Progetto e realizzazione di un corso interdisciplinare di fisiologia e bioingegneria cardiovascolare realizzato con tecnologie multimediali

 6
line attraverso software dedicati a questo fine e ho dovuto occuparmi degli aspetti 
dell'elaborazione delle immagini e dei filmati che nel corso on-line sono stati inseriti. Da 
ultimo ho realizzato in collaborazione con il l'ing. Stefano Chini del METID una demo di 
software di autovalutazione. 
Vorrei fare dei sentiti ringraziamenti ai miei Relatori Proff. Sergio Cerutti e Massimo Pagani, 
che hanno sempre attentamente seguito il mio lavoro, apportando le correzioni e i 
suggerimenti al momento opportuno; ringrazio il Prof. Alberto Colorni direttore del METID 
che mi ha dato la possibilità di usufruire delle strutture del METID; ringrazio la Prof.ssa 
Margherita Pillan che mi ha dato la possibilità di essere il protagonista di questa esperienza; 
ringrazio l'ing. Andrea Bazzi del METID che non mi ha mai abbandonato nelle numerose 
difficoltà che ho incontrato nell'implementazione del lavoro; ringrazio l'ing. Stefano Chini che 
si è prodigato affinchè terminassimo in breve tempo la demo dell'autovalutazione. Ringrazio 
il mio caro amico Alessandro Guzzeloni, le cui risposte alle mie e-mail si sono sempre 
rivelate illuminanti.  Ringrazio infine la mia famiglia, che mi ha sempre incoraggiato e aiutato 
affinchè il mio iter universitario si compisse e la mia ragazza che ha sacrificato parte del suo 
tempo in operazioni di dettatura e scrittura.   
 7
 
Capitolo 1: Metodi di implementazione di software 
per la didattica 
 
 8
La teoria delle informazioni non lineari 
 
Per pensare e comunicare, gli uomini utilizzano da sempre un sistema di informazioni lineare; 
la possibilità di disporre di sistemi non lineari offre notevoli vantaggi nella vita di tutti i 
giorni. 
Nonostante siano poco visibili, i sistemi non lineari sono sempre stati disponibili: si pensi, ad 
esempio, a libri e riviste, i cui indici consentono di saltare pagine o interi capitoli, per reperire 
immediatamente ciò di cui si è interessati. 
In passato i computer utilizzavano i nastri magnetici per la memorizzazione dei dati: era 
quindi necessario svolgere tutto il nastro se l’informazione cercata si trovava alla fine; proprio 
l’esigenza da parte degli utenti di reperire più rapidamente le informazioni ha determinato la 
nascita delle unità a disco, che consentono un immediato accesso ai dati. 
Sebbene i sistemi di informazioni lineari abbiano funzionato in maniera soddisfacente nel 
corso della storia, oggi esistono particolari settori in cui si rivelano assolutamente inadeguati: 
è il caso, ad esempio, di determinati flussi di informazioni, dove la rapidità nel reperimento 
dei dati è di vitale importanza. I sistemi non lineari sono così rivolti essenzialmente alla 
risoluzione dei problemi relativi a questi flussi informativi; nell’ambito della ricerca 
forniscono vantaggi enormi rispetto ai tradizionali sistemi lineari: si pensi, ad esempio, a 
come un archivio cartaceo possa essere sostituito da un CD-ROM nel server, che consente di 
effettuare una ricerca tramite parole chiave. In tale modo il ricercatore è in grado di accedere a 
specifiche informazioni, che sono localizzate, recuperate e visualizzate direttamente, senza la 
necessità di vagliare le informazioni che, in un archivio cartaceo, sarebbero “arrivate prima”. 
Utilizzare un simile sistema di informazioni non lineari significa risparmiare tempo per 
reperire l’informazione, localizzare il materiale richiesto e riportare quest’ultimo nel lavoro 
finale. 
 9
Come ulteriore esempio, si consideri un ente i cui ricercatori effettuino esperimenti che 
richiedano un gran dispendio di tempo e di risorse; se vivono e lavorano in Paesi differenti, è 
difficile che abbiano la possibilità di riunirsi. Qualora una di queste persone desideri dedicarsi 
ad una data attività, e voglia avere la certezza che questa non sia già stata svolta da un ente 
analogo in un altro Paese, può collegarsi con il computer ai diversi motori di ricerca sul World 
Wide Web: dopo l’immissione di parole chiave, il motore di ricerca presenta un elenco di 
collegamenti a pagine che contengono tali parole: a questo punto, invece di utilizzare una 
query di database, il ricercatore seleziona collegamenti ipertestuali verso altri nodi, 
recuperando ulteriori informazioni, ed è proprio questa attività che diventa il meccanismo di 
query; selezionando i vari collegamenti, il ricercatore affina la propria ricerca fintanto che non 
giunge al nodo che contiene l’informazione desiderata, oppure fintanto che essa non sia stata 
ottenuta accedendo a svariati nodi. I collegamenti avvengono verso pagine Web localizzate in 
altri Paesi e continenti: i dati a disposizione del ricercatore non sono limitati a quelli forniti 
dall’ente presso il quale opera, che non ha l’obbligo di mantenere una biblioteca cartacea di 
materiale. 
Utilizzando le informazioni non lineari, i ricercatori possono seguire tracciati che altre 
persone, coloro che hanno creato indici e riferimenti, non avrebbero mai immaginato 
divenissero dei collegamenti: gli autori possono creare collegamenti per analogia e semplice 
associazione, lasciando un chiaro percorso delle proprie idee, che altri possono scegliere di 
seguire o di ignorare. I sistemi informativi non lineari consentono quindi di lavorare seguendo 
i propri pensieri: i collegamenti possono condurre verso dati sempre più specifici, 
trasformando il mondo in un archivio di database che letteralmente si materializza sul monitor 
dell’utente. 
Gli elementi chiave sono sempre stati assenti dai sistemi informativi proposti in passato, e ciò 
ne ha determinato l’insuccesso. In alcuni casi l’hardware era impraticabile, in altri il software 
necessario era di tipo proprietario, in altri ancora le informazioni disponibili erano limitate: si 
 10
attendeva un sistema informativo non lineare che fosse senza confini, senza limitazioni nei 
dati disponibili e nella connettività e senza requisiti di prescrizione di hardware, software o 
dati. 
 
Evoluzione dei sistemi informativi non lineari 
I sistemi informativi non lineari sono sempre stati presi in considerazione dall'umanità, anche 
in tempi molto remoti. Molte proposte erano tecnicamente troppo avanzate, ma del resto 
limitazioni fatali e insormontabili sono esistite fino a pochi anni fa. 
Molte persone associano ora i sistemi informativi non lineari con il World Wide Web, ma il 
concetto è assai più antico. Nel 1588, un libro pubblicato a Parigi " Le diverse artificiose 
macchine del Capitano Agostino Ramelli " presenta il concetto della ruota della lettura. Un 
bassorilievo mostra un uomo seduto nello studio davanti a una ruota simile a quella di un 
mulino. Al posto delle pale ove scorre l'acqua, la ruota presenta dei leggii con sopra dei libri 
aperti. L'uomo poteva far ruotare il meccanismo per avere davanti a sé il libro da leggere 
desiderato. Ramelli evidentemente suggeriva la ruota della lettura agli studiosi che dovevano 
leggere molto e a coloro che trovavano fastidioso doversi recare agli scaffali per recuperare 
altro materiale. Ramelli sembrava aver colto il fatto che sistemi informativi non lineari 
presumessero che il lettore non dovesse leggere il libro dall'inizio alla fine. Infatti è suggerito 
che un documento ipermediale debba essere esplorato e non letto. Al contrario i libri e le 
riviste sono l'archetipo dei sistemi informativi lineari, con le loro pagine numerate e 
sequenziali. In una rivista, se l'articolo continua in una pagina non contigua, la cosa è indicata  
nello stesso articolo e la maggior parte dei lettori salta immediatamente a quella pagina per 
terminare la lettura. Anche fosse possibile leggere le pagine di un racconto in ordine casuale 
fino a completa lettura, sarebbe assai improbabile che il lettore ricordasse e capisse lo 
 11
sviluppo della trama o di qualsiasi personaggio, perché l'autore pensa a una lettura 
sequenziale e crea un flusso informativo lineare. Al contrario in un sistema non lineare non 
esiste un ordine predefinito e si presume che il lettore possa contrassegnare dei passaggi per 
uno studio successivo, aggiungere note e avere una storia di elementi letti per tornarvi 
successivamente, magari per seguire altri collegamenti. Il World Wide Web è proprio un 
sistema informativo non lineare e il suo sviluppo avviene in tempi ben più recenti di quelli del 
Capitano Ramelli. 
Sulla carta sono stati impressi interi concetti e filosofie relative ai sistemi informativi non 
lineari. La carta, però, costituiva proprio il difetto principale di tutti i sistemi suggeriti. La 
necessità che i sistemi non lineari fossero fissati sulla carta ne rappresentava il totale 
fallimento. Qualche tempo fa, le persone tenevano traccia delle annotazioni di ricerca su 
schede indicizzate. Una società realizzò delle schede con fori sui bordi, consentendo agli 
utenti di ricavare delle tacche. I fori erano numerati, così i ricercatori potevano assegnare 
determinati argomenti a determinati numeri. La persona metteva una sorta di ferro da calza 
attraverso un mazzo di schede sul foro opportuno e queste erano estratte. In questo modo tutta 
la ricerca su quell'argomento stava in pila sul tavolo accanto alla macchina per scrivere. 
Questo tipo di sistema non lineare limitava i ricercatori in diversi modi. Per prima cosa, le 
informazioni non arrivavano direttamente alla persona, ma dovevano essere raccolte 
solitamente da una biblioteca. Così il ricercatore doveva recarsi alla biblioteca che conteneva 
le informazioni desiderate, consultare il catalogo delle schede, recuperare i libri e i giornali 
dalla pila e leggere le pagine appropriate. Solo i dati fisicamente presenti potevano essere 
consultati e trascritti sulle schede di annotazione. Ciascuna scheda poi, doveva essere scritta a 
mano o a macchina con le note derivanti dalla lettura. Quindi doveva essere approntata una 
scheda indice, con gli argomenti descritti e numerati e le schede di annotazione poste 
opportunamente sul numero relativo. E' evidente che sistemi informativi non lineari basati su 
carta ponevano parecchi problemi. 
 12
Con l'avvento del computer, le idee si sono accese nuovamente, ma i pionieri di questi sistemi 
hanno dovuto scontrarsi con le limitazioni dell'hardware. Pochissime persone avevano 
accesso ai grandi mainframe, e questi avevano troppo poca memoria ed erano assai lenti, oltre 
ad avere un tipo di output molto limitato (carta oppure i cosiddetti CRT monocromatici che 
visualizzavano solo testo). Tuttavia i computer arrivarono ben presto sulle scrivanie, la loro 
potenza è aumentata esponenzialmente, i prezzi sono precipitati e i monitor hanno presto 
iniziato a mostrare i primi colori e qualcosa di più del semplice ASCII. 
Vannevar Bush è considerato il moderno progenitore dell'ipertesto. Nato nel 1890, insegnò al 
Tufs College e al MIT (Massachusetts Institute of Technology), dove fu insignito della 
nomina a decano. Lavorò sui dispositivi ottici e su macchine per la rapida selezione di bobine 
di microfilm. Durante la seconda guerra mondiale, fu nominato da Roosevelt direttore 
dell'Office of Scientific Research and Development.  
Negli anni '30 Vannevar Bush propose un analizzatore differenziale che chiamò memex. 
Questa macchina poteva memorizzare un'enorme mole di dati e Bush considerò vari mezzi 
per fornire i collegamenti in modo tale che le informazioni fossero accessibili all'utente. Bush 
utilizzò termini quali tracce e impronte per suggerire dove si poteva andare e dove si era stati. 
Durante il suo servizio come consulente scientifico del presidente Roosvelt, Bush ebbe 
l'opportunità di affinare le sue idee sulle informazioni associative e nel luglio del 1945 
l'Atlantic Monthy pubblicò un suo lavoro sulle informazioni non lineari, "As We May Think". 
Data la lunghezza della gestione dell'articolo, derivante dalla concezione di Bush 
dell'analizzatore differenziale degli anni '30, la maturità del pensiero espresso non dovrebbe 
costituire una sorpresa. Fu riconosciuto dagli editori della rivista come richiamo a una nuova 
relazione tra l'umanità e la conoscenza. 
Al termine del conflitto, Bush si rese conto che gli incredibili progressi della conoscenza 
avevano non solo lasciato indietro l'individuo, ma erano sul punto di schiacciarlo, relegandolo 
a specializzazioni sempre più ristrette e lasciando un abisso tra le discipline che nessuna 
 13
persona era in grado di superare. Bush intravide la perdita di conoscenza interdisciplinare e di 
comunicazione come qualcosa di catastrofico. 
Bush descrive l'"hardware" del memex con i termini arcaici che ci si aspetta da uno scrittore 
del 1945. Esso consiste di un piano con schermi di proiezione traslucidi incorporati, una 
tastiera, pulsanti e levette. Il contenuto è acquisito su microfilm, pronto per essere inserito e 
proiettato, tuttavia il piano è predisposto anche per il lavoro originale da ridurre 
fotograficamente a microfilm per una successiva visualizzazione. I libri sono proiettati sugli 
schermi, con una leva che controlla la velocità con cui si sfogliano le pagine, proprio come i 
proiettori di microfilm utilizzati oggi. I libri e altri materiali sono richiamati per la 
visualizzazione digitando un codice. 
Quando si crea nuovo materiale, a questo è assegnato un codice che viene memorizzato in un 
indice. Esistono diversi schermi, così è possibile visualizzare immediatamente diversi 
elementi. 
Al lettore è data la possibilità di creare annotazioni e note a  margine, come si farebbe con un 
libro. Bush immaginava microscopiche macchine fotografiche che gli scienziati potevano 
indossare sul capo per fotografare le cose importanti che vedevano. 
Nonostante questi meccanismi, accessori e descrizioni appaiono datati, Bush trascende gli 
anni '40 con il seguito: indicizzazione associativa. Qualsiasi elemento può essere portato in 
qualsiasi momento a selezionarne immediatamente un altro. Bush si perde cercando di 
specificare come possano essere stabiliti i collegamenti; ciononostante, il concetto è 
elettrizzante. L'utente può costruire una traccia; le voci sono definitivamente collegate e 
richiamabili immediatamente alla semplice pressione di un tasto. 
Stranamente Bush sembra aver trascurato un elemento chiave di questa grande idea: il metodo 
per rendere questa traccia disponibile agli altri. L'utente del memex nell'articolo di Bush siede 
solo alla scrivania. Il microfilm è acquisito con materiale già registrato. Possono essere 
aggiunte annotazioni e promemoria, ma non c'è una chiara idea su come quella traccia possa 
 14
essere gestita da altri. In ultimo, Bush lascia insoluto il problema dell'accesso ai dati non 
lineari. Il memex è un sistema non lineare di una singola persona senza mezzi inerenti di 
trasferimento dei dati da e verso la scrivania. E' responsabilità dell'utente ottenere nuovi dati, 
creare tracce e trovare un metodo per trasferire e condividere i dati con gli altri. 
Doug Engelbart lesse "As We May Think" durante la sua permanenza nelle Filippine, subito 
dopo la seconda guerra mondiale. Le idee propugnate da Bush restarono in lui, ma fu soltanto 
negli anni '60 che i mezzi per implementare un memex si resero disponibili. Lavorando con 
William K. English e John F. Rulifson, Engelbart creò il sistema On-Line (chiamato 
naturalmente NLS), un sistema di collaborazione per team di operatori localizzati in luoghi 
diversi. Come parte dell'NLS, il team creò concetti dell'utilizzo di editor di profilo per lo 
sviluppo delle idee, ciò che più tardi fu denominato collegamento ipertestuale, elaborazione di 
testi, sistema a finestre, funzioni di guida in linea e congruenza nell'interfaccia utente; 
l'hardware necessario e quello inventato comprendeva il mouse come dispositivo di 
puntamento per la selezione di aree sul CRT. 
E' importante ricordare che nel 1968 i computer erano mainframe e la programmazione era 
solitamente eseguita tramite schede perforate o nastro magnetico. L'output era spesso 
stampato su una telescrivente. Engelbart e il suo team si resero conto che questo non era 
ambiente ideale per il miglioramento del pensiero umano, ma avevano i mezzi, per la prima 
volta, di creare un nuovo ambiente per gli utenti di computer. Con l'aumento della potenza di 
calcolo, si migliorò anche la facilità d'uso. Il lavoro di Engelbart (insieme alle idee di Ted 
Nelson) influenzò la ricerca, allora in atto presso il centro di ricerche Xerox di Palo Alto. 
Nell'aprile del 1997, all'età di 72 anni, Engelbart è stato insignito del premio Lemelson - MIT 
in riconoscimento dell'invenzione del mouse per computer e ad altri svariati dispositivi e idee 
che rendono l'interfaccia utente semplice e comoda. Il premio è stato istituito nel 1994 da 
Jerome H. e Dorothy Lemelson come riconoscimento agli inventori e agli innovatori 
scientifici americani ed è amministrato dal MIT.