SCIENZE COGNITIVE

Obiettivi formativi

• PSICOLOGIA COGNITIVA E NEUROSCIENZE

  Il corso intende fornire gli elementi fondamentali per lo studio della mente attraverso le attuali discipline neuroscientifiche. L’obiettivo è presentare i collegamenti fra le neuroscienze, la psicologia e le sue applicazioni, specialmente nel settore della neuroriabilitazione cognitiva. Particolare attenzione viene dedicata alla storia e alle applicazioni dell’intelligenza artificiale.

• STORIA DELLE SCIENZE COGNITIVE

  Il corso è finalizzato a fornire conoscenze critiche attorno alla storia delle scienze cognitive e alla relazione tra genetica e prestazioni cognitive.

  Il modulo è organizzato in tre parti:

  1. La prima è dedicata i presupposti epistemologici della conoscenza scientifica e in particolare degli studi dedicati alle scienze della vita.

  2. La seconda affronta – attraverso un percorso storico e critico – le tappe che hanno portato dalla nascita delle scienze cognitive alla “naturalizzazione della mente e delle prestazioni comportamentali”.

  3. La terza parte è dedicata a una analisi critica dei principali studi e delle teorie che vertono attorno al "determinismo genetico" e alla relazione comportamento/gene/cultura.

  Il senso complessivo del corso è scandito dunque da tre domande generali: quali sono i presupposti epistemologici per giudicare che un fenomeno sia “scientificamente provato”? Quali sono state le principali tappe storiche e teoriche che hanno dimostrato una relazione tra il comportamento degli organismi e le loro strutture anatomiche e fisiologiche? Se le strutture organiche di un individuo sono dovute al suo patrimonio genetico, anche le sue prestazioni comportamentali dipendono dai geni?

  A queste domande il corso non darà risposte certe poiché il dibattito – almeno sui suoi aspetti più di frontiera – è ancora in corso; fornirà tuttavia strumenti critici e conoscenze per poter giudicare in modo più consapevole gli aspetti teorici e le eventuali azioni pratiche e/o terapeutiche legate alle questioni sopra poste.

• INTELLIGENZA ARTIFICIALE

  Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): saranno acquisite le conoscenze relative agli Agenti Intelligent ed alle loro caratteristiche principali.
  Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): saranno acquisite le capacità per applicare le nozioni imparate in vari campi come: risoluzione di problemi combinatorialmente difficili, giochi e teoria delle decisioni, deduzione e ragionamento automatico.
  Autonomia di giudizio (making judgements): Lo studente sarà in grado di valutare la possibilità di sviluppare algoritmi e sistemi intelligenti per l'automazione di processi decisionali in diversi ambiti applicativi.
  Abilità comunicative (communication skills): saranno acquisite le necessarie abilità comunicative ed un'adeguata appropriatezza espressiva nella comunicazione di problematiche inerenti i sistemi intelligenti e le loro applicazioni.
  Capacità di apprendimento (learning skills): lo studente avrà la capacita di adattare le conoscenze acquisite anche a nuovi contesti e di comprendere i limiti di applicabilità delle tecniche di intelligenza artificiale.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• STORIA DELLE SCIENZE COGNITIVE

  Lezioni frontali con proiezione di diapositive e discussioni in aula.

  Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza, a causa dell'emergenza Covid, potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

• INTELLIGENZA ARTIFICIALE

  Lezioni frontali.

  Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

• STORIA DELLE SCIENZE COGNITIVE

  Come per il modulo PSICOLOGIA COGNITIVA E NEUROSCIENZE

• INTELLIGENZA ARTIFICIALE

  Il corso presuppone una buona conoscenza di strumenti matematici discreti e continui, ed una conoscenza approfondita di algoritmi e complessita' di problemi.

Frequenza lezioni

• STORIA DELLE SCIENZE COGNITIVE

  La frequenza è consigliata. Le lezioni permettono di cogliere meglio gli argomenti trattati e l'idea generale che tiene legati i diversi temi. Fornisce inoltre riferimenti e digressioni utili. Poiché le lezioni sono organizzate di modo da rispondere a degli interrogativi esse generano generalmente un dialogo tra i presenti che aiuta ad assimilare i temi rendendo poi lo studio più facile e proficuo.

• INTELLIGENZA ARTIFICIALE

  La frequenza è consigliata. Le lezioni permettono di cogliere meglio gli argomenti trattati e l'idea generale che tiene legati i diversi temi e forniscono riferimenti e digressioni utili.

Contenuti del corso

• STORIA DELLE SCIENZE COGNITIVE

  1. L'importanza di un approccio critico ed epistemologico allo studio della mente.

  2. La naturalizzazione dei processi cognitivi. Evoluzione per selezione naturale.

  3. Istinti, moduli comportamentali e modelli di ottimizzazione.

  4. Genetica della meccanica ereditaria, neo-darwinismo, genetica di popolazione e sociobiologia.

  5. Il caso dell'altruismo: selezione di parentela, reciprocità e strategie individuali, teoria dei giochi.

  6. La funzione evolutiva delle emozioni.

  7. Il primato della genetica?

  8. Limiti del riduzionismo genetico ed evoluzione in 4 dimensioni. Il cervello che costruisce se stesso.

  9. Geni e cultura. Diversità e conflitti tra generi: dalle strategie seduttive alla massimizzazione della resa.

• INTELLIGENZA ARTIFICIALE

  Il corso è suddiviso in 2 parti fondamentali. La prima parte su Risoluzione di Problemi e la seconda su Conoscenza, Ragionamento e Apprendimento

  Contenuti dettagliati del Corso:

  PRIMA PARTE: Risoluzione di Problemi

  • Fondamenti e Storia dell'Intelligenza Artificiale
  • Agenti Intelligenti e loro classificazione
  • Ricerca e risoluzione di problemi
  • RIcerca nei giochi
  • Problemi con soddisfacimento di vincoli
  • Ricerca per mezzo di algoritmi naturali

  SECONDA PARTE: Conoscenza, Ragionamento e Apprendimento

  • Agenti Logici e puzzles
  • Logica del primo ordine e inferenze
  • Incertezza e probabilità
  • Decisioni, utilità e valore dell'informazione
  • Apprendimento da esempi

Testi di riferimento

• PSICOLOGIA COGNITIVA E NEUROSCIENZE

  TESTI PER L'ESAME del modulo da 6 CFU di psicologia cognitiva e neuroscienze:

  1. Di Nuovo S., “Prigionieri delle neuroscienze?” – Giunti 2014 (200 pagg. circa)

  2. Aa.Vv., “Vita naturale, vita artificiale” – F. Angeli 2015 (110 pagg.)

• STORIA DELLE SCIENZE COGNITIVE

  Di Nuovo, Prigionieri delle neuroscienze?, Giunti 2014

• INTELLIGENZA ARTIFICIALE

  Il Libro di testo adottato è, Artificial Intelligence, a modern approach, 3^rd Edition, S. Russel, P. Norvig, Disponibile anche in versione italiana. Altro materiale sara' fornito dal docente a lezione.

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• PSICOLOGIA COGNITIVA E NEUROSCIENZE

  L'esame si svolge oralmente, nello stesso appello degli altri due moduli.

  I quesiti riguardano sia le parti generali dei testi sia le parti di approfondimento; le prime sono essenziali per il superamento dell'esame, le altre determinano l'assegnazione del voto nei valori superiori della gamma.

  L'approfondimento personale di almeno uno tra gli argomenti specifici del corso verrà positivamente valutato ai fini della votazione e dell'assegnazione di una eventuale tesi in questo insegnamento. Per questo approfondimento individuale ci si può avvalere di fonti indicate nella bibliografia dei testi consigliati, o di siti di neuroscienze, alcuni dei quali indicati nei due volumi di testo.
  
  PER MAGGIORI DETTAGLI CONSULTARE IL SYLLABUS COMPLETO E LE DESCRIZIONI DEL CORSO E I TESTI PER L'ESAME INSERITI SU STUDIUM.

• STORIA DELLE SCIENZE COGNITIVE

  Orale. Secondo le modalità generali previste dal corso integrato "Scienze Cognitive".

  La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

• INTELLIGENZA ARTIFICIALE

  L'esame si svolge oralmente.

  I quesiti riguardano tutte le parti del programma. In aggiunta, gli studenti presenteranno alla prova orale un progetto implementativo su uno degli argomenti del corso approfondito durante il Laboratorio.

  La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• STORIA DELLE SCIENZE COGNITIVE

  1. Cosa sono i modelli di ottimizzazione?

  2. Cosa è un "percettrone" e quali sono le sue caratteristiche base?

  3. Come funziona il modello T.O.T.E.?

  4. Come funziona lo splicing alternativo?

• INTELLIGENZA ARTIFICIALE

  1. Dare la definizione, e mostrare almeno un esempio, di funzione euristica ammissibile.

  2. Descrivere brevemente l’algoritmo Minimax

  3. Descrivere brevemente alcune euristiche per il Problema di Soddisfacimento di Vincoli.