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Questo corso richiede la conoscenza dei concetti di base delle reti di telecomunicazione.

Durata del corso: 48 ore ripartite tra lezioni frontali ed attività di laboratorio.
(Lezioni frontali 36 ore, Laboratorio 12 ore).

Conoscere e comprendere le problematiche connesse alla progettazione di reti di sensori funzionali alla realizzazione applicazioni nell'area Videogame, alle caratteristiche dei mezzi trasmissivi utilizzati, alla varietà di unità di sensing e di attuazione integrabili in tali sistemi e dei possibili scenari applicativi. Questi ultimi spaziano dal puro intrattenimento alla formazione negli ambiti più disparati, fino ad includere manutenzione, simulazione, gestione remota di impianti, sistemi, ambienti in innumerevoli declinazioni.
Approfondire la conoscenza dei protocolli standard e di quelli emergenti nella letteratura scientifica relativamente all'Internet of Things, analizzando le prestazioni e le funzionalità applicabili al settore dell’Ingegneria dei Videogame al variare delle possibili scelte progettuali. Studiare come Smart Objects e reti di Smart Objects possono essere efficientemente interconnessi in funzione degli obiettivi specifici di progetto.

Essere in grado di effettuare scelte consapevoli sulla base delle caratteristiche di qualità del servizio, di traffico, di distanze di propagazione, di tipologia e numero di End Points, delle specifiche applicazioni e di utilizzare tali conoscenze per l'elaborazione e l'applicazione di soluzioni originali in contesti applicativi del settore del Ingegneria dei Videogame. In generale, valutare, analizzare e risolvere problemi in aree nuove ed emergenti dell'Internet of Things, utilizzando le più moderne tecnologie.

L'ambito di studio è fortemente interdisciplinare coinvolgendo settori quali micro e nano elettronica, realizzazione e programmazione di sistemi embedded, wireless sensor network, telemetria, ubiquitous computing, mobile computing, edge/cloud computing, computer networking, mobile communication e mobile programming, AI, ML, ecc. La presentazione di progetti di Ingegneria dei Videogame già realizzati e l'implementazione di nuovi attraverso esperienze di laboratorio fornirà competenze trasversali nelle varie discipline dell'ICT, dando allo studente la possibilità di utilizzare, sviluppare e gestire tecnologie e abilità più disparate, inserite in contesti più ampi, connessi al proprio settore di studio. Si partirà dall'analisi del problema per arrivare, attraverso la progettazione, alla realizzazione, ottimizzazione e verifica delle prestazioni del sistema finale.

Generalità sull’Internet of Things (IoT). Wireless Sensor Network (WSNs) e Wireless Body Sensor Networks (WBSNs). Generalità sul Sensor Networks protocol stack: Physical Layer, Data Link Layer, Network Layer, Transport e Application Layers. Principali standard: IEEE 802.x, Bluetooth (BLE, BT mesh, Beacon) e loro campi applicativi. Considerazioni progettuali ed applicazioni IoT per videogame. Internet of Things over TCP/IP protocol Architecture. Hardware e software per sensori IoT. IPv6 per Smart Objects e Internet of Things. Interoperabilità. Teoria su specifiche unità di sensing. Sensori inerziali (accelerometro, giroscopio), magnetometro e barometro. Filtri di orientazione: acquisizione, taratura, data fusion. Sensori ottici. Sensori elettromagnetici. Smart Object per Internet of Things ed Extended Reality. Extended Reality e interazioni uomo-machina basata su sensori IoT ambientali e indossabili. Esempi di soluzioni per la creazione di esperienze 3D in real time.

Attività di laboratorio (12 ore).
WBSN e WSN per Ingegneria dei Videogame: tutorial e programmazione in realizzazioni pratiche. Esempi di sistemi di gestione web-based per reti di sensori IoT per il Ingegneria dei Videogame. Presentazione delle proposte di attività per la realizzazione di tesine.

La valutazione del livello di apprendimento consiste in una prova orale nella quale si discuteranno più temi trattati nel corso. Tale valutazione può, facoltativamente, contemplare anche la presentazione e la discussione di un progetto scelto tra quelli proposti dal docente e opportunamente concordato con il docente stesso. Tale progetto sarà presentato in forma di relazione tecnica e versione prototipale, tipicamente inerente ad un sottosistema IoT per videogames. Il progetto può anche essere svolto in gruppo, la cui numerosità è concordata anch’essa con il docente sulla base della complessità ed articolazione del progetto scelto. In tal caso la discussione del progetto, e quindi la prova orale, deve avvenire con la presenza contestuale dei partecipanti al medesimo gruppo.

Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, si deve dimostrare, attraverso la prova orale, di aver compreso i concetti fondamentali relativi alle varie architetture di sistema discussi durante il corso. Inoltre, si deve avere chiari le problematiche ed i criteri di progettazione degli stessi con riferimento alla varietà di applicazioni e dispositivi. Si deve dimostrare, inoltre, di essere in grado di applicare, in modo autonomo, tali criteri e tali procedure al progetto di semplici sistemi, proponendo le opportune soluzioni IoT, tenendo conto delle problematiche in gioco. Nel corso della prova orale, si dovrà presentare e discutere l’eventuale progetto sviluppato, motivando le scelte effettuate sulla base delle specifiche del progetto stesso e delle conoscenze/competenze metodologiche e tecnologiche acquisite durante il corso.

Alla prova orale è assegnato un punteggio in trentesimi.

Per un esito positivo della valutazione, si deve conseguire nella prova orale almeno la sufficienza, pari a 18 punti, e possedere una conoscenza dei contenuti, esponendoli in maniera corretta e con l’utilizzo di un’adeguata terminologia tecnica. Nel caso di presentazione del progetto applicativo, esso deve verificare requisiti funzionali minimali concordati con il docente all’assegnazione dello stesso. La valutazione massima spetta a chi mostri una conoscenza approfondita dei contenuti dell’insegnamento e li esponga con padronanza del linguaggio tecnico. La lode è riservata a coloro che svolgono la prova in modo corretto e completo e mostrino brillantezza e padronanza della materia nell’esposizione orale o nella presentazione dell’eventuale progetto applicativo.

Slide delle lezioni e materiale integrativo messo a disposizione dal docente sulla piattaforma Moodle.
https://learn.univpm.it

“Interconnecting Smart Objects with IP: The Next Internet”, Jean-Philippe Vasseur, Adam Dunkels, Ed. Elsevier.