ARGOMENTI DI TESI DISPONIBILI (triennali e/o quinquennali)

ATTENZIONE: le mie tesi hanno una durata minima di 5 mesi e durata non fissata (terminano quando gli obiettivi sono raggiunti)

• Strumenti di supporto alla dislessia
  • DSA e programmazione I ragazzi con DSA si trovano facilitati nel programmare o no?

• Generazione automatica di esercizi Python
  • Sistematizzazione degli esercizi già svolti (6 anni * 10 esami * 6 esercizi) in modo che ogni esercizio abbia:
    • testo, prototipo, unit-tests, soluzioni, discussione dell'analisi, versione inglese
  • per realizzare questa parte si possono usare anche strumenti generativi (Chatgpt e simili)
  • oppure parsing dei file esistenti ed estrazione delle parti per costruire il "package" di ciascun esercizio
  • script di costruzione automatica di un gruppo di esercizi con certi vincoli globali: argomenti, difficoltà minima, punteggio massimo, difficoltà minima per raggiungere 18

• Correzione automatica di esercizi Python e generazione automatica di spiegazioni degli errori
  • Raccolta di esercizi Python con correzione automatica e studio dei tipi di errori fatti negli esercizi consegnati in sede d'esame
    • Correzione automatica per confronto con implementazione di riferimento
    • per definire i controlli e generare i test useremo le librerie icontract e hypothesis
  • Altri argomenti disponibili:
    • Eserciziario con suggerimenti di analisi dei problemi a livello crescente di dettaglio (un po' come i suggerimenti nei giochi di avventure, che non devono spoilerare troppo)
      • si parte dagli esercizi d'esame già raccolti (una 80ina) più eventuali altri esercizi degli esami successivi
      • per lo stesso problema si realizzano implementazioni che seguono stili diversi di realizzazione (procedurale, funzionale, oop, dichiarativo ....)
      • per ciascuno stile di realizzazione si costruisce una sequenza di suggerimenti che vanno da un livello molto vago per non spoilerare l'analisi del problema, al livello di dettaglio più preciso
      • il tutto viene gestito tramite strutture JSON che rappresentano dichiarativamente i suggerimenti e i loro legami
    • Diagnosi degli errori tramite modifica automatica (fuzzying?) del codice di riferimento e confronto dei risultati
    • Concolic testing e generazione automatica di casi di test
      • con l'uso di sistemi di elaborazione simbolica del codice, è possibile trovare automaticamente dei casi di test che evidenziano errori o il discostamento da una implementazione di riferimento.

• Game based learning (contattate direttamente il prof. Temperini di Ingegneria togliendo NOSPAM marte@diagNOSPAM.uniroma1.it)
  • realizzazione di giochi didattici in Unity o HTML5

• Origami e 3D (solo non compilativa)
  • simulazione di un foglio di carta in 3D e dei suoi movimenti usando Constraint Programming

Tesi completate

• Correzione automatica di esercizi di Architetture degli elaboratori e generazione automatica di spiegazioni degli errori
  • esercizi su cache
  • esercizi su pipeline
  • esercizi di CPU con CU rotta
  • esercizi in cui si modifica la CPU per aggiungere nuove istruzioni o nuovi componenti hardware (FW in fase MEM o altro) (disponibile)
  • costruzione di plugin per il simulatore MARS per "rompere" la CPU (disponibile)
• Visualizzazione del codice e della sua esecuzione
  • Collaborazione per la realizzazione della mostra del codice http://codexpo.org
    • realizzando visualizzazioni multimediali innovative della esecuzione del codice
    • realizzando visualizzazioni fisiche del codice (p.es. un mobile che mostra la ricorsione)
• Generazione di reti di studenti virtuali per apprendere un modello di rete bayesiana del peer-assessment (completata)
  • Con un collega stiamo sviluppando un generatore di peer-assessment, dai comportamenti virtuali degli studenti simulati possiamo apprendere i parametri di una rete bayesiana che modella gli studenti
  • la tesi deve:
    • migrare a Python3 + la più recente versione di Bayesnet il mio codice Openanswer di modellazione bayesiana della classe
    • generare migliaia di classi virtuali con parametri e comportamenti diversi
    • apprendere i parametri della rete bayesiana dai dati generati
    • applicare il modello ottenuto ad altri dati generati per calcolare la precision e recall del modello

• Strumenti di supporto alla dislessia
  • è stata svolta una tesi in cui si visualizzano (un player) degli esercizi di traduzione di Latino (e in futuro altri linguaggi) con particolari accorgimenti per aiutare i ragazzi dislessici. La visualizzazione dei diversi tipi di esercizi si basa su una struttura dati che contiene tutte le meta-informazioni relative all'esercizio, ovvero, casi, generi, declinazioni, coniugazioni, significati numero eccetera.
  • Altre possibili nuove tesi su questo filone potrebbero essere dedicate a:
    • (completata) realizzare esercizi di Latino più avanzati e con nuove visualizzazioni
    • (completata) realizzazione di un editor di esercizi che permette di costruire facilmente la struttura dati necessaria al Player.
    • (completata) realizzare un server per permettere al docente di far svolgere alla classe esercizi con livello di difficoltà/aiuto personalizzato per ciascuno studente
    • generalizzare il player per un altro linguaggio (greco, inglese, francese)

• Simulazione di Origami: tesi di rassegna delle pubblicazioni e dei sistemi di simulazione che potrebbero essere usati per la simulazione di un foglio di carta piegato, e quindi per la piegatura "virtuale" di origami (ad esempio usando il simulatore fisico ODE)
• Robotica
  • Robotica con Lego Mindstorms EV3
    • navigazione landmark-based in ambiente semplificato (foglietti colorati incollati per terra) ed in ambiente reale con fotografie omnivision
    • navigazione e mapping con telecamera (vSLAM)
  • costruzione e movimento di un braccio robotico con manipolazione di oggetti semplici e loro riconoscimento con telecamera
    • usando la libreria OpenCV per riconoscere gli oggetti e realizzando un planner del movimento
    • la gestione della cinematica inversa può essere affrontata usando le mappe autoorganizzanti di Kohonen
• Strumenti di supporto alla dislessia
  • riconoscimento automatico degli errori di lettura tramite speech recognition su testi fissi
• Realizzazione di una applicazione di aiuto alla trascrizione di manoscritti
  • in collaborazione con l'università di Friburgo
  • la scansione del manoscritto viene visualizzata
  • usando la libreria OpenCV o altre librerie di riconoscimento di immagini vengono cercati pezzi di immagini simili (le lettere)
  • con il supporto di un vocabolario vengono proposte possibili interpretazioni delle parole presenti
  • il trascrittore supervisiona le proposte e aiuta il sistema segnalandogli lettere e parole che ha riconosciuto e che possono essere usate per far apprendere al sistema nuovi simboli da cercare e riconoscere

• Musica
  • Realizzazione di una app Android che riconosce le note suonate da un musicista e reagisce in modo divertente (assegnata)
    • obiettivo: rendere divertente lo studio di esercizi musicali

• Dislessia
  • raccolta dati e loro analisi per la definizione di un indice di leggibilità specifico per i dislessici (italiani) (assegnata)
    • in collaborazione con la prof. Roberta Penge

• Peer assessment
  • modellazione bayesiana della correzione tra pari (assegnata)
    • basandosi sulla libreria SMILE che è possibile programmare in Python

• Supporto alla didattica
  1. analisi Bayesiana della correzione cooperativa di domande a risposta aperta e supporto alla correzione
  2. Realizzazione di un sistema per questionari a risposta aperta
  3. Generazione automatica di esercizi di Programmazione
• Robotica
  • (Evorobot è un programma di Stefano Nolfi per l'evoluzione di robot intelligenti)
  • Simulatore di NXT estensione di un semplice simulatore per
    • renderlo più preciso/veloce
    • permettere il controllo di robot reali
    • (forse) visualizzazione 3D e/o simulazione corretta della fisica usando ODF

• • Evoluzione della capacità di colpire un bersaglio lanciando proiettili di peso variabile (assegnata)
    • usando una libreria per la simulazione di fisica (ODE o altro) ed una libreria per la simulazione di reti neurali ed eventualmente una libreria per gestire algoritmi genetici
    • obiettivo far evolvere la definizione della rete neurale di controllo (inizialmente i soli pesi) di un braccio simulato che lancia pesi diversi verso un bersaglio, premiando gli esemplari che colpiscono più vicino al bersaglio. Tra gli input della rete non è presente il peso del proiettile ma solo variabili propriocettive (p.es. posizione e velocità del braccio o forza impiegata) e posizione del bersaglio (inizialmente in 2D, poi in 3D)
    • estensione: colpire un oggetto in movimento

• drPython (Qualità e leggibilità del codice Python) (completata)
  • Per il corso di Fondamenti di Programmazione vorrei cercare di costruire un analizzatore della qualità del codice Python, raccogliendo tutta una serie di feature analizzando il codice:
    • uso di notazione funzionale (map, lambda functions)
    • uso di argomenti con valori di default mutabili
    • annotazione di tipi e correttezza statica del programma
    • intricatezza del codice
    • uso di identificatori facili da capire sia per le variabili che per le funzioni
    • uso di ricorsione
    • uso di eccezioni
    • docstring per funzioni/metodi e file
    • commenti nel codice
    • corrispondenza tra una descrizione testuale dell'algoritmo e: 1) le specifiche dell'esercizio 2) l'implementazione
    • .... e molte altre La tesi deve per prima cosa individuare quali librerie già permettono di estrarre le feature e poi implementare quello che manca. Una volta estratte le feature vorrei analizzare il corpus di esercizi realizzati in questi anni dagli studenti e imparare quali programmi sono più leggibili e quindi quali feature sono più importanti
  • Altro argomento: sito web per la libreria drPython con log delle informazioni ricavate (completata)

• Daniele Pensiero: Informatizzazione della raccolta dati per la definizione di un indice di leggibilità specifico per i dislessici (italiani)* (voto 110 e lode)
• Stefano Ciavarella: Trasformazione e layout di testi per la fruizione facilitata per persone affette da Dislessia
• Fabio Ticconi: Realizzazione ed evoluzione di un sistema di Visione Attiva
• Matteo Pallocca: Evoluzione di formiche su Evorobot
• Enzo Simone: Parallelizzazione di Evorobot su GPU
• Marco Cortina: Parallelizzazione di Evorobot su BOINC
• Leonardo Parisi: Realizzazione di un sistema a 3DOF per il controllo e la produzione di filmati time-lapse
• Yuri Campilii: Soluzione di puzzle logici (ad esempio il Kakuro) con GNU-Prolog e il sistema di puzzles di Simon Tatham (triennale - voto 102)
• Giuseppe Morlino: Esperimenti di Robotica Evoluzionistica (v.o. - voto 110 e lode)
• Emanuele Cimò: Realizzazione di un robot equilibrista controllato da Wiimote (triennale - voto 105)
• Giovanni Colombi: Esperimenti di Robotica Evoluzionistica con omnicam e e-puck (triennale - voto 106)
• Elio Chiapperini: Esperimenti di Robotica Evoluzionistica con comunicazione IR e e-puck (triennale - voto 101)
• Alessandro Leopardi: Realizzazione di interfaccia hardware tra telecamera e Lego Mindstorm NXT (v.o.)
• Maurizio Mariani: Estensione di sistema per la costruzione di corsi personalizzati per permettere la specifica dei prerequisiti e postrequisiti delle componenti didattiche sotto forma di Learning Objectives (triennale - voto 107)
• Vito Modena: Ottimizzazione del sistema e-learning ADA (applicazione php/mysql) (triennale - voto 110)
• Valentina Buffone: "Simulatore di NXT" estensione di un semplice simulatore per il NXT (triennale - voto 102)
• Francesco Fontana: Realizzazione di librerie Java ME per interazione con telecamera bluetooth e Lego Mindstorm NXT (triennale)
• Simone Marinelli: "Sistema di Analisi della leggibilità del software in C e Java" (triennale - voto 106)
• Massimo Pezzulli: "Esperienze di robotica behaviourale, gerarchica e ibrida" (v.o. - voto 104)
• Giacomo Piperno: implementazione di un Lego Segway con Lego Mindstorms (triennale - voto 110 e lode)
• Marzia Mastrogiacomo: "Trasformazione Sintattica del Codice: Ottimizzazione del Content-manager Twiki" (v.o. - voto 106)
• Stefano Malagigi: Wiki Radio: una streaming radio che legge le notizie dal web e genera la voce con Festival (triennale - voto 110 e lode)
• Pietro Longo: Correzione automatica di esercizi di programmazione (v.o. - voto 110 e lode)
• Albino Aiello: Correzione automatica di esercizi di Architetture 1 (triennale - voto 101)
• Maurizio Di Pietro: Simulazione di Origami in Java 3D (triennale)
• Luca Giuliani: Un editor di esercizi per didattica a distanza (v.o.)

Il software sviluppato in alcune delle tesi è disponibile .