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Prototipazione Virtuale
Virtual Prototyping
Maura Mengoni

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 9
Ore 72
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
Conoscenza dei principi e fondamenti del Disegno sia esso a mano libera e al calcolatore e della progettazione di macchine e dei cicli di lavorazione.

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le conoscenze tecniche necessarie per saper utilizzare in maniera integrata gli strumenti di modellazione geometrica tridimensionale, di simulazione e di analisi, a supporto dei processi di progettazione/produzione. Tali conoscenze permetteranno allo studente di acquisire le competenze necessarie per l’utilizzo di sistemi CAD e di prototipazione virtuale per la riduzione dei tempi di sviluppo di prodotti e processi
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
Lo studente saprà utilizzare in maniera proficua gli strumenti di modellazione geometrica e di simulazione a supporto dei processi di progettazione/produzione. Tale capacità si estrinsecherà attraverso una serie di abilità professionalizzanti, quali: la capacità di realizzare prototipi virtuali tridimensionali; la capacità di saper utilizzare i prototipi virtuali per attività di analisi, verifica e validazione di progetto.
COMPETENZE TRASVERSALI:
L’esecuzione di un esercizio di progettazione, che verrà svolto in gruppi e che porterà alla realizzazione di uno o più prototipi virtuali, contribuirà a migliorare la capacità dello studente di esprimere e sostenere le proprie idee in un contesto tecnico e di presentare i risultati del proprio lavoro in modo facilmente comprensibile

Programma
Il corso si articola in lezioni frontali ed esercitazioni in aula e in laboratorio di Virtual Prototyping. Le lezioni frontali (42 ore) si propongono di fornire le conoscenze sui metodi e tecniche per la realizzazione del prototipo virtuale e il suo impiego nelle fasi di progettazione e validazione prodotto nonché sulle nuove tecnologie di interazione multimodali e multisensoriali con particolare attenzione agli aspetti di usabilità ed ergonomia fisica e cognitiva. In particolare gli argomenti del corso sono: tecniche di progettazione user-centered design e metodi di progettazione di prodotti industriali, sistemi avanzati di supporto alla rappresentazione del progetto, architetture ed ambienti di prototipazione virtuale, tecniche di rappresentazione e modellazione di solidi e superfici, tipi di modelli virtuali e tecniche di costruzione orientate alla progettazione di prodotto, tecnologie ed applicazioni di Realtà Virtuale ed Aumentata, metodi di interazione con il prototipo virtuale, Virtual Humans e tecniche di tracciamento, concetti di base di interazione utente-sistema e nuovi paradigmi di interazione (interazione multimodale, multisensoriale, tecnologie desktop e sistemi immersivi), tecniche di Reverse Engineering. Le esericitazioni (30 ore) saranno riportatite in circa 24 ore di esercitazioni con un sistema avanzato CAD-based per la realizzazione dei prototipi virtuali dove gli studenti potranno apprendere i principali metodi di modellazione di solidi e superfici, di realizzazione di manichini virtuali e di tecniche di real time rendering. Le restanti 6 ore vengono utilizzate supportare lo studente nello sviluppo di un progetto di un prodotto industriale con particolari caratteristiche funzionali, tecnologiche, estetiche ed ergonomiche.

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione avviene tramite una prova scritta (progettuale) e una orale. La prova scritta si articola in tre parziali che saranno svolti durante il corso e una prova finale al suo termine. L'apprendimento viene valutato attraverso la verifica dei risultati intermedi conseguiti (parziali) durante le esercitazioni in aula sul tema progettuale assegnato, della qualità dei risultati progettuali ottenuti ed infine della padronanza dei metodi e strumenti appresi. La prova finale riguarda la presentazione del progetto del prodotto assegnato. Nella prova orale allo studente si chiede di esporre i principali concetti e le basi teoriche della Prototipazione Virtuale, della Progettazione Industriale e dei diversi argomenti esposti durante le lezioni frontali, rispondendo a quesiti specifici oppure discutendo degli elaborati grafici presentati.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Nelle prove di esame scritte (parziali e prova finale progettuale) lo studente deve dimostrare di avere - capacità di raccogliere dati di mercato ed esigenze dei consumatori per ottenere una lista dei requisiti e compilare una casa della qualità per effettuare benchmarking; - capacità di riflessione su temi anche sociali ed etici per realizzare un prodotto inclusivo per utenti che abbiano abilità limitate da un punto di vista fisico e/o cognitivo; - possesso di competenze adeguate per risolvere problemi tecnici e trovare soluzioni innovative che rispettino i criteri di embodiment design; - capacità di comunicare il progetto attraverso l'uso di adeguati metodi di rappresentazione (prototipi virtuali, diagrammi e schemi funzionali, tavole, schede tecniche); - capacità di integrare conoscenze ed elaborare idee originali e soluzioni innovative; - autonomia nello sviluppo del progetto adottando gli strumenti forniti durante il corso; - capacità di lavorare in gruppo. Nella prova orale, lo studente deve dimostrare di possedere conoscenza e capacità di comprensione dei principali argomenti del corso; capacità di analisi e di sintesi; - capacità di applicare le conoscenze acquisite in specifici ambiti; abilità di comunicare in modo chiaro le proprie conoscenze e di integrarle in modo da mettere in relazione i diversi argomenti trattati

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La misurazione dell'apprendimento avviene attraverso l'attribuzione di un punteggio a diversi indicatori (criteri) di valutazione delle prove intermedie, della prova grafica finale e della prova orale in modo da raggiungere il voto massimo di 30/30 e lode. I criteri di valutazione di tutte le prove vengono esposti all'inzio del corso. Per quanto riguarda le prove di progetto (intermedie e finale) i criteri riguardano: il grado di innovazione proposta, il livello di completezza e qualità del progetto, la correttezza degli elaborati presentati, la multifunzionalità del prodotto concepito e il grado di ergonomia/usabilità raggiunto. Per quanto riguarda la prova orale i criteri di misurazione riguardano il grado di approfondimento dei contenuti del corso, la padronanza dei principali metodi e strumenti esposti durante le lezioni frontali ed infine la capacità di creare collegamenti trasversali tra i vari temi del corso.

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
La votazione massima, pati a trenta punti con lode, è assegnata agli studenti che dimostrino, nelle diverse prove d'esame, piena autonomia nell'impostare e risoolvere i problemi progettuali e completa padronanza delle metodologie e strumenti insegnati. La votazione minima pari a diciotto, è assegnata agli studenti che dimostrino di possedere sufficienti conoscenze delle metodologie e strumenti di prototipazione virtuale e di averle sapute applicare per realizzare un più semplice progetto.

Testi consigliati
Burdea G.G. and Coiffet P., 2003, "Virtual Reality Technology", Wiley-Interscience Pahl G., Beiz W., Wallace K., Blessing L.T.M. and Bauert F., 1995, "Engineering Design: A systematic Approach", Springer Wilson C., 2011, "Handbook of User-Centered Design Methods", Morgan Kaufmann Goldman R., 2009, "An integrated Introduction to Computer Graphics and Geometric Modeling", CRC Press. Ulrich K.T., Eppinger S.D., Filippini R., 2007, “Progettazione e Sviluppo Prodotto”, Mc Graw-Hill. Grau O., 2004, "Virtual Art: from Illusion to Immersion", Leonardo Book Series, The MIT Press Ohta Y., Tamura H., 2014, "Mixed Reality: merginig real and virtual words", Springer De Fusco R., 2014, "Made in Italy: storia del design italiano", Altralinea Edizioni Dardi G., Bigatti D., 2014, "Storia dell'impresa e storia del design. Prove di dialogo.", Archetipo libri

Corsi di laurea

• Ingegneria Meccanica (Corso di Laurea Magistrale (DM 270/04))