COMPLEX ADAPTIVE SYSTEMS AND BIOROBOTICS
Modulo COMPLEX ADAPTIVE SYSTEMS

Anno accademico 2024/2025 - Docente: MATTIA FRASCA

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

Conoscere i principali metodi di analisi e di controllo di un sistema complesso adattativo

Conoscenze applicate e capacità di comprensione

Saper integrare un sistema non lineare sia isolato che accoppiato, saper calcolare il diagramma di biforcazione, saper analizzare semplici circuiti e sistemi non lineari con capacità adattative

Autonomia di giudizio

Saper decidere quali tecniche di analisi applicare a un sistema dinamico complesso

Abilità comunicative

Conoscere e saper usare i termini tecnici relativi ai sistemi non lineari e ai sistemi complessi. Saper esporre i principali problemi riguardanti tali sistemi in ambiti di ricerca e professionali

Capacità di apprendere 

Applicare le conoscenze di base sui sistemi complessi per affrontare lo studio approfondito di argomenti ad essi collegati ma non trattati esplicitamente nel corso

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali e esercitazioni

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

The knowledge of the main system theory topics and automatic control techniques is required. Basics of electronic circuit theory suitably helps the students.

Frequenza lezioni

Frequency is not strictly needed, but highly recommended.

Contenuti del corso

Fundamentals of nonlinear dynamical systems. Design of adaptive circuits based on nonlinear devices.

1) Fundamentals of nonlinear dynamical systems: continuous-time systems

2) Theory of elementary bifurcations for continuous-time systems

3) Discrete-time dynamical systems: logistic map and bifurcations

4) Equilibrium points, limit cycles, strange attractors

5) Oscillations in second-order nonlinear circuits

6) Chaotic systems

7) Distributed systems, Cellular Neural Networks and reaction-diffusion systems

8) Design of nonlinear systems

9) Complex networks: analysis and control

Testi di riferimento

1. S. H. Strogatz, Nonlinear dynamics and chaos, Westview Press; 2nd edition (July 29, 2014)

2. A. Buscarino, L. Fortuna, M. Frasca, Essentials of Nonlinear Circuit Dynamics with MATLAB® and Laboratory Experiments, CRC Press, 2017

3. V. Latora, V. Nicosia, G. Russo, Complex Networks: Principles, Methods and Applications, Cambridge University Press, 2017

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Fundamentals of nonlinear dynamical systems: continuous-time systems1-2
2Theory of elementary bifurcations for continuous-time systems1-2
3Discrete-time dynamical systems: logistic map and bifurcations1-2
4Equilibrium points, limit cycles, strange attractors1-2
5Oscillations in second-order nonlinear circuits2
6Chaotic systems1-2
7Distributed systems, Cellular Neural Networks and reaction-diffusion systems2
8Design of nonlinear systems2
9Complex networks: analysis and control2-3

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale e tesina facoltativa/Oral examination and optional course project

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

Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

All topics of the course may be discussed in the examination

Il docente è disponibile anche a incontri di ricevimento in modalità telematica, previo appuntamento/The teacher is also available for online discussion. In this case please send an email to fix an appointment

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