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Obiettivo

L'obiettivo del Progetto PRIN è raccogliere competenze fortemente interdisciplinari e definire metodi e strumenti per modellizzare il comportamento naturale e artificiale. Le principali domande su cui si basa questo progetto sono: quali tipi di processo sono incorporati nelle dinamiche biologiche interne del comportamento? Come è possibile caratterizzare e rappresentare tali dinamiche? Quali sono gli strumenti per simularle? Il progetto si basa sull'idea che dai processi di organogenesi del sistema nervoso centrale ai processi cognitivi superiori, le componenti architetturali che gestiscono tali funzioni si articolino in strutture (patterns), a differenti livelli di scala, che tali modelli strutturali siano emergenti e auto-organizzanti, anche se le componenti materiali dell'architettura di un determinato processo possono essere diverse. Si intendono per strutture emergenti quelle proprietà di un sistema che nel tempo creano strutture dinamicamente complesse, che si traducono in comportamenti. In particolare, si pensa di creare un nuovo paradigma per la comprensione dei processi cognitivi naturali e artificiali, attraverso il quale studiare come le parti di un sistema, a qualsiasi livello di descrizione ci si trovi, dal neurone al comportamento, generino le variabili essenziali che caratterizzano le strutture che sostengono il processo in oggetto.
Apprendimento profondo, processi di categorizzazione in attività di costruzione, processi di riconoscimento e memorizzazione di stimoli uditivi, processi di crescita neurale, dall'aggregazione fra neuroni, all'aggregazione di macro-aree cerebrali durante l'organogenesi sono i fenomeni dinamici indagati. Si cercherà di rappresentare tali dinamiche con l'ausilio dei modelli matematici. E soprattutto si realizzeranno strumenti per la simulazione che riproducano, in contesti artificiali, i processi biologici. Questo al fine di creare un circolo virtuoso fra comprensione del fenomeno biologico attraverso la simulazione, allargamento della comprensione grazie alla potenza che la rappresentazione artificiale dei processi biologici ci offre e alle tecniche di modellizzazione attualmente disponibili, uso di tale modello per la creazione di macchine artificiali.
Il progetto si articola in 5 fasi. Nella prima fase, si metteranno a punto i principali metodi matematici, da utilizzare nei successivi processi di modellizzazione. Nella seconda fase si metteranno a punto gli esperimenti, le osservazioni sperimentali sui processi cognitivi e sui processi di crescita neurale. Nella terza e quarta si raccoglieranno i dati e si procederà alla loro analisi. Nella quinta fase si comunicheranno i risultati.
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