TECNOLOGIE
INFORMATICHE
Applicazioni, tendendeze e
prospettive di lavoro
Valentina Ciriani
5 concetti
1. Informatica classica
2. Applicazioni industriali
3. Alcune tendenze
- Computazione intelligente
- Bioinformatica
- Biometria
4. Offerta formativa sul territorio
5. Sbocchi professionali
Informatica
classica
3 aree principali
• Programmazione
• Basi di dati
• Reti
Sicurezza
•
•
•
•
Antivirus/Antispam/Firewall?
Protezione dalle intrusione reti e sistemi
Protezione/accesso dei dati
Sistemi sicuri
– Garantire il servizio
– Garantire la gestione degli incidenti informatici
– Capire a posteriori cosa è sucesso nella
emergenza
Simulazione
Visualizzazione
Classificazione
• Classificazione di
caratteristiche
• Classificazione di oggetti
• Controllo di qualità
• Classificazione informazioni
Predizione
Crescita vegetazione
Precipitazioni piovose
Elaborazione di Immagini:
ricostruzione immagini 3D
Esempi di
applicazioni
industriali
Esempi di applicazioni industriali
Classificazione
per controllo di qualità
2.5
2
Laser power reflection
on-axis
il processo di saldatura
1.5
1
0.5
0
-0.5
0
200
400
600
800 100 120
Time
0
0
140
0
160
0
180
0
200
0
2.6
Ge signal
5th order polynomial
turnpoint
gradient at turnpoint
2.4
germanium signal
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
600
700
800
900
Time
1000
1100
classi di qualità
1200
0.2
7
Plume emission intensity
0.15
10
0.1
0.05
6
10
0
-0.05
5
10
-0.1
-0.15
-0.2
0
200
400
600
800
1000 1200 1400 1600 1800 2000
Time
estrazione caratteristiche del processo
4
10
3
10
2
10
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Controllo di processo
• Catalisi autovetture, prevenzione dell’inquinamento.
• Controllo processi biotecnologici
• …
-67%
-70%
Time [s]
Rilevamento di profili
ferroviari
Monitoraggio
qualità tagli laser
Ripresa


Immagine
Elaborazione
Indici

velocità,
pressione,
...
Classificazione
Qualità
Monitoraggio qualità tagli laser
Studiando le caratteristiche delle scintille
(angoli, densità, velocità, ecc.) si controlla la qualità del taglio
Detezione di sostanze da
immagini raggi X
Alcune tendenze e
nuove tecnologie
Alcune tendenze e
nuove tecnologie:
la computazione
intelligente
(soft computing)
Reti neurali artificiali
Algoritmi evolutivi
Fuzzy logic
RULES:
1. If service is poor, then tip is cheap
2. If service is good, then tip is average
3. If service is excellent, then tip is generous
4. If food is rancid, then tip is cheap
5. If food is delicious, then tip is generous
Alcune tendenze e
nuove tecnologie:
la biometria
Biometria
AUTORIZZATO
NON AUTORIZZATO
Analisi Postura e Movimento
Alcune tendenze e
nuove tecnologie:
la bioinformatica
Come nasce la
Bioinformatica?
Progetti di sequenziazione
del genoma
Sforzi sperimentali per
determinare la struttura
e le funzioni di molecole
biologiche
Masse di dati senza precedenti
DB di biologia
molecolare
(geni e proteine)
interpretazione
Tecniche, strumenti, algoritmi
per
analizzare, confrontare, classificare
Dove si situa la
Bioinformatica?
Bioinformatica
Biologia
Medicina
Informatica
Biotecnologie
Società
Scopi della Bioinformatica
• Analisi di sequenze biologiche
– Ricerca di sequenze omologhe
– Identificare i geni, localizzare regioni di codifica
– Trovare “motivi”, siti di legame del DNA
• Biologia molecolare computazionale (simulazione)
– Sequenza  Struttura  Funzione  Evoluzione
– Geni  Conoscenza biologica (pathway metabolici, reti
genetiche)
• Progettazione e gestione di DB di biologia molecolare
– DB di acidi nucleici e di proteine
– Immagazzinamento e recupero efficiente di informazioni
• Relazioni evolutive (filogenetica)
– Trovare le proteine comuni a tutte le forme di vita
– Costruire classificazioni e alberi filogenetici di specie e delle
popolazioni umane
Applicazioni della
Bioinformatica
• Sequenziazione e analisi del Genoma
• Analisi sperimentali con migliaia di geni simultaneamente
• DNA chips per
– analisi dell’espressione genica
– analisi comparative tra speci e sottospeci
•
•
•
•
•
•
“Proteomica”, cioè trovare il proteoma di un organismo
Farmaceutica e industria biotecnologica
Applicazioni legali e forensi
Applicazioni all’agricoltura (OGM & Co.)
Medicina
…
Bioinformatica in senso lato
Paradigmi di
calcolo ispirati
alla biologia
Sistemi di calcolo a
base biologica
(DNA computing etc.)
Informatica
Biologia
Bioinformatica
in senso stretto
Paradigmi di calcolo ispirati alla biologia
(Bio-inspired Computing)
• Algoritmi Evolutivi
–
–
–
–
Codifica genetica delle soluzioni
Selezione naturale, mutazione, incrocio
Genetica delle popolazioni
Metodi di ottimizzazione stocastici
• Reti neurali
–
–
–
–
Sistema nervoso centrale
Parallelismo massiccio
Emergenza
Codifica come ‘pattern di attivazione’
• Altri paradigmi
– Classifier systems, reti genetiche, ecc.
Sistemi di calcolo a base biologica:
Molecular computing
Analisi Segnali Bioelettrici
Segnali neurologici
Segnali fisiologia muscolare
Elettrocardiogramma
Spirometria
Analisi Anatomopatologiche
Elaborazione Immagini + Classificazione
 diagnosi malattie
No more cells
(normal blood)
Single-cell
Selector
White-cell
Selector
Lymphocyte
Identifier
Not a white cell
Not a Lymphocyte
Feature
Extraction
Cell
Classifier
Leukemia
Normal Lymphocyte
Elaborazione Immagini + Classificazione
 diagnosi malattie
No more cells
(normal blood)
Single-cell
Selector
White-cell
Selector
Lymphocyte
Identifier
Not a white cell
Not a Lymphocyte
Feature
Extraction
Cell
Classifier
Leukemia
Normal Lymphocyte
Protesi: Retina Artificiale
Power
Recovery
Class-E Power
Amplifier
ASK
Modulator
ASK
Demodulator
Clock/Data
Recovery
PWM Encoder
Configuration
& Control
Image
Processor
Video
Camera
Electrode
Stimulator 1
…
Electrode
Stimulator N
Analisi Biochimiche
Alcune tendenze e
nuove tecnologie:
l’informatica per
l’ambiente
Monitoraggio Ambientale
Misura di parametri
ambientali da
satellite
atmosfera
umidità
temperatura
suolo
Elaborazione
immagini da satellite
Classificazione
automatica del
territorio
Elaborazione
immagini da satellite
Rilevamento Inquinamento
Dipartimento di Tecnologie
dell’Informazione
Via Bramante, 65
Crema (CR)
www.dti.unimi.it
Presidente CCD: Prof. Nello Scarabottolo
[email protected]
Corsi di Studi in Informatica CREMA