CdSBIOTECHNOLOGIES AND APPLIED ARTIFICIAL INTELLIGENCE FOR HEALTH
Codice1108I
CFU12
PeriodoSecondo semestre
LinguaInglese
Il corso è diviso in due moduli: Smart materials e Biosensors
Smart Materials
Gli studenti acquisiranno le necessarie conoscenze dell'area interdisciplinare dei "materiali intelligenti", con un'enfasi sui nuovi materiali e sulle applicazioni emergenti (ad esempio per il settore della biotecnologia, dell’ingegneria dei tessuti e della biorobotica). Gli studenti apprenderanno le potenzialità dei dispositivi basati su materiali intelligenti, le sfide associate al loro utilizzo e gli approcci per affrontare queste sfide. Questo corso interdisciplinare fornirà un trattamento integrativo dei materiali intelligenti coprendo i fondamenti dei materiali, la fabbricazione, le applicazioni, la caratterizzazione e la progettazione.
Biosensors
Gli studenti acquisiranno le conoscenze necessarie per la comprensione del funzionamento e progettazione preliminare delle principali classi di biosensori elettrici, ottici, elettrochimici, con riferimento ai principali passi di fabbricazione, principi fisici/chimici di funcionamento, principali paramentri di merito, applicazioni e realizzazioni commerciali.
The class is divied in two modules: Smart materials and Biosensors.
Smart Marterials
Students will develop an essential understanding of the interdisciplinary area of “smart materials”, with an emphasis on novel materials and emerging applications (e.g. biotechnology, tissue engineering and robotics). Students will learn the potentials of smart materials-based devices, the challenges associated with their uses, and the approaches to address these challenges. This interdisciplinary course will provide an integrative treatment of smart materials covering material fundamentals, fabrication, applications, characterization and design.
Biosensors
Students will gain understading on operation principles and preliminary design of the main typologies of electrical, optical, and electrochemical biosensors, with specific enphasis on fabrication techologies, phisicochemical principles, main parameters of merit, availability on the market and applications.
Smart Materials
La verifica delle conoscenze acquisiste dagli studenti avviene attraverso una prova orale al termine del corso
Biosensors
La verifica delle conoscenze acquisiste dagli studenti avviene attraverso una prova orale al termine del corso
Smart Materials
The knowledge acquired by the students is assessed through an oral exam at the end of the module.
Biosensors
The knowledge acquired by students is assessed through an oral exam at the end of the module.
Smart Materials
Entro la fine del modulo:
- gli studenti saranno in grado di condurre ricerche e analisi di fonti di attualità.
- gli studenti saranno in grado di progettare e caratterizzare strutture funzionali utilizzando materiali intelligenti sulla base dell'applicazione finale.
- gli studenti potranno presentare i risultati delle loro lezioni di laboratorio.
- gli studenti rafforzeranno le proprie capacità di presentazione e comunicazione.
Biosensors
Alla fine del modulo gli studenti saranno in grado di:
- effettuare un'analisi approfondita della letteratura dei biosensori
- comprendere il funzionamento delle principali classi di biosensori
- effettuare una progettazione preliminare di un biosensore per uno specifica analita target
- valutarne le prestazioni sulla base dei principali parametri di merito di un biosensor
- di presentare in una relazione scritta i risultati dell'attività progettuale svolta
Smart Materials
By the end of the module
- Students will be able to conduct research and analysis of topical sources.
- Students will be able to design and characterize functional structures using smart materials on the basis of the final application.
- Students will be able to present the results of their laboratory classes.
- Student will strength their presentation and communication skills.
Biosensors
By the end of the module students will be able to:
- conduct research and analysis of topical sources.
- understand the operation of the main classes of biosensors
- perform a preliminary design of bisoensors for a specific target analyte
- evaluate biosensor performance based on the main parameters of merit
- strength their presentation and communication skills.
Smart Materials
Una prova orale valuterà la conoscenza e la padronanza della materia da parte degli studenti.
Biosensors
Una prova orale valuterà la conoscenza e la padronanza della materia da parte degli studenti.
Smart Materials
Academic progress will be monitored and verified from the oral exam at each exam session.
Biosensors
Academic progress will be monitored and verified from the oral exam at each exam session.
Smart Materials
- Gli studenti acquisiranno e/o svilupperanno la consapevolezza di come i materiali intelligenti possano contribuire alle tecnologie consolidate ed emergenti.
- Gli studenti avranno l'opportunità di identificare nuove applicazioni intelligenti nella propria area di ricerca
- Gli studenti acquisiranno accuratezza e precisione nella raccolta e analisi dei dati sperimentali durante le lezioni di laboratorio.
Biosensors
- Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità di come i sensori possano contribuire a monitorare e migliorare principali problematiche ambientali e di salute.
- Lo studente potrà saper gestire responsabilità di conduzione di un progetto
- Lo studente acquisirà accuratezza e precisione nello svolgere attività di raccolta e analisi di dati circa la letteratura scientifica e attraverso le esperienze in laboratorio.
Smart Materials
- Students will acquire and/or develop an awareness of how smart materials can contribute to well-established and emerging technologies.
- Students will have opportunities to identify novel applications of smart in their own research area
- Students will acquire accuracy and precision when collecting and analysis and experimental data during laboratory classes.
Biosensors
- Students will acquire and/or develop an awareness of how biosensors can contribute to monitor and imprive environemtal and health issues.
- Students will have opportunities to learn how to lead a small project
- Students will acquire accuracy and precision when collecting and analysis of the scientific literatureand experimental data during laboratory classes.
Smart Materials
Il progresso accademico sarà monitorato e verificato tramite la prova orale in ogni sessione d'esame.
Biosensors
Il progresso accademico sarà monitorato attraverso:
- brevi relazioni concernenti gli argomenti trattati
-
la prova orale in ogni sessione d'esame.
Smart Materials
Academic progress will be monitored and verified from the oral exam at each exam session.
Biosensors
Academic progress will be monitored and verified through:
- brief relationship about biosensor topics
-
oral exam at each exam session
Smart Materials
Conoscenza dei concetti fondamentali di ingegneria, chimica, biologia e biotecnologia.
Lo studente è invitato a verificare l'esistenza di eventuali propedeuticità consultando il Regolamento del Corso di studi relativo al proprio anno di immatricolazione. Un esame sostenuto in violazione delle regole di propedeuticità è nullo (Regolamento didattico d’Ateneo, art. 24, comma 3)"
Biosensors
Conoscenza dei concetti fondamentali di ingegneria, fisica, chimica, biologia, e biotecnologia.
Lo studente è invitato a verificare l'esistenza di eventuali propedeuticità consultando il Regolamento del Corso di studi relativo al proprio anno di immatricolazione. Un esame sostenuto in violazione delle regole di propedeuticità è nullo (Regolamento didattico d’Ateneo, art. 24, comma 3)"
Smart Materials
Knowledge of fundamental concepts of engineering, chemistry, biology and biotechnology.
Students are invited to verify the existence of any prerequisites by consulting the Regulations of the Study Program relating to their year of enrolment. An exam taken in violation of the propaedeutic rules is void (University teaching regulations, art. 24, paragraph 3)"
Biosensors
Knowledge of fundamental concepts of engineering, physics, chemistry, biology and biotechnology.
Students are invited to verify the existence of any prerequisites by consulting the Regulations of the Study Program relating to their year of enrolment. An exam taken in violation of the propaedeutic rules is void (University teaching regulations, art. 24, paragraph 3)"
Smart Materials
Nessuno
Biosensors
Nessuno
Smart Materials
None
Biosensors
None
Smart Materials
Nessuno
Biosensors
Nessuno
Smart Materials
None
Biosensors
None
Smart Materials
- Utilizzando lezioni frontali, con supporti visivi come powerpoint/video
- Utilizzo dei personal computer degli studenti
- Utilizzando lezioni di laboratorio
- Condivisione e download di materiali didattici da repository dedicati
- Orario di ricevimento del docente per eventuali chiarimenti e lavori individuali con gli studenti.
- Altre comunicazioni tra docenti e studente (es. email)
Biosensors
- Utilizzando lezioni frontali, con supporti visivi come powerpoint/video
- Utilizzo dei personal computer degli studenti
- Utilizzando lezioni di laboratorio
- Condivisione e download del materiale didattico da repository dedicati
- Orario di ricevimento del docente per eventuali chiarimenti e lavori individuali con gli studenti.
- Altre comunicazioni tra docenti e studente (es. email)
Smart Materials
- Using lectures, with visual aids such as powerpoints/videos
- Using students’ personal computers
- Using laboratory classes
- Sharing and downloading teaching materials from dedicated repository
- Lecturer's office hours for any additional explanations and individual work with the students.
- Other communication between the lecturers and the student (e.g. emails)
Biosensors
- Using lectures, with visual aids such as powerpoints/videos
- Using students’ personal computers
- Using laboratory classes
- Sharing and downloading teaching materials from dedicated repository
- Lecturer's office hours for any additional explanations and individual work with the students.
- Other communication between the lecturers and the student (e.g. emails)
Smart Materials
- Smart Materials: concetti chiave
Questa parte si concentra sui concetti chiave dei materiali intelligenti. Inizialmente verranno introdotte le basi dei biomateriali, la loro classificazione e proprietà. Discuteremo la definizione di materiali intelligenti, eseguiremo una panoramica delle diverse classi di materiali con proprietà intelligenti e relativi metodi di fabbricazione.
- Caratterizzazione di materiali intelligenti
Questa parte introduce metodi di ricerca su macroscala che possono essere utili per la caratterizzazione di materiali intelligenti.
- Dalle proprietà alle applicazioni
Questa parte introduce le tendenze nelle applicazioni di diverse classi di materiali intelligenti. Verranno inoltre analizzati i principali approcci della stampa 2D e 3D e della biofabbricazione.
Biosensors
- Biosensori naturali e artificiali
Verranno inbtrodotti i concetti chiave dei biosensori facendo riferimento ai sensori naturali, p.e. del corpo umano, per passare poi a qualli artificiali, realizzati dall'uomo. Verranno quindi introdotti e discussi i principali paramentri di merito di un sensore.
- Architettura dei biosensori
Verranno introdotte e discusse le principali classi di biosensori con riferimento al principio di funzionamento, all'architettura e alle metodologia di realizzazione.
- Tipologie biosensori
Verranno inrodotte e discusse vari tipologie di biosensori, in termini di architettura, principio di funzionamento, parametrri di merito, techniche di lettura, applicazioni. In particolare verranno discusse le classi di biosensori enzimatiche e immunosensori, sia di tipo ottico che di tipo elettrochimico, e le classi dei sensori di gas e composti volatili.
Smart Materials
- Smart Materials: key concepts
This part focuses on the key concepts of smart materials. Initially the basis of biomaterials, their classification and properties will be introduced. We will discuss the definition of smart materials, perform an overview of different class of materials of materials with smart properties and related methods of fabrication.
- Characterization of smart materials
This part introduces macroscale research methods that can be useful for characterization of smart materials.
- From properties to applications
This part introduces trends in applications of different class of smart materials. The principal approaches of 2d and 3D printing and biofabrication will be moreover analysed.
Biosensors
Biosensors
- Natural vs. artificial biosensors
Key concepts of biosensors will be introduced with reference to natural, e.g., of human body, and articicial, man made, bisoensors. Main paramenters of merit of biosensors will be then introduced and discussed.
- Biosensor architectures
Main biosensor classes will introduced and discussed with reference to operation principle, arcitecture, and fabrication technology
- Biosensor typologies
Different biosensor typologies will be introduced and discussed, in terms of architectur, operation principle, parmenter of merit, redout techniques, and applications. Specifically, enzimatic biosensor and immunosensprs will be discussed, both with optical and electrochemical approaches, as well sensor for gas and VOCs.
Smart Materials
Leo, Donald J. Engineering analysis of smart material systems. John Wiley & Sons, 2007.
Biosensors
- Slides delle lezioni fornite dal docente
Marc J. Madou, S. Roy Morrison, Chemical Sensing with Solid State Devices. ACADEMIC PRESS, INC.
Smart Materials
Leo, Donald J. Engineering analysis of smart material systems. John Wiley & Sons, 2007.
Biosensors
- Slides of the lectures provided by the teacher
- Marc J. Madou, S. Roy Morrison, Chemical Sensing with Solid State Devices. ACADEMIC PRESS, INC.
Smart Materials
Non ci sono indicazioni per gli studenti non frequentanti
Biosensors
Non ci sono indicazioni per gli studenti non frequentanti
Smart Materials
There are no indications for non-attending students
Biosensors
There are no indications for non-attending students
Smart Materials
L'esame consiste in una prova orale.
La prova orale consiste in un colloquio tra il candidato ed i docenti. All'inizio della prova orale potrà essere richiesto al candidato di presentare criticamente un elaborato di attualità concordato preventivamente con il docente. Inoltre, al candidato potrà essere richiesto di risolvere anche problemi/esercitazioni scritte davanti ai docenti. Il candidato non supererà la prova se mostra un'incapacità di esprimersi in modo chiaro utilizzando la terminologia corretta, o se il candidato non risponde sufficientemente ad un certo tipo di domande riguardanti le parti fondamentali del corso o l'argomento della sua presentazione. Inoltre, la prova non avrà esito positivo se il candidato dimostra ripetutamente un'incapacità di relazionare e collegare parti delle lezioni con nozioni di base per rispondere correttamente ad una domanda.
Biosensors
L'esame consiste in una prova orale.
La prova orale consiste in un colloquio tra il candidato ed i docenti. All'inizio della prova orale potrà essere richiesto al candidato di presentare criticamente un elaborato di attualità concordato preventivamente con il docente. Inoltre, al candidato potrà essere richiesto di risolvere alcuni problemi/esercizi s ritti proposti dai docenti sugli argomenti del corso.
Il candidato non supererà la prova se mostra un'incapacità di esprimersi in modo chiaro utilizzando la terminologia corretta, o se il candidato non risponde in maniera ritenuta sufficiente alle domande/esercizi posti dai docenti e riguardanti le parti fondamentali del corso o l'argomento della sua presentazione. Inoltre, la prova non avrà esito positivo se il candidato dimostra ripetutamente un'incapacità di relazionare e collegare parti delle lezioni con nozioni di base per rispondere correttamente ad una domanda.
Smart Materials
The exam is made up one oral test.
The oral test consists of an interview between the candidate and the lecturers, or between the candidate and the lecturer’s collaborators. At the beginning of the oral test the candidate could be requested to critically present a topical research paper previously accorded with the lecturer. Moreover, the candidate could be requested also to solve written problems/exercise in front of the lecturers. The candidate will not pass the test if he/she shows an inability to express him/herself in a clear manner using the correct terminology, or if the candidate does not respond sufficiently to a certain type of questions regarding the most fundamental part of the course or the topic of his/her presentation. Moreover, the test will not have a positive outcome if the candidate repeatedly demonstrates an incapacity to relate and link parts of the class with notions and ideas that they must combine in order to correctly respond to a question.
Biosensors
The exam consists of an oral test.
The oral test consists of an interview between the candidate and the lecturers, or between the candidate and the lecturer’s collaborators. At the beginning of the oral test the candidate could be requested to critically present a topical research paper previously accorded with the lecturer. Moreover, the candidate could be requested also to solve written problems/exercises in the presence of the lecturers.
The candidate will not pass the test if he/she shows an inability to express him/herself in a clear manner using the correct terminology, or if the candidate does not respond sufficiently to lecturer questions regarding the most fundamental part of the course or the topic of his/her presentation. Moreover, the test will not have a positive outcome if the candidate repeatedly demonstrates an incapacity to relate and link parts
Smart Materials
Nessuno
Biosensors
Nessuno
Smart Materials
None
Biosensors
None
Smart Materials
Nessuno
Biosensors
Nessuno
Smart Materials
None
Biosensors
None
Smart Materials & Biosensors
Commissione d'esame: Presidente: Giuseppe Barillaro
Membri effettivi: Giovanni Vozzi, Aurora De Acutis
Presidente supplente: Giovanni Vozzi
Membri supplenti: Carmelo De Maria, Salvatore Surdo
Smart Materials & Biosensors
Examination committee:
President: Giuseppe Barillaro
Effective members: Giovanni Vozzi, Aurora De Acutis
Vice President: Giovanni Vozzi
Backup members: Carmelo De Maria, Salvatore Surdo