarsi al decodificatore. Abbiamo quindi, da una parte un sistema di intelligenza artificiale che viene creato appositamente e aggiornato sulle base dei segnali cerebrali generati dalla persona, dall’altra l’intelligenza umana che è in grado di adeguarsi al sistema. Infine c’è il vero e proprio dispositivo robotico che il fruitore utilizza per muoversi (braccia per la manipolazione, sedie a rotelle, esoscheletri per la mobilità o idealmente anche un’automobile) che a sua volta può apprendere e adattarsi ai segnali cerebrali della persona. “Nello IASLab del DEI” spiega Luca Tonin, ricercatore, “studiamo proprio come realizzare questi dispositivi e ottimizzare le intelligenze artificiali che li comandano di modo da permettere, in un futuro, a chi mai avrebbe immaginato di potersi spostare autonomamente di farlo grazie alla propria sola volontà”. Per rendere questa tecnologia di uso comune ci sono però delle sfide da affrontare. Innanzitutto la robustezza del sistema. “La BCI deve funzionare in ogni condizione e, a questo riguardo, Cybathlon rappresenta una perfetta opportunità per testare la tecnologia al di fuori del laboratorio” aggiunge il ricercatore. Una seconda sfida riguarda riuscire a integrare al meglio la parte umana, il pilota, e la parte artificiale, la BCI, in modo che diventino un sistema unico. “La nostra squadra, il WHi team” chiosa “basa la sua ricerca sull’ipotesi che solo tramite l’apprendimento reciproco di essere umano e componente artificiale si possa raggiungere questo obiettivo”.