La matematica deve entrare nelle aziende

La matematica può essere utile alle aziende?

In questo blog si parla spesso di matematica applicata, di utilizzo di procedure e metodi della matematica per la risoluzione di problemi, è un po' l'obiettivo del progetto di alternanza scuola-lavoro che raccontiamo.

Il logo dello Sportello matematico per l'industria

Un contributo utile alla discussione è questa intervista a Roberto Natalini, direttore dell'Istituto per le Applicazioni del Calcolo (CNR-IAC) riportata da TriWu - la web tv per l'innovazione - nell'ambito della quarta puntata di Cafè TriWu. Presenta lo sportello matematico per l'industria attivato dall'istituto a sostegno delle aziende italiane (e non solo).
L'intervista (il pezzetto della puntata che ci riguarda) si può vedere qui: www.triwu.it/matematica-nelle-aziende/ mentre l'intera puntata di Café TriWu a cui facciamo riferimento è visibile qui: vimeo.com/211391305.
La presentazione dello Sportello matematico per l'industria italiana così come disponibile su YouTube è invece mostrata qui di seguito, mi piace in particolare la citazione di Ian Stewart che suggerisce di inserire la dicitura MathInside su ogni prodotto che usi la matematica. Ulteriori informazioni sul sito dedicato allo Sportello matematico per l'industria.

Per riflettere sulla didattica della matematica

Tre interventi, due di Rosetta Zan, dipartimento di Matematica, Università di Pisa, e uno di Douglas Corey, docente di matematica presso la Brigham Young University, Provo, Utah, per riflettere sull'insegnamento della matematica:

• Ma a cosa mi serve la matematica? di Douglas Corey. Un professore americano risponde alla domanda che tutti i professori di matematica si sentono fare ogni anno (e non solo quelli di matematica): www.ilpost.it/2014/12/03/utilita-matematica/
• I danni del bravo insegnante di Rosetta Zan: matematica-old.unibocconi.it/interventi/danni.htm.
• Un bravo prof di matematica insegna a risolvere i problemi. E a sbagliare. Chiacchierata con Rosetta Zan di Nicola Di Turi. La matematica è una palestra che rende i ragazzi più forti. L’errore non è un fallimento ma il percorso necessario per arrivare alla soluzione: www.corriere.it/scuola/primaria/15_settembre_12/matematica-convegno-siena-rosetta-zan-problemi-errori-prof-sbagliare-f332e900-5932-11e5-bbb0-00ab110201c3.shtml

Deep Learning

Dalle reti neurali artificiali alla vera intelligenza artificiale

Riccardo Zecchina - Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT) - Politecnico di Torino

Riccardo Zecchina è ordinario di Fisica teorica al Politecnico di Torino e responsabile dell’unità di Inferenza statistica e Biologia computazionale alla Human Genetics Foundation (HuGeF, Torino). Tra i suoi interessi di ricerca possiamo elencare la fisica statistica, neuroscienze computazionali e biologia computazionale, algoritmi distribuiti per l’ottimizzazione e l’inferenza statistica.

La slide in cui Zecchina mette a confronto il metodo scientifico di Galilei
e il processo per la conoscenza scientifica nel prossimo futuro

L'occasione di ascoltare il professor Zecchina l'abbiamo avuta anzi, l'abbiamo cercata costruendo la visita di istruzione in modo che ci trovassimo a Torino il nove di marzo (2017) in occasione del suo intervento a Giovedìscienza dal titolo Dalle reti neurali alla vera intelligenza artificiale.

La parte per noi interessante della conferenza è stato il paragone tra il metodo scientifico così come lo definì Galilei e la nuova struttura della conoscenza scientifica che si va delineando grazie (o a causa) della grande abbondanza di dati sperimentali, abbondanza che richiede ormai nuove tecniche per la costruzione di un modello di analisi del fenomeno studiato.
Proprio la costruzione del modello è il cardine dell'attività di alternanza scuola-lavoro della classe e il centro di gravità del progetto (vedi Progetto per un laboratorio di matematica in questo stesso blog.

L'intervento del professor Zecchina, davvero interessante e facilmente comprensibile anche a un pubblico non specializzato, è disponibile qui di seguito. La parte che ci interessa direttamente è discussa circa sette minuti dopo l'inizio.

Potete sperimentare un simulatore di reti neurali artificiali che mostra come avviene l'apprendimento delle reti all'indirizzo: playground.tensorflow.org.

Gravitational Waves and Coalescing Black Holes

La locandina dell'evento

Mercoledì 15 gennaio abbiamo partecipato alla lettura che il professor Thibault Damour ha tenuto presso l'Istituto per le Applicazioni del Calcolo (CNR-IAC) a Roma su Onde Gravitazionali e coalescenza di buchi neri. Seguendo questo collegamento potete leggere l'abstract della conferenza.
L'invito a partecipare è arrivato grazie all'interessamento di Donato Bini dell'IAC, uno dei tutor esterni dell'attività di alternanza scuola-lavoro, che ha proposto a uno dei gruppi di lavoro proprio un problema legato all'analisi delle onde gravitazionali emesse durante la coalescenza di due buchi neri. Si riferisce al fenomeno osservato dai due osservatori statunitensi LIGO e annunciati su Physical Review Letters del 12 febbraio del 2016 https://physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102.

Il professor Damour ha parlato in inglese ma gli studenti sono riusciti a seguire abbastanza bene il filo del discorso superando le difficoltà dovute alla lingua ma soprattutto all'argomento. Il professore ci ha un po' aiutato spesso proponendo una spiegazione intuitiva del processo o del particolare passaggio prima della spiegazione più dettagliata e formale.
Dobbiamo anche ringraziare Donato Bini che ci ha aiutato intervenendo a scuola sabato (11 febbraio scorso) per presentare a grandi linee il problema, il modello proposto da Damour e Buonanno - Effective One Body Model, e le motivazioni che hanno portato alla costruzione di questo modello.

Devo dire che, malgrado fossi abbastanza perplesso, almeno inizialmente, la mattinata è stata positiva. Gli studenti hanno seguito con interesse sforzandosi di capire e i passaggi più complessi sono stati affrontati successivamente al ritorno in classe cercando, per quanto possibile, di rispondere alle domande e ai dubbi dei ragazzi.
Sicuramente hanno avuto la possibilità di assaggiare il sapore di una conferenza di questo livello!

Qui di seguito l'intervento del professor Thibault Damour a Giovedìscienza il 16 febbraio 2017 a Torino: L'enigma della gravità. Un percorso tra universi possibili e ricerche teoriche.

Un secondo video-tutorial per xMaxima

Un tutorial per scoprire come determinare una funzione approssimante di tipo polinomiale usando l'applicazione CAS (Computer Algebra System) xMaxima, fa seguito al primo tutorial sull'approssimazione lineare. Un tutorial questa volta davvero utile: l'approsimazione per mezzo di polinomi di una serie di dati sperimentali è il fulcro di molti dei laboratori/fascicoli del progetto Research in Action e le operazioni connesse spesso impossibili da svolgere con carta, penna e calcolatrice per cui è essenziale l'uso di un software come xMaxima.

Il polinomio approssimante è calcolato usando il metodo classico (in cui si impone il passaggio del polinomio per un certo numero di punti) descritto nel Toolbox.

Il tutorial illustra l'uso della funzione sum, già vista nel precedente tutorial, ma questa volta usata digitando direttamente l'istruzione da tastiera. Mostra anche un uso interessante delle variabili, usate per memorizzare non tanto valori quanto liste e istruzioni e, collegato a questo uso, spiega l'utilizzo dell'istruzione subst che serve per sostituire elementi in una espressione.

Il file di xMaxima con questo esempio si può scaricare dalla pagina Download o direttamente seguendo questo collegamento.

Video-tutorial per xMaxima n.1

Approssimazione di dati lineari

Disponibile un primo video-tutorial per l'applicazione xMaxima, l'applicazione CAS (Computer Algebra System) usata nei laboratori/fascicoli del progetto Research in Action.

Il tutorial guida alla costruzione di un modello per una serie di dati lineari, in altre parole spiega come determinare l'equazione della retta che approssima al meglio i dati usando il metodo del coefficiente angolare medio, uno dei metodi descritti nel Toolbox. La flessibilità e la potenza di xMaxima fa si che questo calcolo si possa eseguire con pochissime istruzioni, in particolare si spiega come usare la funzione sum che sarà spesso usata in tutti i laboratori.
Il video-tutorial fa riferimento al secondo esempio di approssimazione di dati lineari citato nella pagina Download di questo stesso blog, il corrispondente file in GeoGebra può essere scaricato seguendo questo collegamento.

La Ludoteca di Natale

C’è stata la possibilità di giocare a Latina nelle ultime vacanze natalizie (Natale 2016), infatti la Lu(ri)doteca, il liceo scientifico G.B. Grassi di Latina, l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie (CNR-IFN) di Roma, con il patrocinio del comune di Latina, hanno organizzato due serate di gioco nei locali della ex-STEP, in via Armando Diaz, proprio di fronte la libreria La Feltrinelli. Una ludoteca natalizia aperta a tutti per provare alcuni tra i migliori giochi da tavolo: Coloni di Catan, Rush&Bash, Carcassonne, Stone Age, …

I ragazzi della 4°E del liceo scientifico G.B. Grassi, coadiuvati da Fabio Chiarello (ideatore e organizzatore del concorso Fotonica in gioco) hanno guidato i partecipanti al gioco con il duplice scopo del divertimento e dell’esperienza di scienza attraverso Quantum Race, Pandemia, Lampo di Genio, Alta tensione, … rinnovando l’esperienza già fatta con la Ludoteca della scienza la Notte europea dei ricercatori la presso l’Area di ricerca di Tor Vergata a Roma.

Radio Luna ha intervistato Fabio Chiarello e Gualtiero Grassucci a proposito della Ludoteca di Natale. Le due brevi interviste sono state programmate all’interno della trasmissione Qui Latina di Francesca Balestrieri e mandate in onda il 29 e il 30 dicembre. Qui potete trovare l’articolo sul sito di Radio Luna – http://www.radioluna.it/news/…/successo-per-natale-in-gioco-allex-step-di-via-diaz-a-latina/ – con gli audio delle due chiacchierate.

L’esperienza si è conclusa, la prima a Latina, dopo due intense serate di gioco e divertimento. Ed è stato senza dubbio un successo. La seconda giornata, martedì 3 gennaio, anche meglio della prima. Nelle ore centrali del pomeriggio le sale della ex-Step si sono riempite di spettatori ma soprattutto di giocatori tanto da far sentire la mancanza di sedie. E questa volta davvero i giochi sono stati usati e riusati e usati ancora. I visi sorridenti o concentrati di ragazzi e adulti impegnati in una partita sono la prova evidente di quanto siano stati divertenti e vissuti questi due pomeriggi natalizi.

Ringraziamo l’assessore Felice Costanti e il comune di Latina che ci hanno dato la possibilità di vivere queste due belle giornate. Così come dobbiamo ringraziare Fabio Chiarello e i ragazzi delle scuole di Latina partecipanti al concorso Fotonica in gioco - http://www.fotonicaingioco.ir - e gli studenti della 4°E del liceo Grassi di Latina - http://www.liceograssilatina.org - che hanno animato la ludoteca!

Seguendo questo collegamento potete leggere un articolo-intervista a Fabio Chiarello e Gualtiero Grassucci mentre qui potete leggere i ringraziamenti del comune di Latina alla scuola.

L'ingresso dei locali della ex-Step a Latina, dove è stata organizzata la ludoteca di Natale

Alcuni ragazzi del liceo Grassi che hanno animato la ludoteca

La ludoteca in pieno svolgimento